Monitori i rezervuarit të naftës WiFi: 6 hapa (me fotografi)

2025 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2025-01-13 06:58

Ka disa mënyra për të kontrolluar se sa karburant ka mbetur në rezervuarin e vajit të ngrohjes. Mënyra më e thjeshtë është të përdorni një shirit, shumë të saktë, por jo shumë argëtues në një ditë të ftohtë të dimrit. Disa tanke janë të pajisur me një tub shikimi, duke dhënë përsëri një tregues të drejtpërdrejtë të nivelit të vajit, por tubi zverdh me moshën duke e bërë leximin të vështirë. Më keq akoma, ato mund të jenë shkak i rrjedhjeve të naftës nëse nuk izolohen. Një lloj tjetër i matësit përdor një noton i cili drejton një dial. Jo veçanërisht i saktë dhe mekanizmi mund të kapet me kalimin e kohës.

Ata me xhepa të thellë mund të blejnë një sensor të largët i cili mund të shihet brenda shtëpisë. Një sensor i drejtuar nga bateria, zakonisht tejzanor, transmeton thellësinë e vajit te një marrës në shtëpi. Një marrës i pavarur nga rrjeti mund të përdoret për të parë nivelin e vajit ose marrësi mund të jetë i lidhur me internetin për monitorim në distancë. Ajo që nevojitet është një sensor i lidhur me WiFi i lidhur me bateri që mund të monitorojë rezervuarin për vite me radhë dhe të dërgojë kujtesa me email kur niveli i vajit të ulet. Një pajisje e tillë përshkruhet në këtë Udhëzues. Një sensor mat thellësinë e vajit duke përcaktuar se sa kohë duhet që drita të reflektohet nga sipërfaqja e vajit. Çdo disa orë një modul ESP8266 e sondazhon sensorin dhe i transmeton të dhënat në internet. Shërbimi falas ThingSpeak përdoret për të shfaqur nivelin e vajit dhe për të dërguar një email kujtues kur niveli i vajit është i ulët.

Furnizimet

Komponentët kryesorë të përdorur në këtë projekt janë renditur më poshtë. Artikulli më i shtrenjtë është sensori i thellësisë, një modul VL53L1X i cili mund të gjendet në internet për rreth 6 dollarë. Kini kujdes të mos zgjidhni gjeneratën e mëparshme VL53L0X, edhe pse më e lirë, ajo ka performancë inferiore dhe kërkon programe të ndryshme. Artikulli tjetër kryesor është moduli ESP8266. Versionet me rregullatorë të tensionit në bord dhe ndërfaqe USB janë sigurisht më të lehta për t'u përdorur, por me një çmim më të lartë të rrymës së gatishmërisë, jo ideale për funksionimin e baterisë. Në vend të kësaj, moduli bazë ESP-07 përdoret me opsionin e një antene të jashtme për rreze shtesë. Komponentët e përdorur në këtë projekt janë:

• Mbajtës baterie AA
• Moduli i shkallëzimit VL53L1X
• BAT43 Dioda Shottky
• Transistor 2N2222 ose i ngjashëm
• Kondensator 100nF
• 2 rezistente 5k
• 1 x 1k rezistencë
• 2 rezistencë 470 Ohm
• Moduli i përshtatësit serik FT232RL
• Bateri me madhësi AA Lithium Thionyl Chloride
• Moduli i mikrokontrolluesit ESP-07
• Tava, tel, kuti etj.

