สร้าง Tank Volume Reader ในราคาต่ำกว่า 30 ดอลลาร์ โดยใช้ ESP32: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

Internet of Things ได้นำแอพพลิเคชั่นอุปกรณ์ที่แต่ก่อนซับซ้อนจำนวนมากมาสู่บ้านของผู้ผลิตคราฟต์เบียร์และผู้ผลิตไวน์จำนวนมาก มีการใช้เซ็นเซอร์วัดระดับในโรงกลั่นขนาดใหญ่ โรงบำบัดน้ำ และโรงงานเคมีมานานหลายทศวรรษ ด้วยราคาเซ็นเซอร์ที่ลดลง ตอนนี้ทั้งภาคอุตสาหกรรมและ DIY สามารถตรวจสอบปริมาณของถัง บาร์เรล หรือกระป๋องใดก็ได้

เซ็นเซอร์ที่มีอยู่ในตลาดเปิดสามารถตรวจจับได้เกือบทุกอย่างและจัดประเภทตามนั้น เซ็นเซอร์ที่ใช้วัดความชื้นเรียกว่า เซ็นเซอร์ความชื้น ความดันเรียกว่า เซ็นเซอร์ความดัน ระยะทางเรียกว่า เซ็นเซอร์ตำแหน่ง เป็นต้น ในทำนองเดียวกัน เซ็นเซอร์ที่ใช้ในการวัดระดับของเหลวเรียกว่าเซ็นเซอร์ระดับ

เซ็นเซอร์วัดระดับใช้สำหรับวัดระดับของสารที่ไหลอย่างอิสระ สารดังกล่าวรวมถึงของเหลว เช่น น้ำ น้ำมัน ของเหลวข้น ฯลฯ รวมทั้งของแข็งในรูปแบบเม็ด/ผง (ของแข็งที่สามารถไหลได้) สารเหล่านี้มักจะเกาะตัวในถังบรรจุเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและรักษาระดับให้อยู่ในสถานะพัก ในคู่มือนี้ คุณจะได้เรียนรู้วิธีสร้างเซ็นเซอร์วัดระดับ อุณหภูมิ และความชื้นในแบบโฮมเมด รวมถึงคำแนะนำสำหรับข้อมูลที่รวบรวมใหม่เพื่อใช้ผ่าน Ubidots ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มการเปิดใช้งานแอปพลิเคชัน

ขั้นตอนที่ 1: ข้อกำหนด

• ESP32
• อัลตราโซนิกเซนเซอร์ - HC-SR04
• เซ็นเซอร์ DHT11
• เคสป้องกันพลาสติก
• สายจัมเปอร์
• สายไมโคร USB
• Arduino IDE 1.8.2 หรือสูงกว่า

• บัญชี Ubidots - หรือ - ใบอนุญาต STEM

ขั้นตอนที่ 2: การเดินสายไฟและปลอกหุ้ม

เซ็นเซอร์ HC-SR04 (เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก) ทำงานร่วมกับลอจิก 5V โปรดปฏิบัติตามตารางและไดอะแกรมเพื่อทำการเชื่อมต่อที่ถูกต้องระหว่าง ESP32 และเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก รวมถึงระหว่าง ESP32 และเซ็นเซอร์ DHT11 (เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น)

ฉันสร้างต้นแบบขนาดเล็กที่มีถังขนาดเท่ามาตราส่วนเพื่อแสดงหน้าที่ของเซ็นเซอร์ แต่ต้นแบบขั้นสุดท้ายที่มีตัวเรือนควรมีลักษณะเหมือนด้านบน

ดังที่คุณเห็นเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกควรอยู่ที่ด้านบนของถัง ดังนั้นด้วยเซ็นเซอร์นี้ เราจะสามารถวัดระยะห่างระหว่างส่วนบนของถังกับจุดสิ้นสุดของสารได้ จากนั้นจึงวางอุณหภูมิและความชื้น เซ็นเซอร์เพื่อตรวจสอบสภาพแวดล้อม

ขั้นตอนที่ 3: ในการตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อของคุณ ให้เชื่อมต่อกับ Arduino IDE

ก่อนที่จะเริ่มต้นด้วย ESP32 ให้ตั้งค่าบอร์ดของคุณด้วย Arduino IDE ถ้าคุณไม่คุ้นเคยกับการตั้งค่าบอร์ด โปรดอ้างอิงบทความด้านล่างและทำตามขั้นตอนทีละขั้นตอนจนกว่าคุณจะได้รวบรวมบอร์ด:

เชื่อมต่อ ESP32-DevKitC กับ Ubidots

เมื่อรวบรวมบอร์ดของคุณแล้ว ให้ติดตั้งไลบรารีที่จำเป็นในการรันเซ็นเซอร์: "PubSubClient" และ "DHT:"

ไปที่ Sketch/Program -> Include Library -> Library Manager และติดตั้งไลบรารี PubSubClient หากต้องการค้นหาไลบรารีที่ถูกต้อง ให้ค้นหา PubSubClient ภายในแถบค้นหา

