WiFi eļļas tvertnes monitors: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Ir vairāki veidi, kā pārbaudīt, cik daudz degvielas ir palicis apkures eļļas tvertnē. Vienkāršākais veids ir izmantot mērstieni, ļoti precīzu, bet ne pārāk jautru aukstā ziemas dienā. Dažās tvertnēs ir redzamības caurule, kas atkal norāda uz eļļas līmeni, bet caurule kļūst dzeltena, apgrūtinot lasīšanu. Vēl ļaunāk, ja tie nav izolēti, tie var izraisīt eļļas noplūdi. Cits mērinstrumenta veids izmanto pludiņu, kas virza ciparnīcu. Nav īpaši precīzs, un mehānisms laika gaitā var saķerties.

Tie, kuriem ir dziļas kabatas, var iegādāties tālvadības sensoru, ko var apskatīt mājā. Ar akumulatoru darbināms sensors, parasti ultraskaņas, pārraida eļļas dziļumu uz uztvērēju mājā. Eļļas līmeņa apskatei var izmantot atsevišķu uztvērēju, kas darbojas no elektrotīkla, vai arī uztvērēju var savienot ar internetu, lai veiktu tālvadības uzraudzību. Nepieciešams ar akumulatoru darbināms WiFi savienots sensors, kas var uzraudzīt tvertni gadiem ilgi un nosūtīt e -pasta atgādinājumi, kad eļļas līmenis kļūst zems. Šāda ierīce ir aprakstīta šajā pamācībā. Sensors mēra eļļas dziļumu, nosakot laiku, kas nepieciešams, lai gaisma atstarotos no eļļas virsmas. Ik pēc dažām stundām ESP8266 modulis aptaujā sensoru un pārsūta datus uz internetu. Bezmaksas ThingSpeak pakalpojums tiek izmantots, lai parādītu eļļas līmeni un nosūtītu atgādinājuma e -pastu, kad eļļas līmenis ir zems.

Piegādes

Galvenie šajā projektā izmantotie komponenti ir uzskaitīti zemāk. Visdārgākā prece ir dziļuma sensors - VL53L1X modulis, kuru tiešsaistē var atrast par aptuveni 6 USD. Uzmanieties, lai neizvēlētos iepriekšējās paaudzes VL53L0X, lai gan tas ir lētāks, bet tam ir zemāka veiktspēja un nepieciešama cita programmatūra. Otrs galvenais elements ir ESP8266 modulis. Versijas ar iebūvētiem sprieguma regulatoriem un USB interfeisu noteikti ir vieglāk lietojamas, taču par augstāku gaidstāves strāvu, kas nav ideāli piemērotas akumulatora darbībai. Tā vietā pamata ESP-07 modulis tiek izmantots ar papildu antenas iespēju papildu diapazonam. Šajā projektā izmantotās sastāvdaļas ir:

• AA bateriju turētājs
• Mērīšanas modulis VL53L1X
• BAT43 Shottky diode
• 2N2222 tranzistors vai līdzīgs
• 100nF kondensators
• 2 x 5k rezistori
• 1 x 1k rezistors
• 2 x 470 omi rezistori
• FT232RL sērijas adaptera modulis
• AA izmēra litija tionilhlorīda akumulators
• ESP-07 mikrokontrollera modulis
• Dažādi, vadi, kaste utt.

