Bauen Sie mit ESP32 einen Tankvolumenleser in unter 30 US-Dollar - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Das Internet der Dinge hat viele ehemals komplexe Geräteanwendungen in die Häuser vieler Craft Brewer und Winzer gebracht. Anwendungen mit Füllstandsensoren werden seit Jahrzehnten in großen Raffinerien, Wasseraufbereitungsanlagen und Chemieanlagen eingesetzt. Bei sinkenden Sensorpreisen können jetzt sowohl Industrie- als auch Heimwerker das Volumen jedes Tanks, Fasses oder Kanisters überwachen.

Die auf dem freien Markt erhältlichen Sensoren können fast alles erfassen und werden entsprechend klassifiziert. Sensoren zur Messung der Feuchtigkeit werden als Feuchtigkeitssensor, Druck als Drucksensor, Distanz als Positionssensoren usw. bezeichnet. In ähnlicher Weise wird der zur Messung von Flüssigkeitsständen verwendete Sensor als Füllstandssensor bezeichnet.

Die Füllstandssensoren dienen zur Messung des Füllstands der rieselfähigen Stoffe. Hierzu zählen Flüssigkeiten wie Wasser, Öl, Schlämme usw. sowie Feststoffe in Granulat-/Pulverform (fließfähige Feststoffe). Diese Stoffe neigen dazu, sich aufgrund der Schwerkraft in den Behältertanks abzusetzen und im Ruhezustand ihr Niveau zu halten. In dieser Anleitung erfahren Sie, wie Sie Ihren eigenen hausgemachten Niveau-, Temperatur- und Feuchtigkeitssensor bauen. Ebenfalls enthalten sind Anweisungen für Sie neu gesammelte Daten, die über Ubidots, eine Plattform zur Anwendungsaktivierung, verwendet werden sollen.

Schritt 1: Anforderungen

• ESP32
• Ultraschallsensor - HC-SR04
• DHT11-Sensor
• Schutzhülle aus Kunststoff
• Überbrückungsdrähte
• Micro-USB-Kabel
• Arduino IDE 1.8.2 oder höher

• Ubidots-Konto - oder - STEM-Lizenz

Schritt 2: Verkabelung und Gehäuse

Der Sensor HC-SR04 (Ultraschallsensor) arbeitet mit 5V Logik. Bitte befolgen Sie die Tabellen und das Diagramm, um die richtigen Verbindungen zwischen dem ESP32 und dem Ultraschallsensor herzustellen, auch zwischen dem ESP32 und dem DHT11-Sensor (Temperatur- und Feuchtigkeitssensor).

Ich habe einen kleinen Prototyp mit einem maßstabsgetreuen Tank gebaut, um die Funktionen des Sensors zu zeigen, aber ein endgültiger Prototyp mit seinem Gehäuse sollte wie oben aussehen.

Wie Sie sehen, sollte sich der Ultraschallsensor oben im Tank befinden, damit wir den Abstand zwischen dem oberen Teil des Tanks und dem Endpunkt der Substanz messen können Sensoren zur Überwachung der Umgebung.

Schritt 3: Um Ihr angeschlossenes Gerät zu programmieren, verbinden Sie sich mit der Arduino IDE

Bevor Sie mit dem ESP32 beginnen, richten Sie Ihr Board mit der Arduino IDE ein. Wenn Sie mit einem Board-Setup nicht vertraut sind, lesen Sie bitte den folgenden Artikel und folgen Sie Schritt für Schritt, bis Sie das Board kompiliert haben:

Verbinden Sie das ESP32-DevKitC mit Ubidots

Sobald Ihr Board kompiliert ist, installieren Sie die Bibliotheken, die zum Ausführen der Sensoren erforderlich sind: "PubSubClient" und "DHT:"

Gehen Sie zu Sketch/Program -> Include Library -> Library Manager und installieren Sie die PubSubClient-Bibliothek. Um einfach die richtige Bibliothek zu finden, suchen Sie PubSubClient in der Suchleiste

2. Gehen Sie zum Bibliotheks-Repository, um die DHT-Bibliothek herunterzuladen. Um die Bibliothek herunterzuladen, klicken Sie auf den grünen Button "Klonen oder herunterladen" und wählen Sie "ZIP herunterladen".