2. ไปที่ที่เก็บไลบรารีเพื่อดาวน์โหลดไลบรารี DHT หากต้องการดาวน์โหลดไลบรารี ให้คลิกปุ่มสีเขียวที่เรียกว่า "โคลนหรือดาวน์โหลด" แล้วเลือก "ดาวน์โหลด ZIP"

3. ตอนนี้กลับไปที่ Arduino IDE คลิกที่ Sketch -> รวมไลบรารี -> เพิ่ม. ZIP Library

4. เลือกไฟล์. ZIP ของ DHT แล้วเลือก "Accept" หรือ "Choose"

5. ปิด Arduino IDE แล้วเปิดใหม่อีกครั้ง จำเป็นต้องรีสตาร์ท โปรดอย่าข้ามขั้นตอนนี้

ตอนนี้ได้เวลาเริ่มเขียนโค้ดแล้ว:) คัดลอกโค้ดด้านล่างแล้ววางลงใน Arduino IDE

กรุณาไปที่ลิงค์ต่อไปนี้เพื่อค้นหารหัส

ถัดไป กำหนดพารามิเตอร์: ชื่อ Wi-Fi และรหัสผ่าน รวมทั้ง Ubidots TOKEN เฉพาะของคุณ หากคุณไม่ทราบตำแหน่งของ Ubidots TOKEN ของคุณ โปรดอ้างอิงบทความนี้ด้านล่าง

วิธีรับ Ubidots TOKEN

เมื่อคุณวางรหัสและกำหนด wifi ที่เหมาะสมแล้ว ให้ตรวจสอบใน Arduino IDE ในการตรวจสอบ ที่มุมบนซ้ายของ Arduino IDE ของเรา คุณจะเห็นไอคอนด้านล่าง เลือกไอคอนเครื่องหมายถูกเพื่อตรวจสอบรหัสใดๆ เมื่อตรวจสอบแล้ว คุณจะได้รับข้อความ "เสร็จสิ้นการรวบรวม" ใน Arduino IDE

ถัดไป อัปโหลดโค้ดลงใน ESP32 ของคุณ เลือกไอคอนลูกศรขวาข้างไอคอนเครื่องหมายถูกเพื่ออัปโหลด เมื่ออัปโหลดแล้ว คุณจะได้รับข้อความ "เสร็จสิ้นการอัปโหลด" ใน Arduino IDE

ด้วยสิ่งนี้ คุณกำลังเซ็นเซอร์กำลังส่งข้อมูลไปยัง Ubidots Can!

ขั้นตอนที่ 4: การจัดการข้อมูลใน Ubidots

หากอุปกรณ์ของคุณเชื่อมต่ออย่างถูกต้อง คุณจะเห็นอุปกรณ์ใหม่ที่สร้างขึ้นในส่วนอุปกรณ์ของคุณในแอปพลิเคชัน Ubidots ของคุณ ชื่ออุปกรณ์จะเป็น "esp32" นอกจากนี้ภายในอุปกรณ์ คุณจะเห็นตัวแปรระยะทาง ความชื้น และอุณหภูมิ:

หากคุณต้องการเปลี่ยนชื่ออุปกรณ์และตัวแปรของคุณให้เป็นมิตรยิ่งขึ้น โปรดอ้างอิงบทความนี้:

วิธีปรับชื่ออุปกรณ์และชื่อตัวแปร

ต่อไป ในการคำนวณปริมาตรของสารที่ไหลอย่างอิสระในถัง เราจำเป็นต้องสร้างตัวแปรที่ได้รับมาเพื่อคำนวณค่าปริมาตร

ตัวแปรที่ได้รับทำให้เราสร้างการดำเนินการโดยใช้ตัวแปรเริ่มต้น ดังนั้นในกรณีนี้ เราจะใช้สูตรปริมาตรที่มีคุณลักษณะของถังทรงกระบอกโดยที่:

• Pi = อัตราส่วนของเส้นรอบวงของวงกลมต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง (ค่าคงที่)
• r = รัศมีของถัง
• h = ความสูงของถัง

คลิกที่ "Addvariable" และเลือก "Derived" ดังที่คุณเห็นในหน้าต่างใหม่ คุณต้องแนบสูตรในฟิลด์

เมื่อคุณแนบสูตรพร้อมคุณลักษณะของรถถังของคุณแล้ว ให้เลือกตัวแปร "ระยะทาง"

เมื่อป้อนสูตรของคุณ ปริมาณของคุณจะเริ่มอ่านในแอปพลิเคชัน Ubidots ของคุณ

ขั้นตอนที่ 5: ผลลัพธ์

ตอนนี้เซ็นเซอร์ของคุณพร้อมที่จะเริ่มทำงานแล้ว! ด้านบน คุณสามารถดูการทำงานของเซ็นเซอร์ระดับที่ระดับเสียงต่างๆ

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิดเจ็ตและกิจกรรมของ Ubidots โปรดดูวิดีโอแนะนำเหล่านี้