צג מיכל שמן WiFi: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

ישנן מספר דרכים לבדוק כמה דלק נשאר במיכל שמן החימום. הדרך הפשוטה ביותר היא להשתמש בדיפסטיק, מדויק מאוד אך לא מהנה במיוחד ביום חורף קר. חלק מהטנקים מצוידים בצינור ראייה, שוב נותן אינדיקציה ישירה למפלס השמן אך הצינור צהוב עם הגיל שמקשה על הקריאה. גרוע מכך, הם יכולים להיות גורם לדליפות שמן אם הם אינם מבודדים. סוג אחר של מד משתמש בציפה המניעה חוגה. לא מדויק במיוחד והמנגנון יכול לתפוס עם הזמן.

בעלי כיסים עמוקים יכולים לקנות חיישן מרחוק שניתן לצפות בו בתוך הבית. חיישן מונע סוללה, בדרך כלל קולי, מעביר את עומק השמן למקלט בבית. ניתן להשתמש במקלט עצמאי המבוסס על רשת החשמל כדי לצפות במפלס השמן או לחבר את המקלט לאינטרנט לצורך ניטור מרחוק. מה שצריך הוא חיישן מחובר WiFi המונע באמצעות סוללה שיכול לפקח על הטנק במשך שנים בכל פעם ולשלוח תזכורות בדוא ל כאשר מפלס השמן יורד. מכשיר כזה מתואר במדריך זה. חיישן מודד את עומק השמן על ידי תזמון כמה זמן לוקח לאור להחזיר לאחור את פני השמן. כל כמה שעות מודול ESP8266 סוקר את החיישן ומעביר את הנתונים לאינטרנט. שירות ThingSpeak החינמי משמש להצגת מפלס השמן ולשלוח מייל תזכורת כאשר מפלס השמן נמוך.

אספקה

הרכיבים העיקריים המשמשים בפרויקט זה מפורטים להלן. הפריט היקר ביותר הוא חיישן העומק, מודול VL53L1X שניתן למצוא ברשת תמורת כ $ 6. היזהר לא לבחור את הדור הקודם VL53L0X, אם כי זול יותר, יש לו ביצועים נחותים ודורש תוכנות שונות. פריט המפתח הנוסף הוא מודול ESP8266. הגרסאות עם ווסת המתח המשולב וממשק USB בהחלט קלות יותר לשימוש, אך בעלות זרם המתנה גבוה יותר, לא אידיאלי להפעלת הסוללה. במקום זאת, מודול ESP-07 הבסיסי משמש עם אפשרות של אנטנה חיצונית לטווח נוסף. המרכיבים המשמשים בפרויקט זה הם:

• מחזיק סוללות AA
• מודול טווח VL53L1X
• דיאטת Shottky BAT43
• טרנזיסטור 2N2222 או דומה
• קבל 100nF
• נגדים 2 x 5k
• נגד 1k 1k
• נגדי 2 x 470 אוהם
• מודול מתאם טורי FT232RL
• סוללת ליתיום טיוניל כלוריד בגודל AA
• מודול מיקרו-בקר ESP-07
• כלים, חוטים, קופסאות וכו '.

שלב 1: בחירת חיישן

חיישנים אולטרסאונד משמשים בדרך כלל למדידת מפלס השמן הן מבחינה מסחרית והן בפרויקטים של עשה זאת בעצמך. HC-SR04 האולטרסוני הזמין או ה- HS-100 החדשים יותר משמשים לעתים קרובות במסכים תוצרת בית במחיר של כ -1 $ בערך. הם עבדו מצוין על הספסל אך נתנו קריאות אקראיות כאשר הצביעו כלפי מטה על צינור האוורור של מיכל הנפט כדי לאתר את משטח השמן. זה כנראה נבע מהשתקפויות מהמשטחים השונים במיכל הפלדה, מיכל פלסטיק עשוי לעבוד טוב יותר. כחלופה, במקום זאת נוסה חיישן אופטי VL53L1X Time of Flight במקום זאת. הקריאות מהמיכל היו יציבות הרבה יותר ולכן סוג זה של חיישן נמשך כחלופה. גליון הנתונים של ה- VL53L1X נותן מידע על הרזולוציה של חיישן זה בתנאי מדידה שונים, ראה התמונה. שימוש בזמן דגימה של 200ms נותן רזולוציה של כמה מ"מ. אין ספק שמספרי דפי הנתונים נלקחו בתנאי המעבדה הטובים ביותר האפשריים ולכן החיישן קיבל בדיקה מהירה לבדיקת הרזולוציה. החיישן ממוקם מעל צינור האוורור של מיכל הנפט וכמה אלפי קריאות נרשמו באמצעות תקציב תזמון של 200 אלפיות השנייה. חלקת התפלגות של הקריאות במיכל מאשרת שחיישן זה יכול למדוד את רמת השמן ברזולוציה של +/- 2 מ"מ. לאורך פרק זמן ארוך יותר, יש מגמה יומית שבה מפלס השמן יורד בכמה מ"מ למשך הלילה ומתאושש. במהלך היום. הסיבה הסבירה ביותר היא שמן המתכווץ כשהוא מתקרר בן לילה ומתרחב שוב בחום היום. אולי בסופו של דבר הסיפור על רכישת נפט בנפח ביום קר נכון.

