Készítsen vízszint-érzékelőt ultrahangos érzékelővel és otthoni asszisztenssel

Bár számos vízszintjelző és eszköz áll rendelkezésre a felső víztartály szintjének ellenőrzésére, ezek az eszközök gyakran borsos áron és korlátozott funkcionalitásúak. Ezenkívül a működésükhöz vízbe merítő elektródák vagy kapcsoló szükséges; ez szennyezheti a vizet és idővel korrodálhat.

De mi lenne, ha építhetne egy vezeték nélküli és érintésmentes Wi-Fi-alapú vízszintérzékelőt, amely közvetlenül az okostelefonján jelzi a tartályban lévő víz mennyiségét? Ebben a barkácsolási útmutatóban egy ilyen vízszintjelzőt készítünk NodeMCU kártya és ultrahang segítségével érzékelő, amely a víztartály fedelének tetején helyezkedik el, és a Home-on keresztül jelenti az adatokat okostelefonjára Helyettes.

Hogyan működik?

Az ultrahangos vízszint-érzékelő úgy működik, hogy meghatározott frekvencián hanghullámokat küld (más néven ultrahanghullámok), és fogadja a visszavert hullámot a céltárgyról. Az érzékelő kiszámítja és jelenti az érzékelő és a tárgy közötti távolságot a hanghullám vagy az ultrahanghullám elhaladásához és visszaverődéséhez szükséges idő alapján.

Az ultrahangos érzékelő alapértelmezés szerint centiméterben (cm) jelzi a távolság értékét. A tartály mélységével együtt ez az ultrahangos érzékelő által jelentett érték felhasználható a a tartályban lévő maradék vizet a tartály vízszintje és az ultrahang közötti távolság kiszámításával érzékelő.

Dolgok, amelyekre szüksége lesz

Ennek az intelligens vízszint-érzékelőnek az elkészítéséhez a következőkre van szüksége:

• ESP8266 alapú MCU, például NodeMCU, D1 Mini, ESP01 stb.
• SR04 ultrahangos érzékelő
• Jumper vezetékek

Ehhez a projekthez javasoljuk, hogy JSN-SR04 vízálló ultrahangos érzékelőt használjon, hogy megelőzze az érzékelő nedvesség miatti károsodását.

Intelligens vízszint-érzékelő felépítésének lépései

Kövesse az alábbi lépéseket egy intelligens Wi-Fi alapú, érintés nélküli ultrahangos vízszint-érzékelő felépítéséhez a vízfogyasztás figyeléséhez, és megóvja magát attól, hogy felmásszon a lépcsőn vagy a víztartályon, hogy ellenőrizze azt manuálisan. Ezzel az érzékelővel ellenőrizheti a sótartály szintjét is.

1. lépés: Telepítse és állítsa be az Otthoni asszisztenst

Az otthoni asszisztens (HA) előnyben részesített, de nem kötelező intelligens Wi-Fi-alapú vízszintérzékelő vagy vezérlő felépítéséhez. Ha azonban értesítéseket szeretne kapni, napi/heti/havi fogyasztást szeretne nyomon követni, vagy automatizálást szeretne hozzáadni a tartály szintje alapján, be kell állítania a Home Assistant funkciót.

Kövesse korábbi útmutatónkat telepítse a Home Assistant alkalmazást a Raspberry Pi-re vagy egy régi laptop. Ha nem szeretné telepíteni vagy beállítani a Home Assistant-t, akkor felvillanthatja a Tasmota firmware-t, és ezzel ellenőrizheti a vízszintet. Bár nem olyan intuitív, mint a Home Assistant, elvégzi a feladatot, és a nyers értéket egy weboldalon keresztül jelenti.

2. lépés: Mérje meg a tartály mélységét

Meg kell mérni a tartály mélységét. Ezt úgy teheti meg, hogy mérőszalag segítségével kívülről vagy belülről méri meg a tartály magasságát.

Miután elvégezte a mérést, mérje meg a távolságot a tartály fedelétől, ahol az ultrahangos érzékelőt felszerelik, és a víztartály pereme között. Ez az a távolság, amelyet le kell vonni a teljes mélységből.

