Rakenna vedenkorkeusanturi ultraäänianturilla ja Home Assistantilla

Vaikka saatavilla on useita vedenpinnan osoittimia ja laitteita ylävesisäiliön tason valvontaan, nämä laitteet ovat usein kalliita ja toiminnallisia rajoitetusti. Lisäksi ne vaativat kastoelektrodit tai kytkimen veteen toimiakseen; tämä voi saastuttaa veden ja ruostua ajan myötä.

Mutta entä jos voisit rakentaa langattoman ja kontaktittoman Wi-Fi-pohjaisen vesitasoanturin, joka raportoi säiliössä olevan veden määrän suoraan älypuhelimeesi? Tässä tee-se-itse-oppaassa rakennamme tällaisen vesitason ilmaisimen käyttämällä NodeMCU-korttia ja ultraääntä anturi, joka sijaitsee vesisäiliön kannen yläosassa ja raportoi tiedot älypuhelimeesi Home kautta Assistant.

Kuinka se toimii?

Ultraääninen vedenkorkeusanturi toimii lähettämällä ääniaaltoja tietyllä taajuudella (tunnetaan myös ultraääniaaltoina) ja vastaanottamalla heijastuneen aallon kohteena olevasta kohteesta. Anturi laskee ja raportoi anturin ja kohteen välisen etäisyyden sen perusteella, kuinka kauan ääniaallon tai ultraääniaallon kulkemiseen ja heijastumiseen kuluu.

Ultraäänianturi raportoi oletusarvoisesti etäisyysarvon senttimetreinä (cm). Säiliön syvyyden ohella tätä ultraäänianturin ilmoittamaa arvoa voidaan käyttää etsimään säiliössä jäljellä oleva vesi laskemalla säiliön vedenpinnan ja ultraäänilaitteen välinen etäisyys sensori.

Asioita, joita tarvitset

Tämän älykkään vesitason anturin rakentamiseen tarvitset seuraavat:

• ESP8266-pohjainen MCU, kuten NodeMCU, D1 Mini, ESP01 jne.
• SR04 ultraäänianturi
• Jumper johdot

Tässä projektissa on suositeltavaa käyttää JSN-SR04 vedenpitävää ultraäänianturia kosteuden aiheuttaman anturin vaurioitumisen estämiseksi.

Älykkään vesitason anturin rakentamisen vaiheet

Voit rakentaa älykkään Wi-Fi-pohjaisen kontaktittoman ultraäänivedenpinnan anturin noudattamalla alla olevia ohjeita seurata vedenkulutusta ja säästää itseäsi kiipeämästä portaissa tai vesisäiliössä tarkistaaksesi sen käsin. Tämän anturin avulla voit myös valvoa suolasäiliön tasoa.

Vaihe 1: Asenna ja määritä Home Assistant

Home Assistant (HA) on suositeltava, mutta ei pakollinen älykkään Wi-Fi-pohjaisen vedenkorkeusanturin tai ohjaimen rakentamiseen. Jos kuitenkin haluat vastaanottaa ilmoituksia, seurata päivittäistä/viikottaista/kuukausittaista kulutusta tai lisätä automaatiota säiliön tasoon perustuen, sinun on määritettävä Home Assistant.

Voit seurata aiempaa opastamme asenna Home Assistant Raspberry Pi: hen tai vanha kannettava tietokone. Jos et halua asentaa tai ottaa käyttöön Home Assistantia, voit päivittää Tasmotan laiteohjelmiston ja tarkistaa sen avulla vedenpinnan. Vaikka se ei ole yhtä intuitiivinen kuin Home Assistant, se tekee työn ja raportoi raaka-arvon verkkosivun kautta.

Vaihe 2: Mittaa säiliön syvyys

Sinun on mitattava säiliön syvyys. Voit tehdä sen mittaamalla säiliön korkeuden ulkopuolelta tai sisältä käyttämällä mittanauhaa.

