مانیتور مخزن روغن WiFi: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

روشهای مختلفی برای بررسی میزان سوخت باقی مانده در مخزن روغن گرمایش وجود دارد. ساده ترین راه این است که در روزهای سرد زمستانی از یک چوب چسب ، بسیار دقیق اما چندان سرگرم کننده استفاده نکنید. برخی از مخازن مجهز به یک لوله دید هستند که دوباره سطح روغن را مستقیماً نشان می دهد ، اما با افزایش سن ، زرد شدن لوله باعث می شود خواندن مشکل باشد. بدتر از آن ، اگر جدا نشوند ، می توانند عامل نشت روغن باشند. نوع دیگر اندازه گیری از شناور استفاده می کند که شماره گیری را هدایت می کند. دقیقاً مشخص نیست و مکانیسم می تواند در طول زمان تثبیت شود.

کسانی که جیب عمیق دارند می توانند یک سنسور از راه دور خریداری کنند که در داخل خانه قابل مشاهده است. یک سنسور باتری ، معمولاً اولتراسونیک ، عمق روغن را به گیرنده ای در خانه منتقل می کند. ممکن است برای مشاهده سطح روغن از گیرنده برق مستقل استفاده شود یا گیرنده به اینترنت متصل شود. آنچه لازم است یک سنسور وای فای متصل به باتری است که می تواند سالها در یک زمان مخزن را کنترل کرده و ارسال کند هنگامی که سطح روغن پایین می آید ، یادآوری ایمیل می شود. چنین دستگاهی در این دستورالعمل توضیح داده شده است. یک سنسور با تعیین زمان بازتاب نور از سطح روغن ، عمق روغن را اندازه گیری می کند. هر چند ساعت یک ماژول ESP8266 از سنسور نظرسنجی می کند و داده ها را به اینترنت منتقل می کند. سرویس رایگان ThingSpeak برای نمایش سطح روغن و ارسال ایمیل یادآوری زمانی که سطح روغن پایین است استفاده می شود.

تدارکات

اجزای اصلی مورد استفاده در این پروژه در زیر ذکر شده است. گران ترین مورد سنسور عمق است ، یک ماژول VL53L1X که با قیمت حدود 6 دلار در اینترنت یافت می شود. مراقب باشید VL53L0X نسل قبلی را انتخاب نکنید ، اگرچه ارزانتر است ، اما عملکرد پایینی دارد و به نرم افزارهای متفاوتی نیاز دارد. مورد کلیدی دیگر ماژول ESP8266 است. نسخه های دارای تنظیم کننده ولتاژ داخلی و رابط USB مطمئناً راحت تر استفاده می شوند ، اما در حالت آماده به کار بالاتر ، برای عملکرد باتری ایده آل نیستند. در عوض ، ماژول اصلی ESP-07 با گزینه آنتن خارجی برای برد بیشتر استفاده می شود. اجزای مورد استفاده در این پروژه عبارتند از:

• نگهدارنده باتری AA
• ماژول محدوده VL53L1X
• BAT43 دیود شاتکی
• ترانزیستور 2N2222 یا مشابه
• خازن 100nF
• مقاومت 2 x 5k
• مقاومت 1 x 1k
• 2 مقاومت 470 اهم
• ماژول آداپتور سریال FT232RL
• باتری لیتیوم تیونیل کلراید سایز AA
• ماژول میکروکنترلر ESP-07
• وسایل آشپزی ، سیم ، جعبه و غیره

