Sukurkite vandens lygio jutiklį su ultragarsiniu jutikliu ir namų asistentu

Nors yra keletas vandens lygio indikatorių ir prietaisų, leidžiančių stebėti lygį viršutiniame vandens rezervuare, šie įrenginiai dažnai kainuoja brangiai ir jų funkcionalumas yra ribotas. Be to, kad jie veiktų, reikia panardinti į vandenį elektrodus arba jungiklį; tai gali užteršti vandenį ir laikui bėgant surūdyti.

Bet ką daryti, jei galėtumėte sukurti belaidį ir bekontaktį „Wi-Fi“ vandens lygio jutiklį, kuris praneštų apie likusį vandenį bakelyje tiesiai išmaniajame telefone? Šiame „pasidaryk pats“ vadove mes sukursime tokį vandens lygio indikatorių naudodami „NodeMCU“ plokštę ir ultragarsą jutiklis, esantis vandens bako dangtelio viršuje ir pranešantis duomenis į jūsų išmanųjį telefoną per „Home“. Asistentas.

Kaip tai veikia?

Ultragarsinis vandens lygio jutiklis veikia siųsdamas garso bangas tam tikru dažniu (taip pat žinomas kaip ultragarso bangos) ir priimdamas atspindėtą bangą iš tikslinio objekto. Jutiklis apskaičiuoja ir praneša atstumą tarp jutiklio ir objekto pagal laiką, per kurį garso banga arba ultragarso banga nukeliauja ir atsispindi.

Ultragarsinis jutiklis pagal numatytuosius nustatymus praneša atstumo reikšmę centimetrais (cm). Kartu su rezervuaro gyliu, šią ultragarso jutiklio praneštą vertę galima naudoti norint rasti likusį vandenį rezervuare, apskaičiuojant atstumą tarp bako vandens lygio ir ultragarso jutiklis.

Daiktai, kurių jums prireiks

Norėdami sukurti šį išmanųjį vandens lygio jutiklį, jums reikia šių dalykų:

• ESP8266 pagrįstas MCU, pvz., NodeMCU, D1 Mini, ESP01 ir kt.
• SR04 ultragarsinis jutiklis
• Jungiklio laidai

Šiam projektui rekomenduojama naudoti JSN-SR04 vandeniui atsparų ultragarsinį jutiklį, kad išvengtumėte jutiklio sugadinimo dėl drėgmės.

Veiksmai, kaip sukurti išmanųjį vandens lygio jutiklį

Galite atlikti toliau nurodytus veiksmus, kad sukurtumėte išmanųjį „Wi-Fi“ bekontaktį ultragarsinį vandens lygio jutiklį stebėti vandens suvartojimą ir apsisaugoti nuo lipimo laiptais ar vandens rezervuaro jo patikrinti rankiniu būdu. Šį jutiklį taip pat galite naudoti druskos bako lygiui stebėti.

1 veiksmas: įdiekite ir nustatykite namų asistentą

Norint sukurti išmanųjį „Wi-Fi“ pagrįstą vandens lygio jutiklį arba valdiklį, pageidautina naudoti namų asistentą (HA), bet jo nereikia. Tačiau jei norite gauti pranešimus, sekti kasdienį/savaitinį/mėnesinį suvartojimą arba pridėti automatizavimo pagal bako lygį, turite nustatyti Home Assistant.

Galite vadovautis mūsų ankstesniu vadovu įdiekite „Home Assistant“ „Raspberry Pi“. arba seną nešiojamąjį kompiuterį. Jei nenorite įdiegti ar nustatyti „Home Assistant“, galite paleisti „Tasmota“ programinę-aparatinę įrangą ir naudoti ją vandens lygiui patikrinti. Nors jis nėra toks intuityvus kaip „Home Assistant“, jis atlieka savo darbą ir praneša apie pradinę vertę per tinklalapį.

2 veiksmas: išmatuokite bako gylį

Turite išmatuoti bako gylį. Tai galite padaryti išmatuodami bako aukštį iš išorės arba iš vidaus, naudodami matavimo juostą.

Atlikę matavimus, išmatuokite atstumą tarp bako dangčio, kuriame bus sumontuotas ultragarsinis jutiklis, ir vandens bako krašto. Tai atstumas, kurį reikia atimti iš viso gylio.

