Napravite senzor razine vode s ultrazvučnim senzorom i kućnim pomoćnikom

Iako postoji nekoliko indikatora razine vode i uređaja za praćenje razine u nadzemnom spremniku za vodu, ovi uređaji često dolaze po visokoj cijeni i ograničene funkcionalnosti. Osim toga, za rad im je potrebno uroniti elektrode ili prekidač u vodu; to može kontaminirati vodu i s vremenom korodirati.

Ali što ako možete izraditi bežični i beskontaktni Wi-Fi senzor razine vode koji izvještava o preostaloj vodi u spremniku izravno na vašem pametnom telefonu? U ovom DIY vodiču izgradit ćemo takav indikator razine vode pomoću NodeMCU ploče i ultrazvučnog senzor koji se nalazi na vrhu poklopca spremnika za vodu i javlja podatke na vaš pametni telefon putem Home pomoćnik.

Kako radi?

Ultrazvučni senzor razine vode radi tako što šalje zvučne valove na određenoj frekvenciji (također poznate kao ultrazvučni valovi) i prima reflektirani val od ciljanog objekta. Senzor izračunava i izvještava o udaljenosti između senzora i objekta na temelju vremena potrebnog zvučnom ili ultrazvučnom valu da putuje i reflektira.

Ultrazvučni senzor prema zadanim postavkama izvještava vrijednost udaljenosti u centimetrima (cm). Zajedno s dubinom spremnika, ova vrijednost koju prijavljuje ultrazvučni senzor može se koristiti za pronalaženje preostale vode u spremniku izračunavanjem udaljenosti između razine vode u spremniku i ultrazvučnog senzor.

Stvari koje će vam trebati

Za izradu ovog pametnog senzora razine vode potrebno vam je sljedeće:

• MCU baziran na ESP8266, kao što je NodeMCU, D1 Mini, ESP01, itd.
• Ultrazvučni senzor SR04
• Žice za kratkospojnike

Za ovaj projekt preporuča se korištenje JSN-SR04 vodootpornog ultrazvučnog senzora kako biste spriječili oštećenje senzora zbog vlage.

Koraci za izradu pametnog senzora razine vode

Možete slijediti dolje navedene korake za izradu pametnog bežičnog ultrazvučnog senzora razine vode kako biste pratili potrošnju vode i spasili se od penjanja po stepenicama ili spremniku za vodu kako biste to provjerili ručno. Također možete koristiti ovaj senzor za praćenje razine u spremniku soli.

Korak 1: Instalirajte i postavite Home Assistant

Home Assistant (HA) je poželjan, ali nije potreban za izradu pametnog Wi-Fi senzora razine vode ili kontrolera. Međutim, ako želite primati obavijesti, pratiti dnevnu/tjednu/mjesečnu potrošnju ili dodati automatizaciju na temelju razine spremnika, morate postaviti Home Assistant.

Možete slijediti naš prethodni vodič za instalirajte Home Assistant na Raspberry Pi ili stari laptop. Ako ne želite instalirati ili postaviti Home Assistant, možete flash Tasmota firmware i koristiti ga za provjeru razine vode. Iako nije tako intuitivan kao Home Assistant, obavlja posao i izvještava o sirovoj vrijednosti putem web stranice.

Korak 2: Izmjerite dubinu spremnika

Morate izmjeriti dubinu spremnika. To možete učiniti mjerenjem visine spremnika s vanjske ili unutarnje strane pomoću mjerne trake.

Nakon što obavite mjerenje, izmjerite udaljenost između poklopca spremnika gdje će biti ugrađen ultrazvučni senzor i ruba spremnika za vodu. Ovo je udaljenost koju trebate oduzeti od ukupne dubine.

Na primjer, ako je visina spremnika 120 cm, a udaljenost između senzora na poklopcu i ruba vode je 10 cm, tada je dubina 120 - 10 = 110 cm.

Korak 2: kompajlirajte firmware

Za kompajliranje firmwarea, otvorite Home Assistant i instalirajte ESPhome dodatak ako već niste. Zatim slijedite ove korake:

1. Kliknite na +Novi uređaj dugme a zatim kliknite Nastaviti.
2. Unesite naziv datoteke firmvera, npr senzor razine vode, i kliknite Sljedeći.
3. Odaberite MCU koji imate, kao što je NodeMCU, ESP32 ili D1 Mini, i kliknite Sljedeći. Zatim kliknite Preskočiti.

Sada pronađite senzor razine vode projekt i kliknite Uredi. Ovo otvara senzor razine vode.yamldatoteka. U datoteci kopirajte i zalijepite ovaj YAML kod. U kodu uredite sljedeće:

• Unesite svoj Wi-Fi SSID i lozinku.
• Uredite vrijednosti u formulama ispod filteri s razmakom između senzora i ruba vode i punom visinom spremnika.
• Klik Uštedjeti.
• Spojite svoj NodeMCU, ESP32 ili D1 mini na računalo pomoću mikro USB kabela, a zatim kliknite Instalirati.
• Odaberi Uključite se u ovo računalo opcija. Ovo će započeti kompajliranje YAML koda i generirati datoteku firmvera (waterlevelsensor.bin). Ovo može potrajati.
• Nakon što se firmware kompajlira, kliknite Preuzmite projekt za preuzimanje senzor razine vode.bin datoteka.