Hapi 1: Zgjedhja e sensorit

Sensorët tejzanor përgjithësisht përdoren për matjen e nivelit të vajit si në tregti ashtu edhe në projekte DIY. Ekrani tejzanor HC-SR04 ose HS-100 më i ri shpesh përdoren në monitorët shtëpiak me një kosto prej rreth 1 dollarë. Ata punuan mirë në stol, por bënë lexime të rastësishme kur drejtuan poshtë tubin e ventilimit të rezervuarit të vajit për të gjetur sipërfaqen e vajit. Kjo ndoshta ishte për shkak të reflektimeve nga sipërfaqet e ndryshme në rezervuarin e çelikut, një rezervuar plastik mund të funksionojë më mirë. Si alternativë, në vend të tij u provua një sensor optik VL53L1X Koha e Fluturimit. Leximet nga rezervuari ishin shumë më të qëndrueshme dhe kështu ky lloj sensori u ndoq si alternativë. Fleta e të dhënave për VL53L1X jep informacion në lidhje me zgjidhjen e këtij sensori në kushte të ndryshme të matjes, shihni foton. Përdorimi i një kohe kampionimi prej 200ms jep një rezolutë prej disa mm. Pa dyshim që numrat e fletëve të të dhënave u morën në kushtet më të mira të mundshme laboratorike dhe kështu sensorit iu dha një test i shpejtë për të kontrolluar rezolucionin. Sensori u pozicionua mbi tubin e ventilimit të rezervuarit të naftës dhe disa mijëra lexime u regjistruan duke përdorur një buxhet kohor prej 200 ms. Një komplot shpërndarës i leximeve në rezervuar konfirmon se ky sensor mund të masë nivelin e vajit me një rezolutë prej +/- 2mm. Për një periudhë më të gjatë kohore, ekziston një prirje ditore ku niveli i vajit bie me disa mm gjatë natës dhe rikuperohet gjate dites. Shkaku më i mundshëm është tkurrja e naftës pasi ftohet brenda natës dhe zgjerohet përsëri në ngrohtësinë e ditës. Ndoshta historia për blerjen e naftës në vëllim në një ditë të ftohtë është e vërtetë në fund të fundit.

Hapi 2: Diagrami i Qarkut

Diagrami i qarkut tregon se si moduli ESP-07 është i lidhur me VL53L1X. Një përshtatës USB FT242 është i lidhur përkohësisht me ESP-07 për ngarkimin e softuerit dhe kontrollimin e funksionimit. Kur ESP-07 vihet në gjumë të thellë, rryma bie në rreth 20 uA, një sinjal zgjimi rivendos pajisjen përmes diodës. Possibleshtë e mundur që sensori të vihet në gatishmëri duke përdorur pinin XSHUT, por u tregua më e lehtë për të fuqizuar sensori ndizet dhe fiket duke përdorur një tranzistor. Kur ESP-07 zgjohet, sensori ndizet dhe pastaj fiket sapo të merret një lexim. Kjo gjithashtu ka avantazhin e eliminimit të rrymës së gatishmërisë VL53L1X. Kur bëhet fjalë për ngarkimin e një programi të ri, një rezistencë 5k duhet të mbahet midis tokës dhe GPIO0 pasi njësia ndizet për të hyrë në modalitetin e blicit. Pas ngarkimit të kodit, ndizni dhe fikni pajisjen për të funksionuar normalisht.

Hapi 3: Fuqia e baterisë

Për të fuqizuar këtë projekt përdoret një bateri e vetme me madhësi AA, klorid litium-tionil (Li-SOCI2). Kërkimi në internet duhet të gjejë furnizues të këtij lloji të baterisë për më pak se 2 dollarë secila. Avantazhi i madh i këtyre baterive është qëndrueshmëria 3.6V mbi jetëgjatësinë e baterisë, ideale për fuqizimin e çipit ESP8266 pa kërkuar rregullim shtesë të tensionit. Një rezervuar me vaj ngrohje zgjat shumë muaj dhe kështu niveli i vajit duhet vetëm të kontrollohet disa herë ditën më së shumti. Matjet në një monitor të kompletuar dhanë një rrymë të thellë gjumi prej 22uA. Forma e valës së tensionit në një rezistencë 0.5 Ohm në qarkun e baterisë tregoi një rrymë mesatare prej 75 mA për 6.9 sekonda kur jeni zgjuar. Gjatë një viti, qarku do të përdorë 193 mAh në modalitetin e gjumit. Nëse matjet e nivelit të vajit merren çdo 7 orë atëherë 180 mAh përdoren çdo vit. Mbi këtë bazë, një bateri 2600 mAh do të zgjasë mbi 6 vjet.

