Construa um leitor de volume do tanque em menos de $ 30 usando ESP32: 5 etapas (com imagens)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58

A Internet das Coisas trouxe muitos aplicativos de dispositivos anteriormente complexos para as casas de muitos cervejeiros artesanais e produtores de vinho. As aplicações com sensores de nível têm sido usadas há décadas em grandes refinarias, estações de tratamento de água e fábricas de produtos químicos. Com a queda dos preços dos sensores, agora tanto os industriais quanto os de DIY podem monitorar o volume de qualquer tanque, barril ou vasilha.

Os sensores disponíveis no mercado aberto podem detectar quase tudo e são classificados de acordo. Os sensores usados para medir a umidade são chamados de sensores de umidade, os de pressão são chamados de sensores de pressão, os de distância são chamados de sensores de posição e assim por diante. De forma semelhante, o sensor usado para medir os níveis de fluido é chamado de sensor de nível.

Os sensores de nível são usados para medir o nível de substâncias que fluem livremente. Essas substâncias incluem líquidos como água, óleo, lamas, etc., bem como sólidos na forma granular / em pó (sólidos que podem fluir). Essas substâncias tendem a se depositar nos tanques dos contêineres devido à gravidade e manter seu nível em estado de repouso. Neste guia, você aprenderá a construir seu próprio sensor de nível, temperatura e umidade feito em casa. Também estão incluídas instruções para os dados recém-coletados para serem utilizados por meio de Ubidots, uma plataforma de ativação de aplicativos.

Etapa 1: Requisitos

• ESP32
• Sensor Ultrassônico - HC-SR04
• Sensor DHT11
• Caixa de proteção de plástico
• Jumper Wires
• Cabo micro usb
• Arduino IDE 1.8.2 ou superior
• Conta Ubidots - ou - Licença STEM

Etapa 2: Fiação e revestimento

O sensor HC-SR04 (Sensor Ultrassônico) trabalha com lógica 5V. Siga as tabelas e o diagrama para fazer as conexões corretas entre o ESP32 e o sensor ultrassônico, também entre o ESP32 e o sensor DHT11 (Sensor de Temperatura e Umidade).

Construí um pequeno protótipo com um tanque em escala para mostrar as funções do sensor, mas um protótipo final com a caixa deve ser parecido com o acima.

Como você pode ver o sensor ultrassônico deve estar na parte superior do tanque, então com ele poderemos medir a distância entre a parte superior do tanque e o ponto final da substância. Em seguida, coloque a temperatura e a umidade sensores para monitorar o ambiente.

Etapa 3: para programar seu dispositivo conectado, conecte-se ao IDE do Arduino

Antes de começar com o ESP32, configure sua placa com o IDE do Arduino. Se você não estiver familiarizado com a configuração de uma placa, consulte o artigo abaixo e siga o passo a passo até compilar a placa:

Conecte o ESP32-DevKitC aos Ubidots

Depois que sua placa for compilada, instale as bibliotecas necessárias para executar os sensores: "PubSubClient" e "DHT:"

Acesse Sketch / Program -> Include Library -> Library Manager e instale a biblioteca PubSubClient. Para simplesmente encontrar a biblioteca correta, pesquise PubSubClient na barra de pesquisa

2. Vá para o repositório da biblioteca para baixar a biblioteca DHT. Para baixar a biblioteca clique no botão verde chamado "Clonar ou baixar" e selecione "Baixar ZIP".

3. Agora, de volta ao IDE Arduino, clique em Sketch -> Incluir Biblioteca -> Adicionar Biblioteca. ZIP

4. Selecione o arquivo. ZIP de DHT e então “Aceitar” ou “Escolher”

5. Feche o IDE do Arduino e abra-o novamente. O reinício é necessário; por favor, não pule esta etapa.

Agora é hora de começar a codificar:) Copie o código abaixo e cole no IDE do Arduino.

Acesse o link a seguir para encontrar o código.

Em seguida, atribua os parâmetros: nome e senha do Wi-Fi, além de seu TOKEN Ubidots exclusivo. Se você não sabe como localizar seu TOKEN Ubidots, consulte este artigo abaixo.

Como obter o seu TOKEN Ubidots

Depois de colar seu código e atribuir o wi-fi apropriado, verifique no IDE do Arduino. Para verificar, no canto superior esquerdo de nosso IDE Arduino, você verá os ícones abaixo. Escolha o ícone da marca de verificação para verificar qualquer código. Depois de verificado, você receberá uma mensagem "Compilação concluída" no IDE do Arduino.

Em seguida, carregue o código em seu ESP32. Escolha o ícone de seta para a direita ao lado do ícone de marca de seleção para fazer o upload. Após o upload, você receberá uma mensagem "Upload concluído" no IDE do Arduino.

Com isso, seu sensor agora está enviando os dados para o Ubidots Could!

Etapa 4: gerenciamento dos dados em ubidots

Se o seu dispositivo estiver conectado corretamente, você verá um novo dispositivo criado na seção de dispositivos em seu aplicativo Ubidots. O nome do dispositivo será "esp32", também dentro do dispositivo você verá as variáveis distância, umidade e temperatura:

Se você deseja alterar seus nomes de dispositivo e variável para um mais amigável, consulte este artigo:

Como ajustar o nome do seu dispositivo e o nome da variável

Em seguida, para calcular o volume de substâncias de fluxo livre no tanque, precisamos criar uma variável derivada para calcular um valor de volume.

A Variável Derivada nos permite construir operações usando as variáveis padrão, então neste caso vamos aplicar a fórmula de volume com a característica de um tanque cilíndrico onde:

• Pi = A razão entre a circunferência de um círculo e seu diâmetro (constante)
• r = o raio do tanque
• h = a altura do tanque

Clique em "Addvariable" e selecione "Derived". Como você pode ver na nova janela, você deve anexar a fórmula no campo.

Depois de anexar a fórmula com as características do seu tanque, selecione a variável "distância".

Com sua fórmula inserida, seu volume começará a ler em seu aplicativo Ubidots.

Etapa 5: Resultados

Agora seu sensor está pronto para começar a funcionar! Acima você pode ver a função do sensor de nível em diferentes volumes.

Para aprender mais sobre widgets e eventos Ubidots, confira estes tutoriais em vídeo.