Például, ha a tartály magassága 120 cm, és a fedélen lévő érzékelő és a vízperem közötti távolság 10 cm, akkor a mélység 120-10 = 110 cm.

2. lépés: Fordítsa le a firmware-t

A firmware lefordításához nyissa meg a Home Assistant alkalmazást, és telepítse a ESPHome kiegészítőt, ha még nem tette meg. Ezután kövesse az alábbi lépéseket:

1. Kattints a + Új készülék gomb majd kattintson Folytatni.
2. Adja meg a firmware fájl nevét, például vízszint érzékelő, és kattintson Következő.
3. Válassza ki a meglévő MCU-t, például NodeMCU, ESP32 vagy D1 Mini, és kattintson a gombra Következő. Ezután kattintson Kihagyás.

Most keresse meg a vízszint érzékelő projekt és kattintson Szerkesztés. Ezzel megnyílik a vízszintérzékelő.yamlfájlt. Másolja és illessze be a fájlba ezt a YAML kódot. A kódban szerkessze a következőket:

• Adja meg Wi-Fi SSID-jét és jelszavát.
• Szerkessze az értékeket az alábbi képletekben szűrők az érzékelő és a vízperem távolságával, valamint a teljes tartály magasságával.
• Kattintson Megment.
• Csatlakoztassa a NodeMCU-t, az ESP32-t vagy a D1 minit a számítógépéhez mikro-USB-kábellel, majd kattintson a gombra Telepítés.
• Válaszd a Csatlakoztassa ehhez a számítógéphez választási lehetőség. Ezzel megkezdődik a YAML kód fordítása, és létrejön egy firmware fájl (waterlevelsensor.bin). Ez eltarthat egy ideig.
• A firmware lefordítása után kattintson a gombra Projekt letöltése letölteni a vízszintérzékelő.bin fájlt.

3. lépés: Frissítse fel a firmware-t a NodeMCU-n

A waterlevelsensor.bin firmware villogásához letöltheti a ESPHome-Flasher eszközt, vagy használja az ESPHome webet. A lépések a következők:

A firmware letöltése után kattintson a gombra Nyissa meg az ESPHome Webet.

Kattintson Csatlakozás majd válassza ki azt az USB soros COM portot, amelyhez a NodeMCU, a D1 Mini vagy az ESP32 csatlakozik.

Kattintson Telepítés. Kattintson Válassz fájlt, tallózzon a vízszintérzékelő.bin firmware fájlt, és kattintson a gombra Telepítés. Miután a firmware felvillant, húzza ki az USB-kábelt.

4. lépés: Csatlakoztassa az ultrahangos érzékelőt a NodeMCU-hoz

Tekintse meg az alábbi diagramot az SR04 ultrahangos érzékelő és az MCU kártya csatlakoztatásához.

NodeMCU/ESP32/D1 Mini	SR04 ultrahangos érzékelő
3V3	Vcc
D5	Kerékkötő
D6	Visszhang
GND	GND

Ha vízálló JSN SR04 M-2 ultrahangos modult használ, csatlakoztassa a tűket az ábrán látható módon.

NodeMCU/ESP32/D1 Mini	JSN-SR04 ultrahangos érzékelő
Vin	5V
D5	Kerékkötő
D6	Visszhang
GND	GND

Miután az ultrahangos érzékelőt csatlakoztatta az MCU-hoz, csatlakoztassa újra az USB-kábelt. Az eszköz automatikusan csatlakozik a Wi-Fi hálózathoz a kódban megadott adatok alapján, és így jelenik meg Online ban,-ben ESPHome irányítópult.

Kattintson Naplók alatt vízszint érzékelő. Ez megjeleníti az érzékelő által kapott naplókat és adatokat.

Ha a naplók a képernyőképen látható információkat jelenítik meg, továbbléphet, és konfigurálhatja az érzékelőt a Home Assistant alkalmazásban.

