Реалізуємо моніторинг розходу води підключивши датчик водяного потоку до мікроконтролера ESP8266. Дані будуть надсилатися на віддалений сервер і відображатися у сервісі thingspeak.
Ідея
Підключити датчик YF-S402 до мікроконтролера ESP8266 NodeMCU. Потрібно зчитувати покази датчика, вираховувати швидкість водяного потоку і об’єм рідини. Отримані результати передавати через інтернет на сервер thingspeak та відображати візуально на веб-сайті.
Основні компоненти для проекту
Чому ESP8266?
ESP8266 має декілька переваг для використання в IoT (Internet of Things) проектах:
- Вбудований Wi-Fi: ESP8266 має вбудований Wi-Fi модуль, що дозволяє пристроям бездротово підключатися до мережі Інтернет або локальної мережі.
- Низька вартість: Мікроконтролер ESP8266 є досить вигідним з точки зору вартості, що робить його доступним для використання в широкому спектрі проектів, від домашніх автоматизацій до промислових рішень.
- Низьке енергоспоживання: ESP8266 споживає досить мало енергії, що робить його ідеальним вибором для пристроїв з живленням від батарей.
- Малий розмір: Мікроконтролер ESP8266 має компактний розмір, що робить його легкою вбудовуваною платформою для різноманітних пристроїв.
- Підтримка різних мережевих протоколів: ESP8266 підтримує різні мережеві протоколи, такі як TCP/IP, UDP, HTTP, MQTT тощо, що дозволяє розробникам створювати різноманітні IoT пристрої з різними функціональними можливостями.
- Велика спільнота та підтримка: ESP8266 має велику спільноту розробників, що активно розробляють нові бібліотеки, проекти та ідеї для використання мікроконтролера в різних застосуваннях.
Загалом, ESP8266 є потужним та ефективним мікроконтролером з вбудованим Wi-Fi, що робить його ідеальним вибором для розробки різноманітних IoT пристроїв та розумних систем.
Для чого потрібен датчик розходу води?
Датчик розходу води є важливим компонентом в системах моніторингу та керування споживанням води. Ось декілька основних причин, для чого використовуються ці датчики:
- Ефективне управління споживанням води: Датчики розходу дозволяють виміряти точну кількість води, що проходить через систему. Це дозволяє користувачам моніторити своє споживання та ефективно керувати його, зменшуючи втрати та витрати.
- Виявлення витоків: Датчики розходу можуть виявляти незвичайні або надмірні витрати води, що може свідчити про наявність витоків або проблем у системі водопостачання. Це дозволяє оперативно виявляти проблеми та уникати великих втрат води.
- Фіксація витрат води для розрахунку вартості: В деяких випадках, датчики розходу води встановлюються для точного вимірювання кількості води, спожитої користувачем. Це може бути важливо для розрахунку вартості водоспоживання або для внутрішнього обліку.
- Автоматизація систем поливу: У системах автоматичного поливу для сільського господарства або садівництва, датчики розходу води використовуються для точного вимірювання кількості води, що постачається до рослин. Це дозволяє оптимально налаштувати режими поливу, забезпечуючи рослини необхідною кількістю води.
Отже, датчики розходу води допомагають ефективно управляти споживанням води, виявляти витоки та проблеми в системі водопостачання, фіксувати витрати для розрахунку вартості та автоматизувати системи поливу рослин.
Схема підключення датчика розходу води
Датчик розходу води потрібно підключити до виходу D4 (GPIO2) на платі мікроконтролера ESP8266. Схема піжключення наведена нижче. Можливо доведеться відключати цей контакт під час вивантаження програмного коду в пам’ять мікроконтролера. Майте це на увазі у випадку винекнення помилок вивантаження.
Програмне забезпечення
Що таке ThingSpeak?
ThingSpeak – це безкоштовний хмарний сервіс, який дозволяє зберігати, аналізувати та візуалізувати дані з IoT (Internet of Things) пристроїв. Цей сервіс розроблений компанією MathWorks і призначений для спрощення роботи з даними з IoT пристроїв та створення інтерактивних графіків та діаграм для відображення цих даних.
Основні функції та можливості сервісу ThingSpeak включають:
- Зберігання даних: ThingSpeak надає можливість зберігати дані з IoT пристроїв у вигляді таблиць, що дозволяє зберігати історію даних та використовувати їх для подальшого аналізу.
- Візуалізація даних: Сервіс надає інтерфейс для створення інтерактивних графіків, діаграм та карт для відображення даних з IoT пристроїв. Це дозволяє користувачам швидко та зручно аналізувати та відображати дані.
- Події та сповіщення: ThingSpeak підтримує налаштування подій та сповіщень на основі умов, що дозволяє автоматично відправляти повідомлення або виконувати дії при досягненні певних умов з даними.
- Відкритість та інтеграція: Сервіс ThingSpeak підтримує відкритість та має велику кількість інтеграцій з різними IoT пристроями та платформами. Він також підтримує API для зручного отримання доступу до даних та керування ними.
Загалом, сервіс ThingSpeak дозволяє користувачам легко зберігати, візуалізувати та аналізувати дані з IoT пристроїв, що робить його популярним інструментом для розробки та управління проектами IoT.
Налаштування каналу thingspeak
- Для початку вам потрібно створити акаунт та залогінитись у свій обліковий запис thingspeak. Далі потрібно створити новий Канал для отримання даних від мікрононтролера. При створенні заповнюємо поля:
2. Отримуємо API ключ для подальшого використання при надсилання даних з датчика:
Також нам потрібен буде параметр Channel ID.
3. Далі переходимо у секцію Privat View і створюємо панелі для відображення даних.
Панель для швидкості водяного потоку створена за допомогою Add Visualizations, а панель лічильник об’єму (Volume) за допомогою Add Widgets.
Встановлення бібліотеки thingspeak
Для роботи нашого IoT пристрою потрібна бібліотека ThingSpeak. Її можна встановити в Arduino IDE перейшовши у Tools -> Manage Libraries … і написати в пошуку thingspeak. Далі натиснути кнопку інсталяції.
Програмний код
Повний програмний код для роботи проекту, що реалізує моніторинг розходу води можна завантажити з github за цим посиланням. Вам необхідно буде підставити свої значення параметрів мережі Wi-Fi, ID каналу та API ключ thingspeak. А також швидше за все вам потрібно буде налаштувати фактор калібрування під свою модель датчика розходу води.
Моніторинг розходу води
Як уже згадувалося моніторинг розходу води реалізовано з використанням сервісу ThingSpeak. Розроблений пристрій, а такж результат його роботи можна побачити на зображеннях нижче.
Можливо вас також зацікавлять інші мої проекти? Наприклад домашня метеостанція на ESP8266 NodeMCU.
Корисні посилання:
https://how2electronics.com/iot-water-flow-meter-using-esp8266-water-flow-sensor/#google_vignette
https://www.instructables.com/ThingSpeak-Using-ESP8266/
