Monitor Tangki Minyak WiFi: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Ada beberapa cara untuk memeriksa berapa banyak bahan bakar yang tersisa di tangki minyak pemanas. Cara paling sederhana adalah dengan menggunakan dipstick, sangat akurat tetapi tidak terlalu menyenangkan di hari musim dingin. Beberapa tangki dilengkapi dengan tabung penglihatan, sekali lagi memberikan indikasi langsung level oli tetapi tabung menguning seiring bertambahnya usia membuat pembacaan menjadi sulit. Lebih buruk lagi, mereka bisa menjadi penyebab kebocoran minyak jika tidak diisolasi. Jenis pengukur lainnya menggunakan pelampung yang menggerakkan dial. Tidak terlalu akurat dan mekanismenya dapat meningkat seiring waktu.

Mereka yang berkantong tebal dapat membeli sensor jarak jauh yang dapat dilihat di dalam rumah. Sensor yang digerakkan oleh baterai, biasanya ultrasonik, mentransmisikan kedalaman oli ke penerima di rumah. Penerima listrik yang berdiri sendiri dapat digunakan untuk melihat level oli atau penerima dapat dihubungkan ke internet untuk pemantauan jarak jauh. Yang diperlukan adalah sensor terhubung WiFi yang digerakkan baterai yang dapat memantau tangki selama bertahun-tahun dan mengirim pengingat email saat level oli hampir habis. Perangkat semacam itu dijelaskan dalam Instruksi ini. Sebuah sensor mengukur kedalaman oli dengan menghitung waktu yang dibutuhkan cahaya untuk memantulkan kembali dari permukaan oli. Setiap beberapa jam, modul ESP8266 mengumpulkan sensor dan mengirimkan data ke internet. Layanan ThingSpeak gratis digunakan untuk menampilkan level oli dan mengirim email pengingat saat level oli rendah.

Perlengkapan

Komponen utama yang digunakan dalam proyek ini tercantum di bawah ini. Item yang paling mahal adalah sensor kedalaman, modul VL53L1X yang dapat ditemukan secara online dengan harga sekitar $6. Berhati-hatilah untuk tidak memilih VL53L0X generasi sebelumnya, meskipun lebih murah, ia memiliki kinerja yang lebih rendah dan membutuhkan perangkat lunak yang berbeda. Item kunci lainnya adalah modul ESP8266. Versi dengan pengatur tegangan terpasang dan antarmuka USB tentu saja lebih mudah digunakan tetapi dengan arus siaga premium yang lebih tinggi, tidak ideal untuk pengoperasian baterai. Sebagai gantinya, modul dasar ESP-07 digunakan dengan opsi antena eksternal untuk jangkauan ekstra. Komponen yang digunakan dalam proyek ini adalah:

• tempat baterai AA
• Modul mulai VL53L1X
• Dioda Shottky BAT43
• Transistor 2N2222 atau serupa
• kapasitor 100nF
• 2 x 5k resistor
• 1x1k resistor
• 2x470 Ohm resistor
• Modul adaptor serial FT232RL
• Baterai Lithium Thionyl Chloride ukuran AA
• Modul mikrokontroler ESP-07
• Serba-serbi, kawat, kotak dll.

Langkah 1: Pilihan Sensor

Sensor ultrasonik umumnya digunakan untuk pengukuran level oli baik secara komersial maupun dalam proyek DIY. Ultrasonik HC-SR04 yang tersedia atau HS-100 yang lebih baru sering digunakan pada monitor buatan sendiri dengan biaya sekitar $1 atau lebih. Mereka bekerja dengan baik di bangku tetapi memberikan pembacaan acak ketika menunjuk ke bawah pipa ventilasi tangki minyak untuk menemukan permukaan minyak. Ini mungkin karena pantulan dari permukaan yang berbeda di tangki baja, tangki plastik dapat bekerja lebih baik. Sebagai alternatif, sensor optik VL53L1X Time of Flight dicoba sebagai gantinya. Pembacaan dari tangki jauh lebih stabil sehingga jenis sensor ini digunakan sebagai alternatif. Lembar data untuk VL53L1X memberikan informasi tentang resolusi sensor ini dalam kondisi pengukuran yang berbeda, lihat gambar. Menggunakan waktu pengambilan sampel 200ms memberikan resolusi beberapa mm. Tidak diragukan lagi nomor lembar data diambil di bawah kondisi laboratorium terbaik sehingga sensor diberi tes cepat untuk memeriksa resolusi. Sensor diposisikan di atas pipa ventilasi tangki minyak dan beberapa ribu pembacaan dicatat menggunakan anggaran waktu 200 ms. Plot distribusi pembacaan dalam tangki menegaskan bahwa sensor ini dapat mengukur level oli dengan resolusi sekitar +/- 2mm. Selama periode waktu yang lebih lama, ada tren harian di mana level oli turun beberapa mm dalam semalam dan pulih siang hari. Penyebab yang paling mungkin adalah minyak menyusut karena mendingin semalaman dan mengembang lagi di siang hari yang panas. Mungkin cerita tentang membeli minyak berdasarkan volume pada hari yang dingin memang benar adanya.