مرحله 1: انتخاب سنسور

سنسورهای اولتراسونیک عموماً برای اندازه گیری سطح روغن هم به صورت تجاری و هم در پروژه های DIY استفاده می شوند. اولتراسونیک HC-SR04 یا HS-100 جدیدتر اغلب در مانیتورهای خانگی با هزینه حدود 1 دلار یا بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. آنها روی نیمکت خوب کار می کردند اما هنگامی که لوله هواکش مخزن روغن را به سمت پایین نشان می دادند تا سطح روغن مشخص شود ، قرائت تصادفی می کردند. این احتمالاً به دلیل بازتاب سطوح مختلف در مخزن فولادی بوده است ، یک مخزن پلاستیکی ممکن است بهتر کار کند. به عنوان جایگزین ، یک سنسور نوری VL53L1X زمان پرواز به جای آن آزمایش شد. قرائت از مخزن بسیار پایدارتر بود و بنابراین این نوع سنسور به عنوان جایگزین مورد استفاده قرار گرفت. برگه اطلاعات VL53L1X اطلاعاتی در مورد وضوح این سنسور در شرایط مختلف اندازه گیری ارائه می دهد ، تصویر را ببینید. با استفاده از زمان نمونه برداری 200 میلی ثانیه وضوح چند میلی متر به دست می آید. بدون شک شماره برگه داده ها در بهترین شرایط ممکن در آزمایشگاه گرفته شده است و بنابراین سنسور یک آزمایش سریع برای بررسی وضوح داده شد. سنسور روی لوله تخلیه مخزن روغن قرار گرفت و چند هزار قرائت با بودجه زمان بندی 200 میلی ثانیه ثبت شد. نمودار توزیع قرائت ها در مخزن تأیید می کند که این سنسور می تواند سطح روغن را با وضوح حدود +/- 2 میلی متر اندازه گیری کند. در مدت زمان طولانی تر ، روند روزانه ای وجود دارد که سطح روغن در طول شب چند میلی متر کاهش می یابد و بازیابی می شود. در طول روز. محتمل ترین علت انقباض روغن است که یک شبه سرد می شود و در گرمای روز دوباره منبسط می شود. شاید داستان خرید نفت به صورت حجمی در یک روز سرد حقیقت داشته باشد.

مرحله 2: نمودار مدار

نمودار مدار نحوه اتصال ماژول ESP-07 به VL53L1X را نشان می دهد. یک آداپتور USB FT242 برای بارگذاری نرم افزار و بررسی عملکرد به طور موقت به ESP-07 متصل می شود. هنگامی که ESP-07 در خواب عمیق قرار می گیرد ، جریان در حدود 20 uA کاهش می یابد ، سیگنال بیداری دستگاه را از طریق دیود تنظیم مجدد می کند. ممکن است سنسور را با استفاده از پین XSHUT در حالت آماده به کار قرار دهید ، اما ثابت کرد که تغذیه آسان تر است سنسور روشن و خاموش با استفاده از ترانزیستور هنگامی که ESP-07 از خواب بیدار می شود ، سنسور روشن می شود و پس از گرفتن خوانش خاموش می شود. این همچنین مزیت حذف جریان آماده به کار VL53L1X را دارد. هنگام بارگذاری یک برنامه جدید ، یک مقاومت 5k نیاز به نگه داشتن بین زمین و GPIO0 دارد زیرا واحد برای ورود به حالت فلاش روشن می شود. پس از بارگذاری کد ، دستگاه را روشن و خاموش کنید تا به طور عادی کار کند.

مرحله 3: قدرت باتری

برای تغذیه این پروژه از یک باتری لیتیوم-تیونیل کلراید (Li-SOCI2) با اندازه AA استفاده می شود. در جستجوی اینترنت باید تأمین کنندگان این نوع باتری را با قیمت هر کدام 2 دلار پیدا کنید. مزیت بزرگ این باتری ها پایداری 3.6 ولت در طول عمر باتری است ، ایده آل برای تغذیه تراشه ESP8266 بدون نیاز به تنظیم ولتاژ اضافی. مخزن روغن گرمایش ماه ها طول می کشد و بنابراین سطح روغن فقط نیاز به چند بار بررسی دارد حداکثر روز اندازه گیری ها بر روی یک مانیتور تکمیل شده ، جریان خواب عمیقی برابر 22 وات آمپر ایجاد کرد. شکل موج ولتاژ در مقاومت 0.5 اهم در مدار باتری جریان متوسط 75 میلی آمپر را به مدت 6.9 ثانیه در حالت بیداری نشان می دهد. در طول یک سال ، مدار از 193 میلی آمپر ساعت در حالت خواب استفاده می کند. اگر اندازه گیری سطح روغن هر 7 ساعت انجام شود ، سالانه 180 میلی آمپر ساعت استفاده می شود. بر این اساس ، باتری 2600 میلی آمپر ساعتی بیش از 6 سال دوام می آورد.

