Tạo-Cảnh báo-Sử dụng-Ubidots + ESP32 và Cảm biến rung: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Trong dự án này, chúng tôi sẽ tạo một email cảnh báo về độ rung và nhiệt độ của máy bằng cách sử dụng cảm biến rung Ubidots và ESP32

Rung thực sự là một chuyển động qua lại - hay dao động - của máy móc và linh kiện trong các thiết bị có động cơ. Rung trong hệ thống công nghiệp có thể là một triệu chứng hoặc động cơ của một rắc rối, hoặc nó có thể liên quan đến hoạt động hàng ngày. Ví dụ, máy đánh cát dao động và máy đầm rung phụ thuộc vào độ rung đối với tính năng. Động cơ đốt trong và công cụ truyền động, sau đó, một lần nữa, say sưa với một lượng rung động chắc chắn không thể tránh khỏi. Rung động có thể gây ra một số rắc rối và nếu không được kiểm soát có thể gây hại hoặc nhanh chóng bị hư hỏng. Rung động có thể là do một hoặc các yếu tố phụ tại bất kỳ thời điểm nào, tối đa không phải là bất thường là sự mất cân bằng, lệch, đặt và lỏng lẻo. Có thể giảm thiểu thiệt hại này bằng cách phân tích Dữ liệu về Nhiệt độ và Độ rung trên Ubidots sử dụng cảm biến nhiệt độ và rung động không dây esp32 và NCD.

Bước 1: Yêu cầu phần cứng và phần mềm

Phần cứng

• ESP-32: ESP32 giúp dễ dàng sử dụng Arduino IDE và Ngôn ngữ dây Arduino cho các ứng dụng IoT. Mô-đun IoT ESp32 này kết hợp Wi-Fi, Bluetooth và Bluetooth BLE cho nhiều ứng dụng đa dạng. Mô-đun này được trang bị đầy đủ với 2 lõi CPU có thể được điều khiển và cấp nguồn riêng lẻ và với tần số xung nhịp có thể điều chỉnh từ 80 MHz đến 240 MHz. Mô-đun ESP32 IoT WiFi BLE với USB tích hợp này được thiết kế để phù hợp với tất cả các sản phẩm IoT của ncd.io.
• Cảm biến nhiệt độ và rung không dây tầm xa IoT: Cảm biến nhiệt độ và rung không dây tầm xa IoT hoạt động bằng pin và không dây, có nghĩa là không cần kéo dây điện hoặc dây giao tiếp để thiết bị hoạt động. Nó theo dõi thông tin rung động của máy liên tục và ghi lại và hoạt động hàng giờ ở độ phân giải đầy đủ cùng với các thông số nhiệt độ khác. Trong điều này, chúng tôi đang sử dụng cảm biến nhiệt độ và rung không dây công nghiệp IoT tầm xa của NCD, tự hào có phạm vi lên đến 2 Mile bằng cách sử dụng kiến trúc mạng lưới không dây.
• Mô-đun lưới không dây tầm xa của ZigBee Coordinator với giao diện USB

Phần mềm được sử dụng

• Arduino IDE
• Ubidots

Thư viện đã sử dụng

• Thư viện PubSubClient
• Wire.h

Ứng dụng khách Arduino cho MQTT

Thư viện này cung cấp một ứng dụng khách để thực hiện nhắn tin đăng ký / xuất bản đơn giản với máy chủ hỗ trợ MQTT.

Để biết thêm thông tin về MQTT, hãy truy cập mqtt.org.

Tải xuống

Có thể tải xuống phiên bản mới nhất của thư viện từ GitHub

Tài liệu

Thư viện đi kèm với một số bản phác thảo ví dụ. Xem Tệp> Ví dụ> PubSubClient trong ứng dụng Arduino. Tài liệu API đầy đủ.

Phần cứng tương thích

Thư viện sử dụng Arduino Ethernet Client API để tương tác với phần cứng mạng bên dưới. Điều này có nghĩa là nó chỉ hoạt động với ngày càng nhiều bảng và tấm chắn, bao gồm:

• Arduino Ethernet
• Arduino Ethernet Shield
• Arduino YUN– sử dụng YunClient đi kèm thay cho EthernetClient và đảm bảo thực hiện Bridge.begin () Arduino WiFi Shield đầu tiên - nếu bạn muốn gửi các gói lớn hơn 90 byte bằng lá chắn này, hãy bật tùy chọn MQTT_MAX_TRANSFER_SIZE trong PubSubClient.h.
• Sparkfun WiFly Shield - khi được sử dụng với thư viện này
• Intel Galileo / Edison
• ESP8266
• ESP32 Thư viện hiện không thể được sử dụng với phần cứng dựa trên chip ENC28J60 - chẳng hạn như Nanode hoặc Nuelectronics Ethernet Shield. Đối với những người đó, có một thư viện thay thế có sẵn.

Thư viện Wire

Thư viện Wire cho phép bạn giao tiếp với các thiết bị I2C, thường còn được gọi là "2 wire" hoặc "TWI" (Two Wire Interface), có thể tải xuống từ Wire.h

Cách sử dụng cơ bản

Wire.begin () Bắt đầu sử dụng Wire ở chế độ chính, nơi bạn sẽ bắt đầu và kiểm soát quá trình truyền dữ liệu. Đây là cách sử dụng phổ biến nhất khi giao tiếp với hầu hết các chip ngoại vi I2C. Wire.begin (địa chỉ) Bắt đầu sử dụng Wire ở chế độ nô lệ, nơi bạn sẽ trả lời tại "địa chỉ" khi các chip chính I2C khác bắt đầu giao tiếp.

