Izvorni kodovi za Arduino, ESP8266, ESP32, NewPing Library: Spremište projekata Github
Isprobajte projekt Level Level besplatno sa svojim hardverom: Ovdje
Arduino Ethernet Wiznet W5100 / W5500 ESP8266 ESP32 Ultrasonic HC-SR04 JSN-SR04T Sigfox

Upravljajte mikrokontrolerima za projekt Razinomjer


Upravljajte mikrokontrolerima Arduino Uno pre termostat
Arduino Uno / Nano
Upravljajte mikrokontrolerima NodeMCU v2 / v3 Lolin - ESP8266-12E / ESP8266-12F
NodeMCU v3 Lolin
Upravljajte mikrokontrolerima Wemos D1 Mini - ESP8266-12E / ESP8266-12F
Wemos D1 Mini
Upravljajte mikrokontrolerima ESP32 Devkit V1 - ESP-WROOM-32 / ESP32-S
ESP32 DevKit V1

Ethernet i Sigfox moduli tehnologije prijenosa za mjerač razine

Ethernet shield Wiznet W5100
Ethernet shield Wiznet W5100
Ethernet modul Wiznet W5500
Ethernet modul Wiznet W5500
Sigfox Wisol modem - IoT LPWAN Node 868 MHz
Sigfox Node Modem

Podržani i testirani ultrazvučni senzori za bilježenje razine vode


Ultrazvukový senzor vzdialenosti HC-SR04
HC-SR04
Ultrazvukový vodotesný senzor vzdialenosti JSN-SR04T
JSN-SR04T
Ultrazvukový senzor vzdialenosti HY-SRF05
HY-SRF05
Ultrazvukový senzor vzdialenosti URM07 ovládaný cez UART
URM07

Mjerač razine - Arduino / ESP8266 / ESP32


Projekt Hladinomer koristi web sučelje za vizualizaciju izmjerenih podataka o razini vode u bunaru, spremniku. Odzivno web sučelje u predlošku Bootstrap Bar prilagođava se bilo kojem zaslonu na kojem se vizualiziraju podaci. Podaci su čitljivi na satovima, pametnim telefonima, računalima, pametnim televizorima i drugim uređajima. Web sučelje projekta koristi pozadinu napisanu na PHP-u, koja obrađuje dolazne podatke podržane metodom zahtjeva POST, pretvara izmjerenu temperaturu u stvarnu razinu i izračunava volumen bušotine na temelju poznatih podataka o dubini i promjeru bušotine koje je u sustav unio korisnik. Podatke na web poslužitelj šalje mikrokontroler koji vrši mjerenja svakih 300 sekundi - tj. Tijekom 5 minuta, ili u slučaju prijenosa putem Sigfox IoT mreže, podaci se šalju svakih 11 minuta. Mjerenje razine vode vrši se pomoću ultrazvučnih senzora - HC-SR04, ili njegove vodonepropusne varijante JSN-SR04T, ili UART senzora URM07 (SKU SEN0153) - dostupno samo u posebnoj verziji projekta Mjerač razine. Može izmjeriti udaljenost do 750 cm, zbog velikog kuta detekcije ne stane u velik broj bušotina ... Princip mjerenja ultrazvučnih senzora je slanje Trigger signala duljine 10μs (mikrosekunde), a na temelju vremena kada se signal vraća u prijemnik - Echo moguće je izračunati udaljenost između senzora i razine. Važan parametar oba ultrazvučna senzora je širina snopa, drugim riječima karakteristika detekcije. Senzor HC-SR04 ima karakteristiku otkrivanja od 15 °. Snop je relativno uzak, a senzor je također pogodan za uže bušotine i spremnike, ali nije vodootporan i ima visok rizik od korozije (oksidacije). Vodootporni senzor JSN-SR04T ima karakteristiku detekcije od 60 do 75 °, što ne dopušta upotrebu u uskim bunarima, jer se snop jako širi s udaljenošću i bunar promjera nekoliko jedinica (6 metara na 4,5 bušotine dubina) je potrebna.