Korak 3: Flash Firmware na NodeMCU

Za flešovanje waterlevelsensor.bin firmware, možete preuzeti ESPHome-Flasher alat ili koristite ESPhome web. Koraci su sljedeći:

Nakon preuzimanja firmvera, kliknite Otvorite ESPhome Web.

Klik Spojiti a zatim odaberite USB serijski COM port na koji je spojen vaš NodeMCU, D1 Mini ili ESP32.

Klik Instalirati. Klik Odaberite datoteku, idite na senzor razine vode.bin firmware datoteku i kliknite Instalirati. Nakon što se firmware upali, odspojite USB kabel.

Korak 4: Povežite ultrazvučni senzor s NodeMCU

Pogledajte donji dijagram za povezivanje ultrazvučnog senzora SR04 s MCU pločom.

NodeMCU/ESP32/D1 Mini	SR04 ultrazvučni senzor
3V3	Vcc
D5	Trig
D6	Jeka
GND	GND

Ako koristite vodootporni JSN SR04 M-2 ultrazvučni modul, spojite igle kao što je prikazano na dijagramu.

NodeMCU/ESP32/D1 Mini	JSN-SR04 ultrazvučni senzor
Vin	5V
D5	Trig
D6	Jeka
GND	GND

Nakon što je ultrazvučni senzor spojen na MCU, ponovno spojite USB kabel. Uređaj će se automatski povezati s Wi-Fi mrežom na temelju pojedinosti koje ste unijeli u kodu i bit će prikazan kao Na liniji u ESPhome nadzorna ploča.

Klik Dnevnici ispod senzor razine vode. To će prikazati zapisnike i podatke koje je senzor primio.

Ako zapisnici prikazuju informacije kao što je prikazano na snimci zaslona, ​​možete nastaviti i konfigurirati senzor u Home Assistantu.

Ako vidite "Isteklo je vrijeme mjerenja udaljenosti", učinite sljedeće:

• Provjerite jeste li ispravno spojili pinove ultrazvučnog senzora s MCU.
• JSN SR04 M-2 modul može mjeriti 20-400 cm. Dakle, držite predmet udaljen najmanje 20 cm. Također morate unijeti promjene u kodu u skladu s tim.
• Ultrazvučni senzor koji smo koristili možda neće izmjeriti udaljenost veću od 400 cm. Ako je vaš spremnik dublji od 400 cm (neobično), to vam možda neće uspjeti.

Korak 5: Dodajte pametni senzor razine vode u Home Assistant

Da biste dodali ultrazvučni senzor razine vode u Home Assistant za nadzor, slijedite ove korake:

1. U Home Assistantu idite na Konfiguracija > Uređaji i usluge.
2. The senzor razine vode treba automatski otkriti i navesti. Ako ne, kliknite Dodajte integraciju.
3. Potražite i odaberite ESPhome.
4. Unesite IP adresu senzor razine vode. To možete pronaći u zapisnicima ili na svom Wi-Fi usmjerivaču. Nakon unosa IP adrese kliknite podnijeti.
5. Odaberite područje i kliknite Završi.
6. C Senzor će biti naveden pod ESPHome. Klik senzor razine vode i odaberite entitet.
7. Klik Dodaj u Lovelace.
8. Odaberite sobu i kliknite Sljedeći.
9. Ovo će dodati senzor razine vode na kontrolnu ploču.

Možete dodatno prilagoditi zadanu karticu dodavanjem sljedećeg u uređivač kodova:

vrsta: mjerač
naziv: senzor razine vode
jedinica: '%'
entitet: senzor.osjetnik razine vode
 zeleno: 0
 žuta: 45
 crvena: 85

Korak 6: Instalirajte senzor na poklopac spremnika za vodu

Sada možete instalirati senzor u spremnik za vodu. Za projekt smo koristili senzor SR04, koji nije vodootporan. Kako bismo ga učinili vodootpornim, koristili smo prozirno kućište i dovoljno laka za nokte da izoliramo električne komponente na ploči.

Probušili smo dvije male rupe i metalnom žicom držali modul SR04 pričvršćen za poklopac. Napravljena je još jedna veća rupa za žice spojene na ultrazvučni senzor. Koristili smo dugu 4-žilnu žicu za povezivanje ultrazvučnog senzora s NodeMCU jer se spremnik nalazi na krovu i temperatura ovdje može porasti na 40-45°C.

Možete držati oboje u jednom kućištu i napajati NodeMCU. Također, osigurajte dobru snagu Wi-Fi signala kada instalirate NodeMCU ili senzor. Pročitajte naš vodič dalje kako pojačati svoj Wi-Fi signal da proširite Wi-Fi domet.

Upravljajte pumpom za vodu kako biste držali spremnik punim

Integracijom pametnog senzora razine vode s Home Assistantom, možete dodati automatizaciju za primanje upozorenja na svom pametnom telefonu ili putem Alexa/Google asistenta kada je razina u spremniku niska ili puna. Slično, možete dodati automatizaciju da uključite pumpu za vodu da napuni spremnik kada je pri kraju i automatski je isključite kada razina u spremniku dosegne određenu razinu, kao što je 90-100%.

Osim toga, svom pametnom senzoru razine vode možete dodati vodootpornu sondu temperaturnog senzora, kao što je DS18B20, za provjeru i praćenje temperature vode u spremniku.

Kako napraviti DIY kućni energetski monitor pomoću ESP8266

Pročitajte dalje

O autoru