Langkah 2: Diagram Sirkuit

Diagram rangkaian menunjukkan bagaimana modul ESP-07 terhubung ke VL53L1X. Adaptor USB FT242 terhubung sementara ke ESP-07 untuk mengunggah perangkat lunak dan memeriksa pengoperasiannya. Ketika ESP-07 dimasukkan ke dalam tidur nyenyak, arus turun menjadi sekitar 20 uA, sinyal bangun me-reset perangkat melalui dioda. Hal ini dimungkinkan untuk menempatkan sensor ke siaga menggunakan pin XSHUT tetapi terbukti lebih mudah untuk menyalakan sensor hidup dan mati menggunakan transistor. Ketika ESP-07 bangun, sensor dihidupkan dan kemudian dimatikan setelah pembacaan dilakukan. Ini juga memiliki keuntungan untuk menghilangkan arus siaga VL53L1X. Ketika datang untuk mengunggah program baru, resistor 5k perlu ditahan antara ground dan GPIO0 saat unit dinyalakan untuk masuk ke mode flash. Setelah mengunggah kode, hidupkan dan matikan perangkat agar berjalan normal.

Langkah 3: Daya Baterai

Baterai lithium-tionil klorida (Li-SOCI2) ukuran AA tunggal digunakan untuk memberi daya pada proyek ini. Mencari di internet harus menemukan pemasok baterai jenis ini dengan harga masing-masing $2. Keuntungan besar dari baterai ini adalah 3.6V yang stabil selama masa pakai baterai, ideal untuk memberi daya pada chip ESP8266 tanpa memerlukan pengaturan voltase ekstra. Tangki minyak pemanas dapat bertahan berbulan-bulan sehingga level oli hanya perlu diperiksa beberapa kali setiap hari paling banyak. Pengukuran pada monitor yang lengkap memberikan arus tidur nyenyak sebesar 22uA. Bentuk gelombang tegangan pada resistor 0,5 Ohm di sirkuit baterai menunjukkan arus rata-rata 75 mA selama 6,9 detik saat terjaga. Selama setahun, sirkuit akan menggunakan 193 mAh dalam mode tidur. Jika pengukuran level oli dilakukan setiap 7 jam maka digunakan 180 mAh setiap tahun. Atas dasar ini, baterai 2600 mAh akan bertahan selama 6 tahun.

Langkah 4: Perangkat Lunak

Pustaka Pololu Arduino VL53L1X digunakan untuk menginisialisasi sensor jarak dan mengakses pembacaan jarak. Kode untuk mengirim data ke ThingSpeak berasal dari contoh Sensor Kelembaban mereka dan beberapa kode tambahan menggerakkan transistor yang memberi daya pada sensor. ESP8266 hanya bisa tidur nyenyak hingga 70 menit dan bangun sendiri. Cara mengatasi masalah ini adalah membiarkan chip bangun dan segera mengembalikannya ke mode tidur, menyimpan hitungan di memori. Saat monitor terhubung ke jaringan WiFi Anda, Anda harus memasukkan SSID WiFi dan kata sandi Anda ke dalam kode. Juga, jika Anda menggunakan ThingSpeak, tambahkan kode API Anda. Sketsa Arduino untuk mengunggah terlampir dalam file teks. Ini perlu disalin ke Arduino IDE Anda. Sebelum mem-flash kode, sambungkan GPIO0 ke ground melalui resistor 5k sebelum dinyalakan. Kode untuk menghubungkan ESP-07 ke jaringan WiFI banyak digunakan di proyek lain. Dalam hal ini, waktu yang lebih lama diperlukan dalam loop penghubung untuk memeriksa bahwa koneksi telah dibuat. Sekitar 500 ms umumnya digunakan tetapi 5000 ms diperlukan dalam pengaturan WiFi ini, layak disesuaikan jika ada masalah koneksi. Detail tentang menerima pengingat email dari ThingSpeak dijelaskan dalam Petunjuk Monitor Garam Pelembut Air.

Langkah 5: Perakitan

Komponen untuk monitor terhubung dengan gaya "sarang burung" di sekitar modul ESP-07, menghilangkan apa pun yang mungkin korslet. Modul mudah rusak karena terlalu banyak panas sehingga sambungan ini perlu disolder sekali dan cepat. Monitor dirakit dalam dua tahap. Pertama-tama sensor dan ESP-07 dihubungkan dengan adaptor USB sementara untuk memprogram ESP-07 menggunakan Arduino IDE. Menggunakan waktu tidur singkat 10 detik akan segera menunjukkan jika chip terhubung ke jaringan WiFi dan mengirim bacaan ke ThingSpeak. Setelah semuanya bekerja dengan benar, chip diprogram ulang dengan waktu tidur yang diinginkan. LED merah harus dimatikan dari modul untuk meminimalkan konsumsi arus. Selain itu, jika antena eksternal tersambung, sambungan antena keramik juga perlu dilepas. Jangan mengoperasikan chip tanpa antena, daya akan menggoreng chip daripada pergi ke luar angkasa. Tahap kedua melibatkan melepas adaptor USB dan memasang komponen di dalam kotak. Modul VL53L1X dipasang di dalam tutup ventilasi tangki menggunakan dua nilon berdiri dari spacer. Pastikan sensor memiliki pandangan yang jelas ke permukaan minyak, tidak ada daun, sarang laba-laba, atau laba-laba yang menghalangi. Selain itu, jauhkan kabel penghubung dari sensor untuk mencegah pantulan palsu.

Langkah 6: Instalasi

Tutup ventilasi diganti pada tangki oli untuk memastikannya rata dan tidak ada penghalang dari sensor ke permukaan oli. Monitor dipasang di sebelah ventilasi, magnet kecil digunakan untuk menjaga kotak tetap di tempatnya. Ini tidak akan bekerja dengan tangki plastik! Sekarang duduk dan periksa level oli dari kenyamanan rumah Anda.

Klik untuk melihat level tangki minyak saya.