Web sučelje koristi trigonometriju za procjenu mjerljive maksimalne dubine bušotine pri poznatom promjeru bušotine (još jedan parametar za izračunavanje volumena bušotine). Web sučelje omogućuje korisniku da izračuna na koju je maksimalnu dubinu bušotine prikladan svaki od senzora na temelju njegovih karakteristika. Projekt je tako jednostavan za korištenje čak i za laike koji ne znaju koji je senzor prikladniji za primjenu u njihovoj bušotini. Korišteni mikrokontroler također igra važnu ulogu u sustavu. Projekt je koristio Arduino platformu (Uno) povezanu na Ethernet modul / štit iz Wiznetovih modela W5100, odnosno W5500 serije, koja je osigurala HTTP povezanost i omogućila mikrokontroleru prijenos podataka na udaljeno web sučelje na Internetu. Kako je mjerač razine projekt na otvorenom, mnogi bi korisnici također željeli mogućnost upotrebe WiFi platforme bez potrebe za povlačenjem Ethernet veze u bunar. WiFi platforme tvrtke Espressif Systems - ESP8266 i ESP32, koje se koriste u projektu, omogućuju rad u različitim načinima rada - StandBy, Deep Sleep (duboko spavanje s isključenim WiFi modemom), StandBy + OTA - omogućuje daljinski prijenos na ploču novog firmware izravno iz ploče Arduino IDE okruženja. Na zahtjev je također moguće stvoriti daljinsko OTA ažuriranje, koje se distribuira na daljinu putem Interneta s web poslužitelja, možete koristiti spremište Github, koje ažuriranje može distribuirati klijentu u RAW formatu .bin. Za način rada Deep Sleep postoji modificirani dijagram ožičenja za platformu ESP8266, koji koristi signal koji se dovodi na RST za buđenje mikrokontrolera WAKE. Istodobno, ova veza ne dopušta ažuriranje programa bez odspajanja ovog kratkospojnika. Za ESP32 koristi se način dubokog mirovanja pomoću RTC timera, koji nakon određenog vremena budi ESP. Platforme mogu komunicirati s web sučeljem putem HTTP-a, ali i HTTPS protokola. Platforma ESP8266 koristi otisak javnog ključa web poslužitelja u formatu SHA1, ali zahtijeva češća obnavljanja, jer vrijede najviše godinu dana, odnosno dvije godine. Mikrokontroler iz serije ESP32 koristi certifikat korijenskog tijela za ovjeru koje je izdalo certifikat za web poslužitelj - certifikat ROOT CA u .pem formatu za HTTPS vezu. Sa stajališta rada, ova je opcija bolja jer potvrda tijela za ovjeru također vrijedi 20 godina i nije potrebno obnavljanje potvrde.


Za lokacije na kojima ne postoji fiksni Internet, također je moguće koristiti IoT mrežu Sigfox, koja pokriva gotovo 90% Slovačke, BTS postaje za emitiranje smještene su na TowerCom odašiljačima. Ova tehnologija omogućuje vam prijenos malih količina poruka do 12B. U slučaju projekta Mjerač razine, šalje se vrijednost razine vode 4B. Za projekt proširen kišomjerom šalje se vrijednost 8B koja se formira visinom vodostaja i prirastom oborina. Kako Sigfox omogućuje prijenos najviše 140 poruka dnevno, interval prijenosa podataka produljuje se na 11 minuta. U oba slučaja poruka ne sadrži cijelu dužinu koju može, t.j. 12B. Poruke korisnog tereta također se mogu nadopuniti raznim informacijama o sustavu, na primjer: GEO podaci (zemljopisna dužina / širina), RSSI (jačina signala), broj poruke i drugi. Komunikacijski modul koji je korišten za projekt je UART modem Sigfox WISOL 868MHz. Ovaj modem komunicira putem AT naredbi putem UART sučelja, koji je softver oponašan na mikrokontrolerima. Komunikacija će se odvijati brzinom od 9600 baud / s. WISOL modem opremljen je integriranim u.FL konektorom na PCB modulu za povezivanje antene, što značajno smanjuje pokrivenost čak i u zatvorenom / zasjenjenom na otvorenom. Za uspješan prijenos podataka potrebno je pokrivanje od dvije, po mogućnosti tri ili više BTS stanica za uspješan prijenos podataka. BTS šalje poslane informacije na pozadinu Sigfoxa, gdje je potrebno izvršiti povratni poziv, koji će započeti nakon primanja podataka. Povratni poziv mora uputiti HTTP ili HTTPS zahtjev na domenu u kojoj se izvodi web aplikacija metodom POST i odgovarajuće kodiranim korisnim opterećenjem koje očekuje pozadina web aplikacije.

Postavljanje povratnog poziva Sigfoxa za testiranje web aplikacije

Mjerač razine:
  • Callbacks --> Custom --> New
  • Na Custom payload config napisat ćemo: cislo1::uint:16
  • Na URL pattern: http://arduino.clanweb.eu/studna_s_prekladom/data.php (ili drugi URL vašeg web poslužitelja na kojem će se projekt izvoditi), mogućnost korištenja HTTPS-a
  • U HTTP metodi koju odaberemo: POST
  • Na Body napisat ćemo:
  • hodnota={customData#cislo1}
  • Na Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

  • Vizualizacije web sučelja - Mjerač razine


    Glavni pregled - Mjerač razine - visina vodostaja u bušotini Povijesni pregled izmjerenih podataka s vremenskom oznakom - Mjerač razine Evidencija izmjerenih podataka o vodostaju - MAX, MIN - Mjerač razine Podržani hardver za projekt Leveler - Arduino - Ethernet - WiFi - ESP8266 - ESP32

    Karakteristike detekcije senzora HC-SR04 - 15°


    Hladinomer - HC-SR04 detekčná charakteristika - ultrazvukový senzor vzdialenosti

    Karakteristike detekcije senzora JSN-SR04T - vodootporan - 45°


    Hladinomer - JSN-SR04T detekčná charakteristika - ultrazvukový senzor vzdialenosti