1. solis: Sensora izvēle

Ultraskaņas sensorus parasti izmanto eļļas līmeņa mērīšanai gan komerciāli, gan DIY projektos. Viegli pieejamo ultraskaņas HC-SR04 vai jaunāko HS-100 bieži izmanto mājās gatavotos monitoros, kuru cena ir aptuveni 1 USD. Viņi labi strādāja uz stenda, bet sniedza nejaušus rādījumus, norādot uz eļļas tvertnes ventilācijas cauruli, lai atrastu eļļas virsmu. Iespējams, tas bija saistīts ar atstarojumiem no dažādām tērauda tvertnes virsmām, plastmasas tvertne var darboties labāk. Tā vietā tika izmēģināts optiskais sensors VL53L1X Time of Flight. Tvertnes rādījumi bija daudz stabilāki, tāpēc šāda veida sensori tika izvēlēti kā alternatīva. VL53L1X datu lapa sniedz informāciju par šī sensora izšķirtspēju dažādos mērīšanas apstākļos, skatīt attēlu. Izmantojot 200 ms paraugu ņemšanas laiku, izšķirtspēja ir daži mm. Bez šaubām, datu lapu numuri tika ņemti vislabākajos iespējamajos laboratorijas apstākļos, tāpēc sensoram tika veikts ātrs tests, lai pārbaudītu izšķirtspēju. Sensors tika novietots virs eļļas tvertnes ventilācijas caurules, un tika reģistrēti daži tūkstoši rādījumu, izmantojot laika budžetu 200 ms. Tvertnes rādījumu sadalījuma diagramma apstiprina, ka šis sensors var izmērīt eļļas līmeni ar aptuveni +/- 2 mm izšķirtspēju. Ilgākā laika periodā ir novērojama ikdienas tendence, kad eļļas līmenis naktī pazeminās par dažiem mm un atjaunojas dienas laikā. Visticamākais iemesls ir eļļas saraušanās, jo tā naktī atdzisa un dienas siltumā atkal izplešas. Varbūt stāsts par eļļas iegādi pēc tilpuma aukstā dienā ir patiess.

2. darbība: shēmas shēma

Shēmas shēma parāda, kā ESP-07 modulis ir savienots ar VL53L1X. FT242 USB adapteris ir īslaicīgi pievienots ESP-07, lai augšupielādētu programmatūru un pārbaudītu darbību. Kad ESP-07 tiek ieslēgts dziļā miega režīmā, strāva samazinās līdz aptuveni 20 uA, modināšanas signāls atiestata ierīci, izmantojot diodi. Sensoru ir iespējams nodot gaidstāves režīmā, izmantojot XSHUT tapu, bet izrādījās vieglāk sensoru ieslēgt un izslēgt, izmantojot tranzistoru. Kad ESP-07 pamostas, sensors tiek ieslēgts un pēc lasīšanas izslēgts. Tam ir arī priekšrocība novērst VL53L1X gaidstāves strāvu. Ja runa ir par jaunas programmas augšupielādi, 5k rezistoram ir jāturas starp zemi un GPIO0, jo ierīce ir ieslēgta, lai pārietu uz zibspuldzes režīmu. Pēc koda augšupielādes ieslēdziet un izslēdziet ierīci, lai tā darbotos normāli.

3. darbība: akumulatora enerģija

Šī projekta darbināšanai tiek izmantota viena AA izmēra litija tionilhlorīda (Li-SOCI2) baterija. Meklējot internetā, vajadzētu atrast šāda veida akumulatoru piegādātājus tikai par USD 2 par katru. Šo akumulatoru lielā priekšrocība ir stabils 3,6 V akumulatora darbības laikā, kas ir ideāli piemērots ESP8266 mikroshēmas barošanai, neprasot papildu sprieguma regulēšanu. Sildīšanas eļļas tvertne ilgst daudzus mēnešus, tāpēc eļļas līmenis ir jāpārbauda tikai dažas reizes dienā. Mērījumi pabeigtajā monitorā deva dziļu miega strāvu 22uA. Sprieguma viļņu forma 0,5 omu rezistorā akumulatora ķēdē uzrādīja vidējo strāvu 75 mA 6,9 sekundes nomodā. Gada laikā ķēde miega režīmā izmantos 193 mAh. Ja eļļas līmeni mēra ik pēc 7 stundām, tad katru gadu tiek izmantota 180 mAh. Pamatojoties uz to, 2600 mAh akumulators ilgs vairāk nekā 6 gadus.