Pavyzdžiui, jei bako aukštis yra 120 cm, o atstumas tarp jutiklio ant dangčio ir vandens krašto yra 10 cm, gylis yra 120 - 10 = 110 cm.

2 veiksmas: sukompiliuokite programinę-aparatinę įrangą

Norėdami kompiliuoti programinę-aparatinę įrangą, atidarykite „Home Assistant“ ir įdiekite ESPHome priedas, jei dar to nepadarėte. Tada atlikite šiuos veiksmus:

1. Spustelėkite + Naujas įrenginys mygtuką ir tada spustelėkite Tęsti.
2. Įveskite programinės įrangos failo pavadinimą, pvz., vandens lygio jutiklis, ir spustelėkite Kitas.
3. Pasirinkite turimą MCU, pvz., NodeMCU, ESP32 arba D1 Mini, ir spustelėkite Kitas. Tada spustelėkite Praleisti.

Dabar raskite vandens lygio jutiklis projektą ir spustelėkite Redaguoti. Tai atveria vandens lygio jutiklis.yamlfailą. Į failą nukopijuokite ir įklijuokite šis YAML kodas. Kode redaguokite šiuos dalykus:

• Įveskite savo Wi-Fi SSID ir slaptažodį.
• Redaguokite reikšmes toliau pateiktose formulėse filtrai su atstumu tarp jutiklio ir vandens krašto ir pilno bako aukščio.
• Spustelėkite Sutaupyti.
• Prijunkite NodeMCU, ESP32 arba D1 mini prie kompiuterio naudodami mikro USB kabelį ir spustelėkite Diegti.
• Pasirink Prijunkite prie šio kompiuterio variantas. Tai pradės kompiliuoti YAML kodą ir sugeneruos programinės įrangos failą (waterlevelsensor.bin). Tai gali užtrukti.
• Sukūrę programinę-aparatinę įrangą, spustelėkite Atsisiųsti projektą norėdami atsisiųsti vandens lygio jutiklis.bin failą.

3 veiksmas: „NodeMCU“ įjunkite programinę-aparatinę įrangą

Norėdami suaktyvinti waterlevelsensor.bin programinę įrangą, galite atsisiųsti ESPHome-Flasher įrankį arba naudokite ESPHome žiniatinklį. Veiksmai yra tokie:

Atsisiuntę programinę-aparatinę įrangą spustelėkite Atidarykite ESPHome Web.

Spustelėkite Prisijungti tada pasirinkite USB nuoseklųjį COM prievadą, prie kurio prijungtas jūsų NodeMCU, D1 Mini arba ESP32.

Spustelėkite Diegti. Spustelėkite Pasirinkti failą, naršykite į vandens lygio jutiklis.bin programinės aparatinės įrangos failą ir spustelėkite Diegti. Kai programinė įranga mirksi, atjunkite USB kabelį.

4 veiksmas: prijunkite ultragarsinį jutiklį prie NodeMCU

Norėdami prijungti SR04 ultragarsinį jutiklį prie MCU plokštės, žr. toliau pateiktą diagramą.

NodeMCU/ESP32/D1 Mini	SR04 ultragarsinis jutiklis
3V3	Vcc
D5	Trig
D6	Aidas
GND	GND

Jei naudojate vandeniui atsparų JSN SR04 M-2 ultragarsinį modulį, prijunkite kaiščius, kaip parodyta diagramoje.

NodeMCU/ESP32/D1 Mini	JSN-SR04 ultragarsinis jutiklis
Vin	5V
D5	Trig
D6	Aidas
GND	GND

Kai ultragarsinis jutiklis prijungtas prie MCU, vėl prijunkite USB kabelį. Įrenginys automatiškai prisijungs prie „Wi-Fi“ tinklo pagal išsamią informaciją, kurią įvedėte kode, ir bus rodomas kaip Prisijungęs viduje ESPHome prietaisų skydelis.

Spustelėkite Rąstai pagal vandens lygio jutiklis. Bus rodomi jutiklio gauti žurnalai ir duomenys.

Jei žurnaluose rodoma informacija, kaip parodyta ekrano kopijoje, galite tęsti ir sukonfigūruoti jutiklį „Home Assistant“.

