एक अल्ट्रासोनिक सेंसर और गृह सहायक के साथ जल स्तर सेंसर बनाएं

हालांकि ओवरहेड पानी की टंकी में स्तर की निगरानी के लिए कई जल स्तर संकेतक और उपकरण उपलब्ध हैं, ये उपकरण अक्सर भारी कीमत पर और सीमित कार्यक्षमता के साथ आते हैं। इसके अलावा, उन्हें संचालित करने के लिए डुबकी इलेक्ट्रोड या पानी में स्विच की आवश्यकता होती है; यह पानी को दूषित कर सकता है और समय के साथ खराब हो सकता है।

लेकिन क्या होगा यदि आप एक वायरलेस और संपर्क रहित वाई-फाई-आधारित जल स्तर सेंसर बना सकते हैं जो आपके टैंक में शेष पानी को सीधे आपके स्मार्टफोन पर रिपोर्ट करता है? इस DIY गाइड में, हम एक NodeMCU बोर्ड और एक अल्ट्रासोनिक. का उपयोग करके ऐसे जल स्तर संकेतक का निर्माण करेंगे सेंसर जो पानी की टंकी के शीर्ष पर बैठता है और होम के माध्यम से आपके स्मार्टफोन को डेटा की रिपोर्ट करता है सहायक।

यह कैसे काम करता है?

एक अल्ट्रासोनिक जल स्तर सेंसर एक विशिष्ट आवृत्ति (जिसे अल्ट्रासोनिक तरंगों के रूप में भी जाना जाता है) पर ध्वनि तरंगें भेजकर और लक्षित वस्तु से परावर्तित तरंग प्राप्त करके काम करता है। सेंसर ध्वनि तरंग या अल्ट्रासोनिक तरंग को यात्रा करने और प्रतिबिंबित करने में लगने वाले समय के आधार पर सेंसर और वस्तु के बीच की दूरी की गणना और रिपोर्ट करता है।

अल्ट्रासोनिक सेंसर डिफ़ॉल्ट रूप से सेंटीमीटर (सेमी) में दूरी मान की रिपोर्ट करता है। टैंक की गहराई के साथ, अल्ट्रासोनिक सेंसर द्वारा रिपोर्ट किए गए इस मान का उपयोग को खोजने के लिए किया जा सकता है टैंक के जल स्तर और अल्ट्रासोनिक. के बीच की दूरी की गणना करके टैंक में शेष पानी सेंसर।

चीजें आप की आवश्यकता होगी

इस स्मार्ट वाटर लेवल सेंसर को बनाने के लिए, आपको निम्नलिखित की आवश्यकता होगी:

• एक ESP8266-आधारित MCU, जैसे NodeMCU, D1 Mini, ESP01, आदि।
• एक SR04 अल्ट्रासोनिक सेंसर
• जम्पर तार

इस परियोजना के लिए, यह अनुशंसा की जाती है कि आप नमी के कारण सेंसर क्षति को रोकने के लिए JSON-SR04 वाटरप्रूफ अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग करें।

स्मार्ट वाटर लेवल सेंसर बनाने के लिए कदम

स्मार्ट वाई-फाई-आधारित संपर्क रहित अल्ट्रासोनिक जल स्तर सेंसर बनाने के लिए आप नीचे दिए गए चरणों का पालन कर सकते हैं पानी की खपत की निगरानी करने के लिए और इसे जांचने के लिए सीढ़ियों या पानी की टंकी पर चढ़ने से खुद को बचाने के लिए मैन्युअल रूप से। आप इस सेंसर का उपयोग नमक टैंक के स्तर की निगरानी के लिए भी कर सकते हैं।

