قم ببناء قارئ حجم الخزان بأقل من 30 دولارًا باستخدام ESP32: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

جلبت إنترنت الأشياء الكثير من تطبيقات الأجهزة المعقدة سابقًا إلى منازل العديد من مصانع الجعة وصانعي النبيذ. تم استخدام التطبيقات مع مستشعرات المستوى لعقود في المصافي الكبيرة ومحطات معالجة المياه والمصانع الكيميائية. مع انخفاض أسعار أجهزة الاستشعار ، يمكن الآن لكل من الصناعة و DIY مراقبة حجم أي خزان أو برميل أو علبة.

يمكن لأجهزة الاستشعار المتوفرة في السوق المفتوحة استشعار معظم أي شيء ويتم تصنيفها وفقًا لذلك. يُطلق على المستشعر المستخدم لقياس الرطوبة مستشعر الرطوبة ، ويسمى مستشعر الضغط ، ويطلق على المسافة مستشعرات الموضع ، وما إلى ذلك. بطريقة مماثلة ، يُطلق على المستشعر المستخدم لقياس مستويات السوائل اسم مستشعر المستوى.

تستخدم مستشعرات المستوى لقياس مستوى المواد التي تتدفق بحرية. وتشمل هذه المواد السوائل مثل الماء والزيت والعجائن وغيرها وكذلك المواد الصلبة في شكل حبيبات / مسحوق (المواد الصلبة التي يمكن أن تتدفق). تميل هذه المواد إلى الاستقرار في خزانات الحاوية بسبب الجاذبية والحفاظ على مستواها في حالة السكون. ستتعلم في هذا الدليل كيفية إنشاء مستشعر مستوى ودرجة حرارة ومستشعر رطوبة محلي الصنع. يتم أيضًا تضمين إرشادات بشأن البيانات التي تم جمعها حديثًا لاستخدامها عبر Ubidots ، وهي منصة لتمكين التطبيق.

الخطوة 1: المتطلبات

• ESP32
• جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية - HC-SR04
• مستشعر DHT11
• حافظة حماية بلاستيكية
• أسلاك العبور
• كابل Micro USB
• Arduino IDE 1.8.2 أو أعلى

• حساب Ubidots - أو - ترخيص STEM

الخطوة 2: الأسلاك والغلاف

يعمل مستشعر HC-SR04 (مستشعر الموجات فوق الصوتية) بمنطق 5 فولت. من فضلك ، اتبع الجداول والرسم البياني لإجراء التوصيلات الصحيحة بين ESP32 والمستشعر فوق الصوتي ، وأيضًا بين مستشعر ESP32 ومستشعر DHT11 (مستشعر درجة الحرارة والرطوبة).

لقد صنعت نموذجًا أوليًا صغيرًا بخزان بحجم المقياس لإظهار وظائف المستشعر ، ولكن يجب أن يبدو النموذج الأولي النهائي به مثل النموذج أعلاه.

كما ترون ، يجب أن يكون المستشعر بالموجات فوق الصوتية أعلى الخزان ، لذلك سنكون قادرين على قياس المسافة بين الجزء العلوي من الخزان ونقطة نهاية المادة ثم ضع درجة الحرارة والرطوبة أجهزة استشعار لمراقبة البيئة.

الخطوة 3: لبرمجة جهازك المتصل ، اتصل بـ Arduino IDE

قبل البدء بـ ESP32 ، قم بإعداد اللوحة الخاصة بك باستخدام Arduino IDE. إذا لم تكن على دراية بإعداد اللوحة ، فيرجى الرجوع إلى المقالة أدناه واتباعها خطوة بخطوة حتى تنتهي من تجميع اللوحة:

قم بتوصيل ESP32-DevKitC بـ Ubidots

بمجرد تجميع اللوحة الخاصة بك ، قم بتثبيت المكتبات المطلوبة لتشغيل المستشعرات: "PubSubClient" و "DHT:"

انتقل إلى Sketch / Program -> Include Library -> Library Manager وقم بتثبيت مكتبة PubSubClient. للعثور ببساطة على المكتبة الصحيحة ، ابحث في PubSubClient داخل شريط البحث

2. اذهب إلى مستودع المكتبة لتنزيل مكتبة DHT. لتنزيل المكتبة ، انقر فوق الزر الأخضر المسمى "Clone or download" وحدد "Download ZIP".

