Moniteur de réservoir d'huile WiFi : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Il existe plusieurs façons de vérifier la quantité de combustible restant dans le réservoir de mazout. Le moyen le plus simple est d'utiliser une jauge, très précise mais pas très amusante par une froide journée d'hiver. Certains réservoirs sont équipés d'un tube de visée, donnant encore une fois une indication directe du niveau d'huile, mais le tube jaunit avec l'âge rendant la lecture difficile. Pire encore, ils peuvent être une cause de fuites d'huile s'ils ne sont pas isolés. Un autre type de jauge utilise un flotteur qui entraîne un cadran. Pas particulièrement précis et le mécanisme peut se gripper avec le temps.

Ceux qui ont des poches profondes peuvent acheter un capteur à distance qui peut être consulté à l'intérieur de la maison. Un capteur alimenté par batterie, généralement à ultrasons, transmet la profondeur d'huile à un récepteur dans la maison. Un récepteur autonome alimenté par secteur peut être utilisé pour afficher le niveau d'huile ou le récepteur peut être connecté à Internet pour une surveillance à distance. rappels par e-mail lorsque le niveau d'huile est bas. Un tel dispositif est décrit dans ce Instructable. Un capteur mesure la profondeur de l'huile en chronométrant le temps nécessaire à la lumière pour se refléter sur la surface de l'huile. Toutes les quelques heures, un module ESP8266 interroge le capteur et transmet les données à Internet. Le service gratuit ThingSpeak permet d'afficher le niveau d'huile et d'envoyer un e-mail de rappel lorsque le niveau d'huile est bas.

Fournitures

Les principaux composants utilisés dans ce projet sont énumérés ci-dessous. L'article le plus cher est le capteur de profondeur, un module VL53L1X qui peut être trouvé en ligne pour environ 6 $. Attention à ne pas sélectionner la génération précédente VL53L0X, bien que moins chère, elle a des performances inférieures et nécessite un logiciel différent. L'autre élément clé est le module ESP8266. Les versions avec régulateurs de tension embarqués et interface USB sont certainement plus faciles à utiliser mais avec un courant de veille plus élevé, pas idéales pour le fonctionnement sur batterie. Au lieu de cela, le module de base ESP-07 est utilisé avec l'option d'une antenne externe pour une portée supplémentaire. Les composants utilisés dans ce projet sont:

• Support de pile AA
• Module de télémétrie VL53L1X
• Diode Shottky BAT43
• Transistor 2N2222 ou similaire
• Condensateur 100nF
• 2 résistances de 5k
• 1 résistance 1k
• 2 résistances de 470 Ohm
• Module adaptateur série FT232RL
• Pile au lithium-chlorure de thionyle de taille AA
• Module microcontrôleur ESP-07
• Articles divers, fil, boîte, etc.

Étape 1: Choix du capteur

Les capteurs à ultrasons sont généralement utilisés pour la mesure du niveau d'huile à la fois dans le commerce et dans les projets de bricolage. Le HC-SR04 à ultrasons facilement disponible ou le plus récent HS-100 sont souvent utilisés dans les moniteurs faits maison pour un coût d'environ 1 $. Ils ont bien fonctionné sur le banc mais ont donné des lectures aléatoires lorsqu'ils ont été dirigés vers le tuyau de ventilation du réservoir d'huile pour localiser la surface de l'huile. Cela était probablement dû aux réflexions des différentes surfaces du réservoir en acier, un réservoir en plastique peut mieux fonctionner. Comme alternative, un capteur optique de temps de vol VL53L1X a été essayé à la place. Les lectures du réservoir étaient beaucoup plus stables et ce type de capteur a donc été recherché comme alternative. La fiche technique du VL53L1X donne des informations sur la résolution de ce capteur dans différentes conditions de mesure, voir l'image. L'utilisation d'un temps d'échantillonnage de 200ms donne une résolution de quelques mm. Il ne fait aucun doute que les numéros des fiches techniques ont été pris dans les meilleures conditions de laboratoire possibles et le capteur a donc fait l'objet d'un test rapide pour vérifier la résolution. Le capteur a été positionné sur le tuyau d'évent du réservoir d'huile et quelques milliers de lectures ont été enregistrées en utilisant un budget de synchronisation de 200 ms. Un graphique de distribution des lectures dans le réservoir confirme que ce capteur peut mesurer le niveau d'huile avec une résolution d'environ +/- 2 mm. Sur une période de temps plus longue, il existe une tendance quotidienne où le niveau d'huile baisse de quelques mm pendant la nuit et se rétablit au cours de la journée. La cause la plus probable est que le pétrole se contracte lorsqu'il se refroidit pendant la nuit et se dilate à nouveau dans la chaleur de la journée. Peut-être que l'histoire de l'achat de pétrole par volume par temps froid est vraie après tout.