चरण 1: गृह सहायक स्थापित करें और सेट करें

होम असिस्टेंट (HA) को प्राथमिकता दी जाती है, लेकिन स्मार्ट वाई-फाई-आधारित वाटर लेवल सेंसर या कंट्रोलर बनाने के लिए इसकी आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, यदि आप सूचनाएं प्राप्त करना चाहते हैं, दैनिक/साप्ताहिक/मासिक खपत को ट्रैक करना चाहते हैं, या टैंक स्तर के आधार पर स्वचालन जोड़ना चाहते हैं, तो आपको गृह सहायक सेट अप करना होगा।

आप हमारे पिछले गाइड का अनुसरण कर सकते हैं रास्पबेरी पाई पर गृह सहायक स्थापित करें या एक पुराना लैपटॉप। यदि आप होम असिस्टेंट को स्थापित या स्थापित नहीं करना चाहते हैं, तो आप तस्मोटा फर्मवेयर को फ्लैश कर सकते हैं और इसका उपयोग जल स्तर की जांच के लिए कर सकते हैं। हालाँकि यह होम असिस्टेंट की तरह सहज नहीं है, लेकिन यह काम करता है और वेब पेज के माध्यम से कच्चे मूल्य की रिपोर्ट करता है।

चरण 2: टैंक की गहराई को मापें

आपको टैंक की गहराई को मापने की जरूरत है। आप एक मापने वाले टेप का उपयोग करके बाहर या अंदर से टैंक की ऊंचाई को मापकर ऐसा कर सकते हैं।

एक बार जब आपके पास माप हो जाए, तो टैंक कवर के बीच की दूरी को मापें जहां अल्ट्रासोनिक सेंसर स्थापित किया जाएगा और पानी की टंकी के किनारे। यह वह दूरी है जिसे आपको कुल गहराई से घटाना है।

उदाहरण के लिए, यदि टैंक की ऊंचाई 120 सेमी है और पानी के कवर और किनारे पर सेंसर के बीच की दूरी 10 सेमी है, तो गहराई है 120 - 10 = 110 सेमी.

चरण 2: फर्मवेयर संकलित करें

फर्मवेयर को संकलित करने के लिए, होम असिस्टेंट खोलें और इंस्टॉल करें ईएसपीहोम ऐड-ऑन यदि आपने पहले से नहीं किया है। फिर इन चरणों का पालन करें:

1. दबाएं +नया उपकरण बटन और फिर क्लिक करें जारी रखना.
2. फ़र्मवेयर फ़ाइल के लिए नाम दर्ज करें, जैसे जल स्तर सेंसर, और क्लिक करें अगला.
3. अपने पास मौजूद MCU को चुनें, जैसे NodeMCU, ESP32, या D1 Mini, और क्लिक करें अगला. तब दबायें छोड़ें।

अब ढूंढो जल स्तर सेंसर प्रोजेक्ट करें और क्लिक करें संपादित करें। यह खोलता है वॉटरलेवलसेंसर.yamlफ़ाइल। फ़ाइल में कॉपी और पेस्ट करें यह वाईएएमएल कोड. कोड में, निम्नलिखित संपादित करें:

• अपना वाई-फाई एसएसआईडी और पासवर्ड दर्ज करें।
• के अंतर्गत सूत्रों में मानों को संपादित करें फिल्टर सेंसर और पानी के किनारे और टैंक की पूरी ऊंचाई के बीच की दूरी के साथ।
• क्लिक सहेजें।
• माइक्रो USB केबल का उपयोग करके अपने NodeMCU, ESP32, या D1 मिनी को अपने पीसी से कनेक्ट करें और फिर क्लिक करें इंस्टॉल।
• चुने इस कंप्यूटर में प्लग इन करें विकल्प। यह YAML कोड को संकलित करना शुरू कर देगा और एक फर्मवेयर फ़ाइल (waterlevelsensor.bin) उत्पन्न करेगा। इसमें कुछ समय लग सकता है।
• फर्मवेयर संकलित होने के बाद, क्लिक करें प्रोजेक्ट डाउनलोड करें डाउनलोड करने के लिए वाटरलेवलसेंसर.बिन फ़ाइल।