Hapi 4: Softuer

Biblioteka Pololu Arduino VL53L1X përdoret për të inicializuar sensorin e diapazonit dhe për të hyrë në leximet e distancës. Kodi për dërgimin e të dhënave në ThingSpeak vjen nga shembulli i Sensorit të Lagështisë dhe disa kode shtesë drejtojnë transistorin që fuqizon sensorin. ESP8266 mund të fle vetëm deri në 70 minuta dhe të zgjohet vetë. Mënyra rreth këtij problemi është të lejoni që çipi të zgjohet dhe ta vendosë përsëri në gjumë, duke mbajtur një numërim në kujtesë. Ndërsa monitori lidhet me rrjetin tuaj WiFi, do t'ju duhet të përfshini SSID -in tuaj WiFi dhe fjalëkalimin në kod. Gjithashtu, nëse përdorni ThingSpeak, atëherë shtoni kodin tuaj API. Skica Arduino për ngarkim i bashkëngjitet skedarit të tekstit. Do të ketë nevojë për kopjim në ID tuaj Arduino. Para ndezjes së kodit, lidheni GPIO0 me tokën përmes një rezistence 5k para se të ndizeni. Kodi për lidhjen e ESP-07 me rrjetin WiFI përdoret gjerësisht në projekte të tjera. Në këtë rast, një kohë shumë më e gjatë ishte e nevojshme në lakin lidhës për të kontrolluar që një lidhje ishte bërë. Rreth 500 ms zakonisht përdoren, por 5000 ms u kërkuan në këtë konfigurim WiFi, që ia vlen të rregullohet nëse ka probleme në lidhje. Detajet në lidhje me marrjen e kujtesave të postës elektronike nga ThingSpeak përshkruhen në Udhëzuesin e Kripës së Zbutësit të Ujit.

Hapi 5: Asambleja

Komponentët për monitorin janë të lidhur në stilin "fole zogjsh" rreth modulit ESP-07, duke veshur gjithçka që mund të kalojë. Moduli dëmtohet lehtë nga shumë nxehtësi dhe kështu këto lidhje kanë nevojë për bashkim një herë dhe shpejt. Monitori është montuar në dy faza. Para së gjithash, sensori dhe ESP-07 janë të lidhur me një përshtatës të përkohshëm USB për të programuar ESP-07 duke përdorur Arduino IDE. Përdorimi i një kohe të shkurtër gjumi prej 10 sekondash së shpejti do të tregojë nëse çipi po lidhet me rrjetin WiFi dhe po dërgon lexime në ThingSpeak. Pasi gjithçka funksionon si duhet, çipi riprogramohet me kohën e dëshiruar të gjumit. LED i kuq duhet të hiqet nga moduli për të minimizuar konsumin aktual. Gjithashtu, nëse është lidhur një antenë e jashtme, lidhja e antenës qeramike gjithashtu duhet të hiqet. Mos e përdorni çipin pa antenë, fuqia do të skuqet çipin në vend që të shkojë në hapësirë. Faza e dytë përfshin heqjen e përshtatësit USB dhe montimin e përbërësve në një kuti. Moduli VL53L1X ishte montuar brenda kapakut të ventilimit të rezervuarit duke përdorur dy najlon qëndrojnë jashtë spacers. Sigurohuni që sensori të ketë një pamje të qartë të sipërfaqes së vajit, pa gjethe, rrjetë me merimangë ose merimangat. Gjithashtu, mbani tela lidhës larg sensorit për të parandaluar reflektimet e rreme.

Hapi 6: Instalimi

Kapaku i ventilimit zëvendësohet në rezervuarin e vajit duke u siguruar që është i barabartë dhe pa pengesa nga sensori në sipërfaqen e vajit. Monitori është montuar pranë kanalit, magnet të vegjël janë përdorur për ta mbajtur kutinë në vend. Kjo nuk do të funksionojë me rezervuarët plastikë! Tani uluni dhe kontrolloni nivelin e vajit nga komoditeti i shtëpisë tuaj.

Klikoni për të parë nivelin e rezervuarit tim të naftës.