3. Jetzt, zurück in der Arduino IDE, klicken Sie auf Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library

4. Wählen Sie die. ZIP-Datei von DHT und dann „Akzeptieren“oder „Auswählen“

5. Schließen Sie die Arduino-IDE und öffnen Sie sie erneut. Der Neustart ist erforderlich; Bitte überspringen Sie diesen Schritt nicht.

Jetzt ist es an der Zeit, mit der Codierung zu beginnen:) Kopieren Sie den folgenden Code und fügen Sie ihn in die Arduino IDE ein.

Bitte gehen Sie auf den folgenden Link, um den Code zu finden.

Als nächstes weisen Sie die Parameter zu: Wi-Fi-Name und -Passwort sowie Ihr einzigartiges Ubidots-TOKEN. Wenn Sie nicht wissen, wie Sie Ihr Ubidots-TOKEN finden, lesen Sie bitte diesen Artikel unten.

So erhalten Sie Ihr Ubidots-TOKEN

Nachdem Sie Ihren Code eingefügt und das entsprechende WLAN zugewiesen haben, überprüfen Sie dies in der Arduino IDE. Zur Überprüfung sehen Sie in der oberen linken Ecke unserer Arduino-IDE die folgenden Symbole. Wählen Sie das Häkchen-Symbol, um einen beliebigen Code zu überprüfen. Nach der Überprüfung erhalten Sie in der Arduino IDE eine Meldung "Done Compiling".

Laden Sie als Nächstes den Code in Ihren ESP32 hoch. Wählen Sie zum Hochladen den Rechtspfeil neben dem Häkchen aus. Nach dem Hochladen erhalten Sie in der Arduino-IDE die Meldung "Hochladen abgeschlossen".

Damit sendet Ihr Sensor jetzt die Daten an die Ubidots Could!

Schritt 4: Verwaltung der Daten in Ubidots

Wenn Ihr Gerät richtig verbunden ist, wird ein neues Gerät in Ihrem Gerätebereich in Ihrer Ubidots-Anwendung erstellt. Der Name des Geräts lautet "esp32", auch im Gerät sehen Sie die Variablen Distanz, Luftfeuchtigkeit und Temperatur:

Wenn Sie Ihren Geräte- und Variablennamen in einen benutzerfreundlicheren ändern möchten, lesen Sie bitte diesen Artikel:

So passen Sie Ihren Gerätenamen und Variablennamen an

Um das Volumen der rieselfähigen Substanzen im Tank zu berechnen, müssen wir als Nächstes eine abgeleitete Variable erstellen, um einen Volumenwert zu berechnen.

Mit der abgeleiteten Variable können wir Operationen mit den Standardvariablen erstellen. In diesem Fall wenden wir die Volumenformel mit der Charakteristik eines zylindrischen Tanks an, wobei:

• Pi = Das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser (konstant)
• r = Der Radius des Tanks
• h = Höhe des Tanks

Klicken Sie auf "Variable hinzufügen" und wählen Sie "Abgeleitet". Wie Sie im neuen Fenster sehen können, müssen Sie die Formel im Feld anhängen.

Nachdem Sie die Formel mit den Eigenschaften Ihres Tanks angehängt haben, wählen Sie die Variable "Entfernung".

Nachdem Sie Ihre Formel eingegeben haben, wird Ihr Volumen in Ihrer Ubidots-Anwendung gelesen.

Schritt 5: Ergebnisse

Jetzt ist Ihr Sensor betriebsbereit! Oben sehen Sie die Funktion des Füllstandsensors bei verschiedenen Lautstärken.

Um mehr über Ubidots-Widgets und -Ereignisse zu erfahren, sehen Sie sich diese Video-Tutorials an.