Étape 2: schéma de circuit

Le schéma de circuit montre comment le module ESP-07 est connecté au VL53L1X. Un adaptateur USB FT242 est temporairement connecté à l'ESP-07 pour télécharger le logiciel et vérifier le fonctionnement. Lorsque l'ESP-07 est mis en veille profonde, le courant chute à environ 20 uA, un signal de réveil réinitialise l'appareil via la diode. Il est possible de mettre le capteur en veille grâce à la broche XSHUT mais il s'est avéré plus facile d'alimenter le capteur allumé et éteint à l'aide d'un transistor. Lorsque l'ESP-07 se réveille, le capteur est mis sous tension puis éteint une fois la lecture effectuée. Cela a également l'avantage d'éliminer le courant de veille du VL53L1X. Lorsqu'il s'agit de télécharger un nouveau programme, une résistance de 5k doit être maintenue entre la terre et GPIO0 lorsque l'unité est mise sous tension pour passer en mode flash. Après avoir téléchargé le code, allumez et éteignez l'appareil pour qu'il fonctionne normalement.

Étape 3: Alimentation par batterie

Une seule pile au lithium-chlorure de thionyle (Li-SOCI2) de taille AA est utilisée pour alimenter ce projet. Une recherche sur Internet devrait trouver des fournisseurs de ce type de batterie pour aussi peu que 2 $ chacune. Le gros avantage de ces batteries est la stabilité de 3,6V sur toute la durée de vie de la batterie, idéale pour alimenter la puce ESP8266 sans nécessiter de régulation de tension supplémentaire. jour au maximum. Les mesures sur un moniteur terminé ont donné un courant de sommeil profond de 22uA. La forme d'onde de tension à travers une résistance de 0,5 Ohm dans le circuit de la batterie a indiqué un courant moyen de 75 mA pendant 6,9 secondes à l'état de veille. Sur un an, le circuit utilisera 193 mAh en mode veille. Si des mesures de niveau d'huile sont effectuées toutes les 7 heures, 180 mAh sont utilisés chaque année. Sur cette base, une batterie de 2600 mAh durera plus de 6 ans.

Étape 4: Logiciel

La bibliothèque Pololu Arduino VL53L1X est utilisée pour initialiser le capteur de distance et accéder aux lectures de distance. Le code pour envoyer des données à ThingSpeak provient de leur exemple de capteur d'humidité et un code supplémentaire pilote le transistor qui alimente le capteur. L'ESP8266 ne peut dormir profondément que pendant 70 minutes et se réveiller tout seul. Le moyen de contourner ce problème est de permettre à la puce de se réveiller et de la remettre immédiatement en veille, en gardant un compte en mémoire. Au fur et à mesure que le moniteur se connecte à votre réseau WiFi, vous devrez inclure votre SSID WiFi et votre mot de passe dans le code. De plus, si vous utilisez ThingSpeak, ajoutez votre code API. L'esquisse Arduino à télécharger est jointe dans le fichier texte. Il devra être copié dans votre IDE Arduino. Avant de flasher le code, connectez GPIO0 à la terre via une résistance de 5k avant de mettre sous tension. Le code pour connecter l'ESP-07 au réseau WiFI est largement utilisé dans d'autres projets. Dans ce cas, un temps beaucoup plus long était nécessaire dans la boucle de connexion pour vérifier qu'une connexion était établie. Environ 500 ms sont généralement utilisés, mais 5000 ms étaient nécessaires dans cette configuration WiFi, ce qui vaut la peine d'être ajusté s'il y a des problèmes de connexion. Les détails sur la réception de rappels par e-mail de ThingSpeak sont décrits dans le Water Softener Salt Monitor Instructable.

Étape 5: Assemblage

Les composants du moniteur sont connectés à la manière d'un "nid d'oiseau" autour du module ESP-07, gainant tout ce qui peut court-circuiter. Le module est facilement endommagé par trop de chaleur et ces connexions doivent donc être soudées une fois et rapidement. Le moniteur est assemblé en deux étapes. Tout d'abord, le capteur et l'ESP-07 sont câblés avec un adaptateur USB temporaire pour programmer l'ESP-07 à l'aide de l'IDE Arduino. L'utilisation d'un court temps de veille de 10 secondes montrera bientôt si la puce se connecte au réseau WiFi et envoie des lectures à ThingSpeak. Une fois que tout fonctionne correctement, la puce est reprogrammée avec les temps de sommeil souhaités. La LED rouge doit être retirée du module pour minimiser la consommation de courant. De plus, si une antenne externe est connectée, le lien d'antenne en céramique doit également être retiré. N'utilisez pas la puce sans antenne, l'alimentation fera frire la puce plutôt que d'aller dans l'espace. La deuxième étape consiste à retirer l'adaptateur USB et à monter les composants dans une boîte. Le module VL53L1X a été monté à l'intérieur du bouchon d'aération du réservoir à l'aide de deux nylon écarter les entretoises. Assurez-vous que le capteur a une vue dégagée sur la surface de l'huile, sans feuilles, toiles d'araignées ou araignées sur le chemin. De plus, gardez le fil de connexion à bonne distance du capteur pour éviter les réflexions parasites.

Étape 6: Installation

Le bouchon d'aération est remis en place sur le réservoir d'huile en s'assurant qu'il est de niveau et qu'il n'y a pas d'obstruction entre le capteur et la surface de l'huile. Le moniteur est monté à côté de l'évent, de petits aimants ont été utilisés pour maintenir la boîte en place. Cela ne fonctionnera pas avec les réservoirs en plastique ! Maintenant, asseyez-vous et vérifiez le niveau d'huile dans le confort de votre maison.

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