Kun mittaus on suoritettu, mittaa etäisyys säiliön kannen, johon ultraäänianturi asennetaan, ja vesisäiliön reunan välillä. Tämä on etäisyys, joka sinun on vähennettävä kokonaissyvyydestä.

Esimerkiksi jos säiliön korkeus on 120 cm ja kannessa olevan anturin ja veden reunan välinen etäisyys on 10 cm, syvyys on 120-10 = 110 cm.

Vaihe 2: Käännä laiteohjelmisto

Kääntääksesi laiteohjelmiston avaa Home Assistant ja asenna se ESPHome lisäosa, jos et ole jo tehnyt sitä. Toimi sitten seuraavasti:

1. Klikkaa +Uusi laite -painiketta ja napsauta sitten Jatkaa.
2. Anna laiteohjelmistotiedoston nimi, esim vedenkorkeusanturi, ja napsauta Seuraava.
3. Valitse käytössäsi oleva MCU, kuten NodeMCU, ESP32 tai D1 Mini, ja napsauta Seuraava. Napsauta sitten Ohita.

Etsi nyt vedenkorkeusanturi projekti ja napsauta Muokata. Tämä avaa waterlevelsensor.yamltiedosto. Kopioi ja liitä tiedostoon tämä YAML-koodi. Muokkaa koodissa seuraavaa:

• Anna Wi-Fi SSID ja salasana.
• Muokkaa alla olevien kaavojen arvoja suodattimet anturin ja vesireunan välisellä etäisyydellä ja täyden säiliön korkeudella.
• Klikkaus Tallentaa.
• Liitä NodeMCU, ESP32 tai D1 mini tietokoneeseesi mikro-USB-kaapelilla ja napsauta sitten Asentaa.
• Valitse Kytke tähän tietokoneeseen vaihtoehto. Tämä aloittaa YAML-koodin kääntämisen ja luo laiteohjelmistotiedoston (waterlevelsensor.bin). Tämä voi kestää hetken.
• Kun laiteohjelmisto on käännetty, napsauta Lataa projekti ladataksesi vesitasoanturi.bin tiedosto.

Vaihe 3: Päivitä laiteohjelmisto NodeMCU: ssa

Voit päivittää waterlevelsensor.bin-laiteohjelmiston lataamalla tiedoston ESPHome-Flasher työkalua tai käytä ESPHome-verkkoa. Vaiheet ovat seuraavat:

Kun olet ladannut laiteohjelmiston, napsauta Avaa ESPHome Web.

Klikkaus Kytkeä ja valitse sitten USB-sarjaportti, johon NodeMCU, D1 Mini tai ESP32 on kytketty.

Klikkaus Asentaa. Klikkaus Valitse tiedosto, selaa kohtaan vesitasoanturi.bin laiteohjelmistotiedosto ja napsauta Asentaa. Kun laiteohjelmisto vilkkuu, irrota USB-kaapeli.

Vaihe 4: Liitä ultraäänianturi NodeMCU: hun

Katso alla olevaa kaaviota liittääksesi SR04-ultraäänianturi MCU-korttiin.

NodeMCU/ESP32/D1 Mini	SR04 Ultraäänianturi
3V3	Vcc
D5	Trig
D6	Kaiku
GND	GND

Jos käytät vedenpitävää JSN SR04 M-2 ultraäänimoduulia, liitä nastat kaavion mukaisesti.

NodeMCU/ESP32/D1 Mini	JSN-SR04 Ultraäänianturi
Vin	5V
D5	Trig
D6	Kaiku
GND	GND

Kun ultraäänianturi on liitetty MCU: hun, kytke USB-kaapeli uudelleen. Laite muodostaa automaattisesti yhteyden Wi-Fi-verkkoon koodiin antamiesi tietojen perusteella, ja se näytetään muodossa verkossa in ESPHome Dashboard.

Klikkaus Lokit alla vedenkorkeusanturi. Tämä näyttää anturin vastaanottamat lokit ja tiedot.

Jos lokit näyttävät tiedot kuvakaappauksen mukaisesti, voit jatkaa ja määrittää anturin Home Assistantissa.