שלב 2: תרשים מעגלים

תרשים המעגלים מראה כיצד מחובר מודול ESP-07 ל- VL53L1X. מתאם USB FT242 מחובר באופן זמני ל- ESP-07 להעלאת התוכנה ובדיקת הפעולה. כאשר ESP-07 נכנס לשינה עמוקה, הזרם יורד לכ -20 uA, אות השכמה מאפס את המכשיר באמצעות הדיודה. אפשר להכניס את החיישן למצב המתנה באמצעות סיכת XSHUT אך קל יותר היה להפעיל את חיישן מופעל וכיבוי באמצעות טרנזיסטור. כאשר ESP-07 מתעורר, החיישן מופעל ולאחר מכן כבוי לאחר קריאת קריאה. יש לכך גם את היתרון של ביטול זרם ההמתנה של VL53L1X. כאשר מדובר בהעלאת תוכנית חדשה, צריך להחזיק בנגד 5k בין הקרקע ל- GPIO0 כאשר היחידה מופעלת בכדי להיכנס למצב פלאש. לאחר העלאת הקוד, הפעל את המכשיר והפעל אותו להפעלה רגילה.

שלב 3: כוח סוללה

סוללת ליתיום-טיוניל כלוריד יחיד (Li-SOCI2) בגודל AA משמשת להפעלת פרויקט זה. חיפוש באינטרנט אמור למצוא ספקים מסוג זה של סוללות במחיר של עד 2 $ כל אחד. היתרון הגדול של סוללות אלה הוא 3.6V היציב לאורך חיי הסוללה, אידיאלי להפעלת שבב ESP8266 מבלי לדרוש ויסות מתח נוסף. יום לכל היותר. מדידות על צג שהושלם נתנו זרם שינה עמוק של 22uA. צורת גל המתח על פני 0.5 אוהם במעגל הסוללות הצביעה על זרם ממוצע של 75 mA למשך 6.9 שניות כשהוא ער. מעל שנה, המעגל ישתמש ב -193 mAh במצב שינה. אם מדידות מפלס השמן נלקחות כל 7 שעות אז 180 מיליאמפר / שעה משתמשים בכל שנה. על בסיס זה, סוללת 2600 מיליאמפר / שעה תחזיק מעמד מעל 6 שנים.

שלב 4: תוכנה

ספריית Pololu Arduino VL53L1X משמשת לאתחול חיישן הטווח וגישה לקריאות המרחק. קוד לשליחת נתונים ל- ThingSpeak מגיע מהדוגמה שלהם לחיישן לחות וכמה קודים נוספים מניעים את הטרנזיסטור שמניע את החיישן. ה- ESP8266 יכול לישון עמוק עד 70 דקות ולהעיר את עצמו. הדרך לעקוף בעיה זו היא לאפשר לשבב להתעורר ולהחזיר אותו לישון מיד, תוך שמירה על ספירה בזיכרון. ככל שהצג מתחבר לרשת ה- WiFi שלך, יהיה עליך לכלול את ה- SSID והסיסמה של WiFi בקוד. כמו כן, אם אתה משתמש ב- ThingSpeak, הוסף את קוד ה- API שלך. שרטוט ה- Arduino להעלאה מצורף בקובץ הטקסט. יהיה צורך להעתיק אותו ל- IDE Arduino שלך. לפני הברקת הקוד, חבר את GPIO0 לקרקע באמצעות נגד 5k לפני ההפעלה. הקוד לחיבור ה- ESP-07 לרשת ה- WiFI נמצא בשימוש נרחב בפרויקטים אחרים. במקרה זה, נדרש זמן ארוך בהרבה בלולאת החיבור לבדיקת חיבור. בדרך כלל נעשה שימוש בכ -500 אלפיות השנייה אך נדרשה 5000 מילי -שניות בהגדרת WiFi זו, שווה להתאים אותה אם יש בעיות חיבור. פרטים אודות קבלת תזכורות דוא ל מ- ThingSpeak מתוארות במדריך המלח של מרכך המים.

שלב 5: הרכבה

רכיבי הצג מחוברים בסגנון "קן ציפורים" סביב מודול ESP-07, ומכיל כל דבר שיכול לקצר. המודול ניזוק בקלות מרוב חום ולכן חיבורים אלה זקוקים להלחמה פעם אחת ומהירה. המסך מורכב בשני שלבים. קודם כל החיישן ו- ESP-07 מחוברים למתאם USB זמני לתכנת ה- ESP-07 באמצעות ה- Arduino IDE. שימוש בזמן שינה קצר של 10 שניות יראה בקרוב אם השבב מתחבר לרשת ה- WiFi ושולח קריאות ל- ThingSpeak. ברגע שהכל פועל כראוי, השבב מתוכנת מחדש עם זמני השינה הרצויים. הנורית האדומה צריכה להיות מנופה מהמודול כדי למזער את הצריכה הנוכחית. כמו כן, אם מחוברת אנטנה חיצונית, יש צורך להסיר גם את קישור האנטנה הקרמיקה. אין להפעיל את השבב ללא אנטנה, הכוח יטגן את השבב במקום להיכנס לחלל. השלב השני כולל הסרת מתאם ה- USB והרכבת הרכיבים בקופסה. מודול VL53L1X הותקן בתוך מכסה האוורור של הטנק באמצעות שני ניילון להתרחק ממרווחים. ודא שלחיישן יש מבט ברור על פני השמן, ללא עלים, קורי עכביש או עכבישים. כמו כן, הרחק את חוט החיבור הרחק מהחיישן כדי למנוע השתקפויות מזויפות.

שלב 6: התקנה

מכסה האוורור מוחלף על מיכל השמן ומוודא שהוא ישר וללא מכשולים מהחיישן למשטח השמן. הצג מותקן ליד הפתח, מגנטים קטנים שימשו לשמירה על הקופסה במקומה. זה לא יעבוד עם מיכלי פלסטיק! כעת שב ובדוק את מפלס השמן בנוחות ביתך.

לחץ כדי לראות את רמת מיכל השמן שלי.