Xây dựng bộ đọc âm lượng xe tăng với giá dưới 30 đô la bằng cách sử dụng ESP32: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Internet of Things đã đưa rất nhiều ứng dụng thiết bị phức tạp trước đây vào ngôi nhà của nhiều nhà sản xuất rượu và nấu rượu thủ công. Các ứng dụng với cảm biến mức đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ trong các nhà máy lọc dầu lớn, nhà máy xử lý nước và nhà máy hóa chất. Với việc giá cảm biến giảm, giờ đây, cả công nghiệp và DIY đều có thể theo dõi thể tích của bất kỳ thùng, thùng hoặc hộp nào.

Các cảm biến có sẵn trên thị trường mở có thể cảm nhận được hầu hết mọi thứ và được phân loại cho phù hợp. Cảm biến được sử dụng để đo độ ẩm được gọi là cảm biến độ ẩm, áp suất được gọi là cảm biến áp suất, khoảng cách được gọi là cảm biến vị trí, v.v. Tương tự, cảm biến được sử dụng để đo mức chất lỏng được gọi là cảm biến mức.

Các cảm biến mức được sử dụng để đo mức của các chất chảy tự do. Những chất này bao gồm chất lỏng như nước, dầu, bùn, v.v. cũng như chất rắn ở dạng hạt / bột (chất rắn có thể chảy). Các chất này có xu hướng lắng xuống trong các bể chứa do trọng lực và duy trì mức độ của chúng ở trạng thái nghỉ. Trong hướng dẫn này, bạn sẽ học cách xây dựng cảm biến đo mức, nhiệt độ và độ ẩm do chính bạn chế tạo. Ngoài ra còn có các hướng dẫn để bạn sử dụng dữ liệu mới được thu thập thông qua Ubidots, một nền tảng hỗ trợ ứng dụng.

Bước 1: Yêu cầu

• ESP32
• Cảm biến siêu âm - HC-SR04
• Cảm biến DHT11
• Hộp bảo vệ bằng nhựa
• Dây nhảy
• Cáp micro USB
• Arduino IDE 1.8.2 trở lên

• Tài khoản Ubidots - hoặc - Giấy phép STEM

Bước 2: Đi dây và vỏ bọc

Cảm biến HC-SR04 (Cảm biến siêu âm) hoạt động với mức logic 5V. Vui lòng làm theo bảng và sơ đồ để tạo kết nối chính xác giữa ESP32 và cảm biến siêu âm, cũng như giữa ESP32 và cảm biến DHT11 (Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm).

Tôi đã chế tạo một nguyên mẫu nhỏ với một chiếc xe tăng có kích thước quy mô để thể hiện các chức năng của cảm biến, nhưng một nguyên mẫu cuối cùng với vỏ của nó sẽ giống như cái ở trên.

Như bạn có thể thấy, cảm biến siêu âm phải ở trên cùng của bể, vì vậy với nó, chúng tôi sẽ có thể đo khoảng cách giữa phần trên của bể và điểm cuối của chất Sau đó, đặt nhiệt độ và độ ẩm cảm biến giám sát môi trường.

Bước 3: Để lập trình thiết bị đã kết nối của bạn, hãy kết nối với Arduino IDE

Trước khi bắt đầu với ESP32, hãy thiết lập bo mạch của bạn với Arduino IDE. Nếu bạn chưa quen với cách thiết lập bảng, vui lòng tham khảo bài viết dưới đây và làm theo từng bước cho đến khi bạn hoàn thành bảng:

Kết nối ESP32-DevKitC với Ubidots

Sau khi bảng của bạn được biên dịch, hãy cài đặt các thư viện cần thiết để chạy các cảm biến: "PubSubClient" và "DHT:"

Đi tới Sketch / Program -> Bao gồm Thư viện -> Trình quản lý Thư viện và cài đặt thư viện PubSubClient. Để chỉ cần tìm đúng thư viện, hãy tìm PubSubClient trong thanh tìm kiếm

2. Vào kho thư viện để tải thư viện DHT. Để tải xuống thư viện, hãy nhấp vào nút màu xanh lục có tên "Sao chép hoặc tải xuống" và chọn "Tải xuống ZIP".