Jos näet "Etäisyysmittauksen aikakatkaisu", toimi seuraavasti:

• Tarkista, että olet liittänyt ultraäänianturinastat MCU: hun oikein.
• JSN SR04 M-2 -moduuli voi mitata 20-400 cm. Pidä siis esine vähintään 20 cm: n päässä. Sinun on myös tehtävä muutoksia koodiin vastaavasti.
• Käyttämämme ultraäänianturi ei välttämättä pysty mittaamaan yli 400 cm: n etäisyyttä. Jos säiliösi on syvemmällä kuin 400 cm (epätavallista), tämä ei ehkä toimi sinulle.

Vaihe 5: Lisää älykäs vesitason anturi Home Assistantiin

Voit lisätä ultraäänivesitason anturin Home Assistantin valvontaa varten seuraavasti:

1. Siirry Home Assistantissa kohtaan Kokoonpano > Laitteet ja palvelut.
2. The vedenkorkeusanturi tulee löytää ja listata automaattisesti. Jos ei, napsauta Lisää integraatio.
3. Etsi ja valitse ESPHome.
4. Anna osoitteen IP-osoite vedenkorkeusanturi. Löydät tämän lokeista tai Wi-Fi-reitittimestäsi. Kun olet syöttänyt IP-osoitteen, napsauta Lähetä.
5. Valitse alue ja napsauta Viedä loppuun.
6. CAnturi näkyy ESPHome-kohdassa. Klikkaus vedenkorkeusanturi ja valitse entiteetti.
7. Klikkaus Lisää Lovelaceen.
8. Valitse huone ja napsauta Seuraava.
9. Tämä lisää vedenkorkeusanturi kojelautaan.

Voit mukauttaa oletuskorttia lisää lisäämällä koodieditoriin:

tyyppi: mittari
Nimi: Vesitasoanturi
yksikkö: '%'
entiteetti: sensor.waterlevelsensor
 vihreä: 0
 keltainen: 45
 punainen: 85

Vaihe 6: Asenna anturi vesisäiliön kanteen

Voit nyt asentaa anturin vesisäiliöösi. Projektissa käytimme SR04-anturia, joka ei ole vedenpitävä. Vedenpitäväksi käytimme läpinäkyvää koteloa ja riittävästi kynsilakkaa levyn sähkökomponenttien eristämiseen.

Porasimme kaksi pientä reikää ja käytimme metallilankaa pitämään SR04-moduulin kiinni kannessa. Toinen isompi reikä tehtiin ultraäänianturiin kytketyille johtimille. Käytimme pitkää 4-johtimista johtoa liittämään ultraäänianturi NodeMCU: hun, koska säiliö sijaitsee katolla ja lämpötila voi nousta täällä 40-45 °C: seen.

Voit pitää molemmat yhdessä kotelossa ja syöttää virtaa NodeMCU: lle. Varmista myös hyvä Wi-Fi-signaalin voimakkuus, kun asennat NodeMCU: ta tai anturia. Lue oppaamme kuinka tehostat Wi-Fi-signaalia Wi-Fi-alueen laajentamiseksi.

Ohjaa vesipumppua pitääksesi säiliön täynnä

Integroimalla älykkään vesitasoanturin Home Assistantin kanssa voit lisätä automaatiota saadaksesi hälytyksiä älypuhelimeesi tai Alexa/Google Assistantin kautta, kun säiliön taso on alhainen tai täynnä. Vastaavasti voit lisätä automaation kytkemään päälle vesipumpun täyttämään säiliön sen ollessa vähissä ja sammuttamaan sen automaattisesti, kun säiliön taso saavuttaa tietyn tason, esimerkiksi 90-100%.

Lisäksi voit lisätä vedenpitävän lämpötila-anturin, kuten DS18B20:n, älykkään vedenkorkeusanturiisi säiliön veden lämpötilan tarkistamiseksi ja valvomiseksi.

Kuinka rakentaa kotitalouksien energianäyttö DIY ESP8266:lla

Lue Seuraava

Kirjailijasta