4. solis: programmatūra

Pololu Arduino VL53L1X bibliotēka tiek izmantota, lai inicializētu diapazona sensoru un piekļūtu attāluma rādījumiem. Kods datu nosūtīšanai uz ThingSpeak nāk no viņu mitruma sensora piemēra, un kāds papildu kods vada tranzistoru, kas baro sensoru. ESP8266 var dziļi gulēt tikai līdz 70 minūtēm un pamosties. Šīs problēmas risinājums ir ļaut mikroshēmai pamosties un nekavējoties to atkal iemigt, saglabājot skaitu atmiņā. Kad monitors izveido savienojumu ar jūsu WiFi tīklu, kodā būs jāiekļauj jūsu WiFi SSID un parole. Turklāt, ja izmantojat ThingSpeak, pievienojiet savu API kodu. Arduino skice augšupielādei ir pievienota teksta failā. Tam būs nepieciešama kopēšana jūsu Arduino IDE. Pirms koda mirgošanas pirms barošanas ieslēdziet GPIO0 ar zemi, izmantojot 5k rezistoru. Kods ESP-07 savienošanai ar WiFI tīklu tiek plaši izmantots citos projektos. Šajā gadījumā savienojuma cilpā bija nepieciešams daudz ilgāks laiks, lai pārbaudītu savienojuma izveidi. Parasti tiek izmantoti aptuveni 500 ms, taču šajā WiFi iestatīšanā bija nepieciešami 5000 ms, kas ir jāpielāgo, ja rodas savienojuma problēmas. Sīkāka informācija par e -pasta atgādinājumu saņemšanu no ThingSpeak ir aprakstīta instrukcijā Ūdens mīkstinātāja sāls monitors.

5. solis: montāža

Monitora sastāvdaļas ir savienotas “putnu ligzdas” stilā ap ESP-07 moduli, radot visu, kas var radīt īssavienojumu. Pārāk liels karstums var viegli sabojāt moduli, tāpēc šiem savienojumiem nepieciešama ātra un ātra lodēšana. Monitors tiek montēts divos posmos. Pirmkārt, sensors un ESP-07 ir savienoti ar pagaidu USB adapteri, lai programmētu ESP-07, izmantojot Arduino IDE. Izmantojot īsu 10 sekunžu miega laiku, drīz tiks parādīts, vai mikroshēma izveido savienojumu ar WiFi tīklu un nosūta rādījumus uz ThingSpeak. Kad viss darbojas pareizi, mikroshēma tiek pārprogrammēta ar vēlamajiem miega laikiem. Lai samazinātu strāvas patēriņu, sarkanajai gaismas diodei jābūt izslēgtai no moduļa. Turklāt, ja ir pievienota ārējā antena, ir jānoņem arī keramikas antenas saite. Nelietojiet mikroshēmu bez antenas, jauda apcep mikroshēmu, nevis dosies kosmosā. Otrais posms ietver USB adaptera noņemšanu un sastāvdaļu uzstādīšanu kastē. VL53L1X modulis tika uzstādīts tvertnes ventilācijas vāciņa iekšpusē, izmantojot divus neilonus nostāties starplikām. Pārliecinieties, ka sensoram ir skaidrs skats uz eļļas virsmu, netraucē lapas, zirnekļa tīkli vai zirnekļi. Turiet arī savienojošo vadu tālu prom no sensora, lai novērstu nepatiesus atstarojumus.

6. darbība: uzstādīšana

Eļļas tvertnei tiek nomainīts ventilācijas vāciņš, pārliecinoties, ka tas ir līdzens un no sensora līdz eļļas virsmai nav šķēršļu. Monitors ir uzstādīts pie ventilācijas atveres, tika izmantoti mazi magnēti, lai kārba paliktu vietā. Tas nedarbosies ar plastmasas tvertnēm! Tagad sēdiet un pārbaudiet eļļas līmeni no mājām.

Noklikšķiniet, lai redzētu manu eļļas tvertnes līmeni.