3. الآن ، مرة أخرى في Arduino IDE ، انقر فوق Sketch -> Include Library -> Add. ZIP Library

4. حدد ملف. ZIP الخاص بـ DHT ثم "قبول" أو "اختيار"

5. أغلق Arduino IDE وافتحه مرة أخرى. مطلوب إعادة التشغيل ؛ الرجاء عدم تخطي هذه الخطوة.

حان الوقت الآن لبدء الترميز:) انسخ الكود أدناه والصقه في Arduino IDE.

يرجى الذهاب إلى الرابط التالي للعثور على الرمز.

بعد ذلك ، قم بتعيين المعلمات: اسم Wi-Fi وكلمة المرور ، بالإضافة إلى رمز Ubidots المميز الخاص بك. إذا كنت لا تعرف كيفية تحديد موقع رمز Ubidots الخاص بك ، فيرجى الرجوع إلى هذه المقالة أدناه.

كيفية الحصول على رمز Ubidots الخاص بك

بمجرد لصق الرمز الخاص بك وتعيين wifi المناسب ، تحقق من Arduino IDE. للتحقق ، في الزاوية اليسرى العلوية من Arduino IDE الخاص بنا ، سترى الرموز أدناه. اختر أيقونة علامة الاختيار للتحقق من أي رمز. بمجرد التحقق ، ستتلقى رسالة "تم التجميع" في Arduino IDE.

بعد ذلك ، قم بتحميل الكود في ESP32 الخاص بك. اختر رمز السهم الأيمن بجانب رمز علامة الاختيار للتحميل. بمجرد التحميل ، ستتلقى رسالة "تم التحميل" في Arduino IDE.

باستخدام هذا ، يقوم المستشعر الآن بإرسال البيانات إلى Ubidots Can!

الخطوة 4: إدارة البيانات في Ubidots

إذا كان جهازك متصلاً بشكل صحيح ، فسترى جهازًا جديدًا تم إنشاؤه داخل قسم جهازك في تطبيق Ubidots. سيكون اسم الجهاز "esp32" ، كما سترى داخل الجهاز متغيرات المسافة والرطوبة ودرجة الحرارة:

إذا كنت ترغب في تغيير أسماء الأجهزة والمتغيرات إلى اسم أكثر ملاءمة ، فيرجى الرجوع إلى هذه المقالة:

كيفية ضبط اسم الجهاز واسم المتغير

بعد ذلك ، لحساب حجم المواد التي تتدفق بحرية في الخزان ، نحتاج إلى إنشاء متغير مشتق لحساب قيمة الحجم.

يتيح لنا المتغير المشتق إنشاء عمليات باستخدام المتغيرات الافتراضية ، لذلك في هذه الحالة سنقوم بتطبيق صيغة الحجم مع خاصية الخزان الأسطواني حيث:

• Pi = نسبة محيط الدائرة إلى قطرها (ثابت)
• r = نصف قطر الخزان
• ح = ارتفاع الخزان

انقر فوق "Addvariable" وحدد "مشتق". كما ترى في النافذة الجديدة ، عليك إرفاق الصيغة في الحقل.

بمجرد إرفاق الصيغة بخصائص دبابتك ، حدد "المسافة" المتغيرة.

مع إدخال الصيغة الخاصة بك ، ستبدأ وحدة التخزين في القراءة في تطبيق Ubidots الخاص بك.

الخطوة 5: النتائج

الآن المستشعر جاهز لبدء العمل! أعلاه يمكنك رؤية وظيفة مستشعر المستوى بأحجام مختلفة.

لمعرفة المزيد حول عناصر واجهة مستخدم Ubidots والأحداث ، تحقق من دروس الفيديو هذه.