3. Bây giờ, quay lại Arduino IDE, nhấp vào Phác thảo -> Bao gồm Thư viện -> Thêm Thư viện. ZIP

4. Chọn tệp. ZIP của DHT và sau đó “Chấp nhận” hoặc “Chọn”

5. Đóng Arduino IDE và mở lại. Khởi động lại là bắt buộc; xin vui lòng không bỏ qua bước này.

Bây giờ là lúc bắt đầu viết mã:) Sao chép đoạn mã bên dưới và dán vào Arduino IDE.

Vui lòng vào liên kết sau để tìm mã.

Tiếp theo, chỉ định các thông số: tên và mật khẩu Wi-Fi, cộng với Ubidots TOKEN duy nhất của bạn. Nếu bạn không biết cách định vị Ubidots TOKEN của mình, hãy tham khảo bài viết này dưới đây.

Cách nhận Ubidots TOKEN của bạn

Khi bạn đã dán mã của mình và chỉ định wifi thích hợp, hãy xác minh trong IDE Arduino. Để xác minh, ở góc trên cùng bên trái của Arduino IDE của chúng tôi, bạn sẽ thấy các biểu tượng bên dưới. Chọn biểu tượng Dấu kiểm để xác minh bất kỳ mã nào. Sau khi được xác minh, bạn sẽ nhận được thông báo "Đã biên dịch xong" trong Arduino IDE.

Tiếp theo, tải mã lên ESP32 của bạn. Chọn biểu tượng mũi tên phải bên cạnh biểu tượng dấu kiểm để tải lên. Sau khi tải lên, bạn sẽ nhận được thông báo "Đã tải lên xong" trong Arduino IDE.

Với điều này, cảm biến của bạn hiện đang gửi dữ liệu đến Ubidots Could!

Bước 4: Quản lý dữ liệu trong Ubidots

Nếu thiết bị của bạn được kết nối đúng cách, bạn sẽ thấy một thiết bị mới được tạo trong phần thiết bị của bạn trong ứng dụng Ubidots. Tên của thiết bị sẽ là "esp32", bên trong thiết bị, bạn sẽ thấy các biến khoảng cách, độ ẩm và nhiệt độ:

Nếu bạn muốn thay đổi thiết bị và tên biến thành một tên thân thiện hơn, vui lòng tham khảo bài viết này:

Cách điều chỉnh Tên thiết bị và Tên biến

Tiếp theo, để tính thể tích của các chất chảy tự do trong bể, chúng ta cần tạo một biến dẫn xuất để tính một giá trị thể tích.

Biến Derived cho phép chúng tôi xây dựng các hoạt động bằng cách sử dụng các biến mặc định, vì vậy trong trường hợp này, chúng tôi sẽ áp dụng công thức thể tích với đặc tính của một bể hình trụ trong đó:

• Pi = Tỷ số giữa chu vi hình tròn với đường kính của nó (không đổi)
• r = Bán kính của bể
• h = Chiều cao của bể

Nhấp vào "Addvariable" và chọn "Derived". Như bạn có thể thấy ở cửa sổ mới, bạn phải đính kèm công thức vào trường.

Khi bạn đã đính kèm công thức với các đặc điểm của bể, hãy chọn biến "khoảng cách".

Với công thức của bạn đã được nhập, tập của bạn sẽ bắt đầu đọc trong ứng dụng Ubidots của bạn.

Bước 5: Kết quả

Bây giờ cảm biến của bạn đã sẵn sàng để bắt đầu hoạt động! Ở trên bạn có thể thấy chức năng của cảm biến mức ở các mức âm lượng khác nhau.

Để tìm hiểu thêm về các tiện ích và sự kiện của Ubidots, hãy xem các video hướng dẫn này.