Truyền

Wire.beginTransmission (địa chỉ) Bắt đầu quá trình truyền mới tới một thiết bị tại "địa chỉ". Chế độ chính được sử dụng. Wire.write (dữ liệu) Gửi dữ liệu. Trong chế độ chủ, đầu tiên phải gọi beginTransmission. Wire.endTransmission () Ở chế độ chính, điều này sẽ kết thúc quá trình truyền và khiến tất cả dữ liệu trong bộ đệm được gửi đi.

Đang nhận

Wire.requestFrom (địa chỉ, số lượng) Đọc "số lượng" byte từ một thiết bị tại "địa chỉ". Chế độ chính được sử dụng. Wire.available () Trả về số byte có sẵn bằng cách gọi nhận. Wire.read () Nhận 1 byte.

Bước 2: Các bước để gửi dữ liệu đến Nền tảng rung động và nhiệt độ Labview sử dụng cảm biến nhiệt độ và rung không dây tầm xa IoT và Modem lưới không dây tầm xa của ZigBee Coordinator với giao diện USB:

• Đầu tiên, chúng ta cần một ứng dụng tiện ích Labview là tệp ncd.io Wireless Vibration and Temperature Sensor.exe để có thể xem dữ liệu.
• Phần mềm Labview này sẽ chỉ hoạt động với cảm biến Nhiệt độ Rung không dây ncd.io.
• Để sử dụng giao diện người dùng này, bạn sẽ cần cài đặt các trình điều khiển sau Cài đặt công cụ thời gian chạy từ đây 64bit
• 32 bit
• Cài đặt trình điều khiển NI Visa
• Cài đặt LabVIEW Run-Time Engine và NI-Serial Runtime.
• Hướng dẫn bắt đầu cho sản phẩm này.

Bước 3: Tải mã lên ESP32 bằng Arduino IDE

• Tải xuống và bao gồm Thư viện PubSubClient và Thư viện Wire.h.
• Bạn phải chỉ định Ubidots TOKEN, MQTTCLIENTNAME, SSID (Tên WiFi) và Mật khẩu duy nhất của mạng hiện có.
• Biên dịch và tải lên mã Ncd_vibration_and_tempeosystem.ino.
• Để xác minh kết nối của thiết bị và dữ liệu được gửi, hãy mở màn hình nối tiếp. Nếu không thấy phản hồi, hãy thử rút ESP32 của bạn rồi cắm lại. Đảm bảo tốc độ truyền của màn hình nối tiếp được đặt giống với tốc độ được chỉ định trong mã 115200 của bạn.

Bước 4: Đầu ra màn hình nối tiếp

Bước 5: Làm cho Ubidots hoạt động

• Tạo tài khoản trên Ubidots.
• Truy cập hồ sơ của tôi và ghi lại khóa mã thông báo, đây là khóa duy nhất cho mọi tài khoản và dán nó vào mã ESP32 của bạn trước khi tải lên.
• Thêm một thiết bị mới vào tên trang tổng quan Ubidot của bạn là ESP32.
• Nhấp vào thiết bị và chọn thiết bị trong Ubidots. Bây giờ bạn sẽ thấy dữ liệu đã xuất bản trong tài khoản Ubidots của mình, bên trong thiết bị có tên "ESP32".
• Bên trong thiết bị, tạo một cảm biến tên biến mới, trong đó số đo nhiệt độ của bạn sẽ được hiển thị.
• Giờ đây, bạn có thể xem dữ liệu Nhiệt độ và các cảm biến khác đã được xem trước đó trong màn hình nối tiếp. Điều này xảy ra vì giá trị của các lần đọc cảm biến khác nhau được chuyển dưới dạng chuỗi và lưu trữ trong một biến và xuất bản vào biến bên trong thiết bị esp32. Đi tới bảng điều khiển chọn dữ liệu và bên trong bảng điều khiển tạo các tiện ích con khác nhau và thêm một tiện ích con mới vào màn hình bảng điều khiển của bạn.
• Tạo trang tổng quan trong Ubidots.

Bước 6: Đầu ra

Bước 7: Tạo sự kiện trong Ubidots

• Chọn Sự kiện (từ menu thả xuống Dữ liệu.
• Để tạo sự kiện mới, hãy nhấp vào biểu tượng dấu cộng màu vàng ở góc trên bên phải màn hình.

Các loại sự kiện Ubidots hỗ trợ các sự kiện đã được tích hợp để cho phép bạn gửi Sự kiện, Cảnh báo và Thông báo cho những người cần biết khi họ cần biết. Các tích hợp dựng sẵn của Ubidots bao gồm:

1. Thông báo qua email

2. Thông báo SMS

3. Sự kiện webhook - tìm hiểu thêm

4. Thông báo Telegram

5. Slack thông báo - tìm hiểu thêm

6. Thông báo cuộc gọi thoại - tìm hiểu thêm

7. Quay lại thông báo bình thường - tìm hiểu thêm

8. Thông báo Geofence - tìm hiểu thêm

• Sau đó, chọn một thiết bị và biến liên kết cho biết "giá trị" của thiết bị.
• Bây giờ, hãy chọn một giá trị ngưỡng cho sự kiện của bạn để kích hoạt và so sánh nó với các giá trị thiết bị và cũng chọn thời gian để kích hoạt sự kiện của bạn.
• Thiết lập và cấu hình những hành động nào sẽ được thực hiện và thông điệp tới người nhận: Gửi SMS, Email, Webhooks, Điện tín, Cuộc gọi điện thoại, SLACK và webhooks cho những người cần biết.
• Định cấu hình thông báo Sự kiện.
• Xác định cửa sổ hoạt động mà các sự kiện có thể / không được thực thi.
• Xác nhận sự kiện của bạn.