مرحله 4: نرم افزار

کتابخانه Pololu Arduino VL53L1X برای مقداردهی اولیه سنسور محدوده و دسترسی به خواندن فاصله استفاده می شود. کد ارسال داده به ThingSpeak از مثال سنسور رطوبت آنها گرفته شده است و برخی از کد های اضافی ترانزیستور را که سنسور را تغذیه می کند ، هدایت می کند. ESP8266 فقط می تواند تا 70 دقیقه خواب عمیق داشته باشد و خود را بیدار کند. راه حل این مشکل این است که اجازه دهید تراشه بیدار شود و بلافاصله دوباره به خواب برود و شمارش را در حافظه نگه دارید. هنگامی که مانیتور به شبکه WiFi شما متصل می شود ، باید SSID و رمز عبور WiFi خود را در کد وارد کنید. همچنین ، اگر از ThingSpeak استفاده می کنید ، کد API خود را اضافه کنید. طرح Arduino برای بارگذاری در فایل متنی ضمیمه شده است. این برنامه نیاز به کپی در Arduino IDE شما دارد. قبل از چشمک زدن کد ، قبل از روشن شدن ، GPIO0 را از طریق مقاومت 5k به زمین وصل کنید. کد اتصال ESP-07 به شبکه WiFI به طور گسترده ای در پروژه های دیگر استفاده می شود. در این مورد ، زمان بیشتری در حلقه اتصال برای بررسی اینکه آیا اتصال ایجاد شده است ، نیاز بود. به طور کلی حدود 500 میلی ثانیه استفاده می شود اما در این راه اندازی وای فای 5000 میلی ثانیه مورد نیاز است که در صورت وجود مشکلات اتصال باید تنظیم شود. جزئیات مربوط به دریافت یادآوری ایمیل از ThingSpeak در دستورالعمل دستورالعمل نرم کننده آب توضیح داده شده است.

مرحله 5: مونتاژ

اجزای مانیتور به سبک "لانه پرندگان" در اطراف ماژول ESP-07 متصل هستند و هر چیزی را که ممکن است کوتاه شود ، آشکار می کنند. ماژول بر اثر گرمای زیاد به راحتی آسیب می بیند و بنابراین این اتصالات نیاز به لحیم کاری یکبار و سریع دارند. مانیتور در دو مرحله مونتاژ می شود. اول از همه سنسور و ESP-07 با یک آداپتور USB موقت وصل شده اند تا ESP-07 را با استفاده از Arduino IDE برنامه ریزی کنند. استفاده از زمان خواب کوتاه 10 ثانیه ای به زودی نشان می دهد که آیا تراشه به شبکه وای فای متصل شده و خوانش ها را به ThingSpeak ارسال می کند یا خیر. هنگامی که همه چیز به درستی کار می کند ، تراشه با زمان خواب مورد نظر دوباره برنامه ریزی می شود. چراغ قرمز باید از ماژول کنار گذاشته شود تا مصرف فعلی به حداقل برسد. همچنین ، در صورت اتصال آنتن خارجی ، پیوند آنتن سرامیکی نیز نیاز به برداشتن دارد. تراشه را بدون آنتن کار نکنید ، قدرت تراشه را بیشتر سرخ می کند تا به فضا برود. مرحله دوم شامل حذف آداپتور USB و نصب قطعات در یک جعبه است. ماژول VL53L1X در داخل درپوش دریچه مخزن با استفاده از دو نایلون نصب شده است. جداکننده ایستاده اطمینان حاصل کنید که سنسور نمای واضحی از سطح روغن داشته باشد ، بدون برگ ، تار عنکبوت یا عنکبوت در راه. همچنین ، سیم اتصال را به خوبی از سنسور دور نگه دارید تا از انعکاس جعلی جلوگیری شود.

مرحله 6: نصب

درپوش دریچه روی مخزن روغن تعویض می شود و مطمئن شوید که سطح آن درست است و مانعی از سنسور به سطح روغن ایجاد نمی کند. مانیتور در کنار دریچه هوا نصب شده است ، از آهنرباهای کوچک برای ثابت نگه داشتن جعبه استفاده شده است. این با مخازن پلاستیکی کار نمی کند! حالا بنشینید و سطح روغن را از راحتی خانه خود بررسی کنید.

برای مشاهده سطح مخزن روغن من کلیک کنید.