Jei matote „Baigėsi atstumo matavimo skirtasis laikas“, atlikite šiuos veiksmus:

• Patikrinkite, ar teisingai prijungėte ultragarso jutiklio kaiščius su MCU.
• JSN SR04 M-2 modulis gali išmatuoti 20-400 cm. Taigi laikykite objektą bent 20 cm atstumu. Taip pat turite atitinkamai pakeisti kodą.
• Mūsų naudojamas ultragarsinis jutiklis gali nesugebėti išmatuoti atstumo, didesnio nei 400 cm. Jei jūsų bakas yra gilesnis nei 400 cm (neįprasta), tai gali jums netikti.

5 veiksmas: pridėkite išmanųjį vandens lygio jutiklį prie namų asistento

Norėdami pridėti ultragarsinį vandens lygio jutiklį prie namų asistento stebėjimui, atlikite šiuos veiksmus:

1. Namų asistente eikite į Konfigūracija > Įrenginiai ir paslaugos.
2. The vandens lygio jutiklis turėtų būti automatiškai atrastas ir įtrauktas į sąrašą. Jei ne, spustelėkite Pridėti integraciją.
3. Ieškokite ir pasirinkite ESPHome.
4. Įveskite IP adresą vandens lygio jutiklis. Tai galite rasti žurnaluose arba „Wi-Fi“ maršrutizatoriuje. Įvedę IP adresą, spustelėkite Pateikti.
5. Pasirinkite sritį ir spustelėkite Baigti.
6. CJutiklis bus įtrauktas į ESPHome sąrašą. Spustelėkite vandens lygio jutiklis ir pasirinkite objektą.
7. Spustelėkite Pridėti prie Lovelace.
8. Pasirinkite kambarį ir spustelėkite Kitas.
9. Tai pridės vandens lygio jutiklis prie prietaisų skydelio.

Galite toliau tinkinti numatytąją kortelę kodo rengyklėje pridėdami:

tipas: matuoklis
Pavadinimas: Vandens lygio jutiklis
vienetas: „%“
subjektas: jutiklis.vandens lygio jutiklis
 žalia: 0
 geltona: 45
 raudona: 85

6 veiksmas: įstatykite jutiklį prie vandens bako dangčio

Dabar jutiklį galite sumontuoti vandens bakelyje. Projektui naudojome SR04 jutiklį, kuris nėra atsparus vandeniui. Kad jis būtų atsparus vandeniui, naudojome skaidrų dėklą ir pakankamai nagų lako, kad izoliuotume elektrinius plokštės komponentus.

Išgręžėme dvi mažas skylutes ir panaudojome metalinę vielą, kad SR04 modulis būtų pritvirtintas prie dangčio. Dar viena didesnė skylė buvo padaryta prie ultragarso jutiklio prijungtiems laidams. Ultragarso jutiklio sąsajai su NodeMCU panaudojome ilgą 4 gyslų laidą, nes bakas yra ant stogo, o temperatūra čia gali pakilti iki 40–45 °C.

Galite laikyti abu viename korpuse ir tiekti maitinimą NodeMCU. Be to, diegdami NodeMCU arba jutiklį įsitikinkite, kad yra geras Wi-Fi signalo stiprumas. Perskaitykite mūsų vadovą kaip sustiprinti „Wi-Fi“ signalą, kad padidintumėte „Wi-Fi“ diapazoną.

Valdykite vandens siurblį, kad bakas būtų pilnas

Integruodami išmanųjį vandens lygio jutiklį su „Home Assistant“ galite pridėti automatikos, kad gautumėte įspėjimus išmaniajame telefone arba per „Alexa“ / „Google Assistant“, kai bako lygis žemas arba pilnas. Taip pat galite pridėti automatikos, kad įjungtumėte vandens siurblį, kad pripildytų baką, kai jis baigsis, ir automatiškai išjungtų, kai bako lygis pasiekia tam tikrą lygį, pvz., 90–100%.

Be to, prie išmaniojo vandens lygio jutiklio galite pridėti vandeniui atsparų temperatūros jutiklio zondą, pvz., DS18B20, kad patikrintumėte ir stebėtumėte bako vandens temperatūrą.

Kaip sukurti „pasidaryk pats“ buitinį energijos monitorių naudojant ESP8266

Skaitykite toliau

Apie autorių