Создайте считыватель объема резервуара менее чем за 30 долларов с помощью ESP32: 5 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Интернет вещей принес множество ранее сложных приложений для устройств в дома многих пивоваров и виноделов. Приложения с датчиками уровня десятилетиями использовались на крупных нефтеперерабатывающих, водоочистных и химических предприятиях. С падением цен на датчики теперь и промышленные предприятия, и домашние производители могут контролировать объем любого резервуара, бочки или канистры.

Датчики, доступные на открытом рынке, могут распознавать практически все, и соответственно классифицируются. Датчик, используемый для измерения влажности, называется датчиком влажности, датчик давления - датчиком давления, датчик расстояния - датчиками положения и так далее. Аналогичным образом датчик, используемый для измерения уровня жидкости, называется датчиком уровня.

Датчики уровня используются для измерения уровня сыпучих веществ. Такие вещества включают жидкости, такие как вода, масло, суспензии и т. Д., А также твердые вещества в гранулированной / порошковой форме (твердые вещества, которые могут течь). Эти вещества имеют тенденцию оседать в резервуарах контейнера под действием силы тяжести и поддерживать свой уровень в состоянии покоя. Из этого руководства вы узнаете, как построить самодельный датчик уровня, температуры и влажности. Также включены инструкции для недавно собранных данных, которые будут использоваться через Ubidots, платформу поддержки приложений.

Шаг 1. Требования

• ESP32
• Ультразвуковой датчик - HC-SR04
• Датчик DHT11
• Пластиковый защитный футляр
• Провода перемычки
• Кабель Micro USB
• Arduino IDE 1.8.2 или выше

• Учетная запись Ubidots - или - Лицензия STEM

Шаг 2: Электромонтаж и кожух

Датчик HC-SR04 (ультразвуковой датчик) работает с логикой 5 В. Следуйте таблицам и диаграммам, чтобы правильно подключить ESP32 к ультразвуковому датчику, а также между ESP32 и датчиком DHT11 (датчик температуры и влажности).

Я построил небольшой прототип с резервуаром масштабного размера, чтобы показать функции датчика, но окончательный прототип с корпусом должен выглядеть так, как показано выше.

Как видите, ультразвуковой датчик должен находиться в верхней части резервуара, поэтому с его помощью мы сможем измерить расстояние между верхней частью резервуара и конечной точкой вещества. Затем поместите температуру и влажность. датчики для наблюдения за окружающей средой.

Шаг 3: Чтобы запрограммировать подключенное устройство, подключитесь к Arduino IDE

Перед тем, как начать с ESP32, настройте свою плату с помощью Arduino IDE. Если вы не знакомы с настройкой платы, обратитесь к статье ниже и следуйте пошаговым инструкциям, пока вы не скомпилируете плату:

Подключите ESP32-DevKitC к Ubidots

После того, как ваша плата скомпилирована, установите библиотеки, необходимые для работы датчиков: «PubSubClient» и «DHT:»

Перейдите в Sketch / Program -> Include Library -> Library Manager и установите библиотеку PubSubClient. Чтобы просто найти нужную библиотеку, выполните поиск PubSubClient в строке поиска

2. Перейдите в репозиторий библиотеки, чтобы загрузить библиотеку DHT. Чтобы загрузить библиотеку, нажмите зеленую кнопку «Клонировать или загрузить» и выберите «Загрузить ZIP».

3. Теперь вернитесь в IDE Arduino и нажмите Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library.

4. Выберите файл. ZIP DHT и нажмите «Принять» или «Выбрать».

5. Закройте Arduino IDE и откройте ее снова. Требуется перезагрузка; пожалуйста, не пропускайте этот шаг.

Пришло время начать кодирование:) Скопируйте приведенный ниже код и вставьте его в IDE Arduino.

Чтобы найти код, перейдите по следующей ссылке.

Затем назначьте параметры: имя и пароль Wi-Fi, а также ваш уникальный ТОКЕН Ubidots. Если вы не знаете, как найти свой ТОКЕН Ubidots, прочтите эту статью ниже.

Как получить токен Ubidots

После того, как вы вставили свой код и назначили соответствующий Wi-Fi, проверьте его в Arduino IDE. Для проверки в верхнем левом углу нашей Arduino IDE вы увидите значки ниже. Щелкните значок галочки, чтобы проверить любой код. После проверки вы получите сообщение «Готово» в Arduino IDE.

Затем загрузите код в свой ESP32. Щелкните значок стрелки вправо рядом со значком галочки для загрузки. После загрузки вы получите сообщение «Готово к загрузке» в Arduino IDE.

Теперь ваш датчик отправляет данные в Ubidots Could!

Шаг 4: Управление данными в Ubidots

Если ваше устройство правильно подключено, вы увидите новое устройство, созданное в разделе вашего устройства в вашем приложении Ubidots. Имя устройства будет «esp32», также внутри устройства вы увидите переменные расстояние, влажность и температуру:

Если вы хотите изменить имена устройств и переменных на более удобные, обратитесь к этой статье:

Как настроить имя устройства и имя переменной

Затем, чтобы рассчитать объем сыпучих веществ в резервуаре, нам нужно создать производную переменную для расчета значения объема.

Производная переменная позволяет нам создавать операции с использованием переменных по умолчанию, поэтому в этом случае мы собираемся применить формулу объема с характеристикой цилиндрического резервуара, где:

• Pi = отношение длины окружности к ее диаметру (константа)
• r = радиус резервуара
• h = высота резервуара

Щелкните «Добавить переменную» и выберите «Производный». Как вы можете видеть в новом окне, вы должны прикрепить формулу в поле.

После того, как вы добавили формулу с характеристиками вашего танка, выберите переменное «расстояние».

После того, как вы введете формулу, вы начнете читать объем в вашем приложении Ubidots.

Шаг 5: результаты

Теперь ваш датчик готов к работе! Выше вы можете увидеть работу датчика уровня на разных объемах.

Чтобы узнать больше о виджетах и событиях Ubidots, посмотрите эти видеоуроки.