Ha a „Távolságmérés időtúllépés” üzenetet látja, tegye a következőket:

• Ellenőrizze, hogy megfelelően csatlakoztatta-e az ultrahang-érzékelő érintkezőit az MCU-hoz.
• A JSN SR04 M-2 modul mérete 20-400 cm. Tehát tartsa a tárgyat legalább 20 cm távolságra. Ennek megfelelően módosítania kell a kódot is.
• Előfordulhat, hogy az általunk használt ultrahangos érzékelő nem képes 400 cm-nél nagyobb távolságot mérni. Ha tartálya 400 cm-nél mélyebb (szokatlan), előfordulhat, hogy ez nem működik az Ön számára.

5. lépés: Adja hozzá az intelligens vízszint-érzékelőt az otthoni asszisztenshez

Az ultrahangos vízszint-érzékelő hozzáadásához az otthoni asszisztenshez megfigyeléshez kövesse az alábbi lépéseket:

1. Az Otthoni asszisztensben lépjen ide: Konfiguráció > Eszközök és szolgáltatások.
2. Az vízszint érzékelő automatikusan fel kell fedezni és listázni kell. Ha nem, kattintson Integráció hozzáadása.
3. Keressen és válasszon ESPHome.
4. Adja meg az IP-címet vízszint érzékelő. Ezt megtalálhatja a naplókban vagy a Wi-Fi útválasztóban. Az IP-cím megadása után kattintson a gombra Beküldés.
5. Válasszon ki egy területet, és kattintson Befejez.
6. CAz érzékelő az ESPHome alatt lesz felsorolva. Kattintson vízszint érzékelő és válassza ki az entitást.
7. Kattintson Add hozzá Lovelace-hez.
8. Válasszon egy szobát, és kattintson Következő.
9. Ez hozzáadja a vízszint érzékelő a műszerfalra.

Tovább szabhatja az alapértelmezett kártyát, ha hozzáadja a következőket a kódszerkesztőben:

típusa: műszer
név: Vízszint érzékelő
Mértékegység: '%'
entitás: szenzor.vízszintérzékelő
 zöld: 0
 sárga: 45
 piros: 85

6. lépés: Szerelje fel az érzékelőt a víztartály fedelére

Most telepítheti az érzékelőt a víztartályba. A projekthez az SR04 érzékelőt használtuk, amely nem vízálló. A vízállóság érdekében átlátszó tokot és elegendő körömlakkot használtunk a tábla elektromos alkatrészeinek szigetelésére.

Fúrtunk két apró lyukat, és egy fémhuzal segítségével tartottuk az SR04 modult a fedélhez rögzítve. Újabb nagyobb lyuk készült az ultrahangos érzékelőhöz csatlakoztatott vezetékeknek. Egy hosszú, négyeres vezetéket használtunk az ultrahangos érzékelő és a NodeMCU összekapcsolására, mivel a tartály a tetőn található, és a hőmérséklet itt 40-45 °C-ra emelkedhet.

Mindkettőt egy tokban tarthatja, és táplálhatja a NodeMCU-t. A NodeMCU vagy az érzékelő telepítésekor gondoskodjon a jó Wi-Fi jelerősségről is. Olvassa el útmutatónkat hogyan lehet fokozni a Wi-Fi jelet a Wi-Fi hatótávolságának növelése érdekében.

Vezesse a vízszivattyút, hogy a tartály tele legyen

Az intelligens vízszint-érzékelő és a Home Assistant integrálásával automatizálást adhat az okostelefonon vagy az Alexa/Google Assistanten keresztül, ha a tartály szintje alacsony vagy megtelt. Hasonlóképpen hozzáadhat automatizálást a vízszivattyú bekapcsolásához, hogy feltöltse a tartályt, amikor az alacsony, és automatikusan kikapcsolja, ha a tartály szintje elér egy bizonyos szintet, például 90-100%-ot.

Ezenkívül hozzáadhat egy vízálló hőmérséklet-érzékelő szondát, például egy DS18B20-at, az intelligens vízszint-érzékelőhöz a tartály vízhőmérsékletének ellenőrzéséhez és figyeléséhez.

Hogyan készítsünk DIY háztartási energiamonitort az ESP8266 használatával

Olvassa el a következőt

A szerzőről