चरण 3: NodeMCU पर फर्मवेयर फ्लैश करें

Waterlevelsensor.bin फर्मवेयर को फ्लैश करने के लिए, आप डाउनलोड कर सकते हैं ईएसपीहोम-फ्लैशर उपकरण या ईएसपीहोम वेब का उपयोग करें। चरण इस प्रकार हैं:

फर्मवेयर डाउनलोड करने के बाद, क्लिक करें ईएसपीहोम वेब खोलें।

क्लिक जुडिये और फिर USB सीरियल COM पोर्ट का चयन करें जहां आपका NodeMCU, D1 Mini, या ESP32 जुड़ा हुआ है।

क्लिक इंस्टॉल। क्लिक फाइलें चुनें, ब्राउज़ करें वाटरलेवलसेंसर.बिन फर्मवेयर फ़ाइल, और क्लिक करें इंस्टॉल. फर्मवेयर फ्लैश होने के बाद, यूएसबी केबल को डिस्कनेक्ट करें।

चरण 4: अल्ट्रासोनिक सेंसर को NodeMCU से कनेक्ट करें

SR04 अल्ट्रासोनिक सेंसर को MCU बोर्ड से जोड़ने के लिए नीचे दिए गए आरेख को देखें।

NodeMCU/ESP32/D1 मिनी	SR04 अल्ट्रासोनिक सेंसर
3वी3	वीसीसी
डी5	ट्रिग
डी6	गूंज
जीएनडी	जीएनडी

यदि आप वाटरप्रूफ जेएसएन एसआर04 एम-2 अल्ट्रासोनिक मॉड्यूल का उपयोग कर रहे हैं, तो चित्र में दिखाए अनुसार पिन कनेक्ट करें।

NodeMCU/ESP32/D1 मिनी	JSON-SR04 अल्ट्रासोनिक सेंसर
विन	5वी
डी5	ट्रिग
डी6	गूंज
जीएनडी	जीएनडी

अल्ट्रासोनिक सेंसर के MCU से कनेक्ट होने के बाद, USB केबल को फिर से कनेक्ट करें। आपके द्वारा कोड में दर्ज किए गए विवरण के आधार पर डिवाइस वाई-फाई नेटवर्क से स्वतः कनेक्ट हो जाएगा और इसे इस प्रकार दिखाया जाएगा ऑनलाइन में ईएसपीहोम डैशबोर्ड.

क्लिक लॉग्स नीचे जल स्तर सेंसर। यह सेंसर द्वारा प्राप्त लॉग और डेटा प्रदर्शित करेगा।

यदि लॉग स्क्रीनशॉट में दिखाए गए अनुसार जानकारी प्रदर्शित करते हैं, तो आप आगे बढ़ सकते हैं और सेंसर को होम असिस्टेंट में कॉन्फ़िगर कर सकते हैं।

यदि आप "दूरी माप का समय समाप्त" देखते हैं, तो निम्न कार्य करें:

• जांचें कि आपने अल्ट्रासोनिक सेंसर पिन को MCU से सही तरीके से जोड़ा है।
• JSON SR04 M-2 मॉड्यूल 20-400cm माप सकता है। इसलिए, वस्तु को कम से कम 20 सेमी दूर रखें। आपको तदनुसार कोड में परिवर्तन करने की भी आवश्यकता है।
• हमने जिस अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग किया है वह 400 सेमी से अधिक दूरी को मापने में विफल हो सकता है। यदि आपका टैंक 400 सेमी (असामान्य) से अधिक गहरा है, तो यह आपके लिए काम नहीं कर सकता है।

चरण 5: होम असिस्टेंट में स्मार्ट वाटर लेवल सेंसर जोड़ें

निगरानी के लिए गृह सहायक में अल्ट्रासोनिक जल स्तर सेंसर जोड़ने के लिए, इन चरणों का पालन करें:

1. गृह सहायक में, यहां जाएं कॉन्फ़िगरेशन > डिवाइस और सेवाएं.
2. जल स्तर सेंसर स्वतः खोजा और सूचीबद्ध किया जाना चाहिए। यदि नहीं, तो क्लिक करें एकीकरण जोड़ें.
3. खोजें और चुनें ईएसपीहोम.
4. का आईपी पता दर्ज करें जल स्तर सेंसर. आप इसे लॉग या अपने वाई-फाई राउटर से पा सकते हैं। IP पता दर्ज करने के बाद, क्लिक करें प्रस्तुत करना.
5. एक क्षेत्र का चयन करें और क्लिक करें समाप्त.
6. Cसेंसर को ESPHome के तहत लिस्ट किया जाएगा। क्लिक जल स्तर सेंसर और निकाय का चयन करें।
7. क्लिक लवलेस में जोड़ें.
8. एक कमरा चुनें और क्लिक करें अगला.
9. यह जोड़ देगा जल स्तर सेंसर डैशबोर्ड को।

आप कोड संपादक में निम्नलिखित जोड़कर डिफ़ॉल्ट कार्ड को और अधिक अनुकूलित कर सकते हैं:

प्रकार: गेज
नाम: जल स्तर सेंसर
इकाई: '%'
इकाई: सेंसर। जल स्तर सेंसर
 हरा: 0
 पीला: 45
 लाल: 85

चरण 6: सेंसर को अपने पानी की टंकी के कवर में स्थापित करें

अब आप अपने पानी की टंकी में सेंसर लगा सकते हैं। प्रोजेक्ट के लिए, हमने SR04 सेंसर का इस्तेमाल किया, जो वाटरप्रूफ नहीं है। इसे वाटरप्रूफ बनाने के लिए, हमने बोर्ड पर बिजली के घटकों को इन्सुलेट करने के लिए एक पारदर्शी केस और पर्याप्त नेल पॉलिश का इस्तेमाल किया।

हमने दो छोटे छेद ड्रिल किए और SR04 मॉड्यूल को कवर से जोड़े रखने के लिए एक धातु के तार का इस्तेमाल किया। अल्ट्रासोनिक सेंसर से जुड़े तारों के लिए एक और बड़ा छेद बनाया गया था। हमने NodeMCU के साथ अल्ट्रासोनिक सेंसर को इंटरफेस करने के लिए एक लंबे 4-कोर तार का उपयोग किया क्योंकि टैंक छत पर स्थित है और यहां का तापमान 40-45 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ सकता है।

आप दोनों को एक ही मामले में रख सकते हैं और NodeMCU को बिजली की आपूर्ति कर सकते हैं। इसके अलावा, जब आप NodeMCU या सेंसर स्थापित कर रहे हों, तो अच्छी वाई-फाई सिग्नल शक्ति सुनिश्चित करें। हमारे गाइड को पढ़ें वाई-फ़ाई की सीमा बढ़ाने के लिए अपने वाई-फ़ाई सिग्नल को कैसे बूस्ट करें.

टैंक को भरा रखने के लिए पानी के पंप को नियंत्रित करें

होम असिस्टेंट के साथ स्मार्ट वाटर लेवल सेंसर को एकीकृत करके, आप अपने स्मार्टफोन पर या एलेक्सा / गूगल असिस्टेंट के माध्यम से टैंक स्तर कम या भरा होने पर अलर्ट प्राप्त करने के लिए ऑटोमेशन जोड़ सकते हैं। इसी तरह, आप पानी के पंप को चालू करने के लिए ऑटोमेशन जोड़ सकते हैं, जब टैंक कम चल रहा हो और टैंक का स्तर एक निश्चित स्तर तक पहुंच जाए, जैसे कि 90-100%, तो इसे स्वचालित रूप से बंद कर दें।

इसके अलावा, आप टैंक के पानी के तापमान की जांच और निगरानी के लिए अपने स्मार्ट वॉटर लेवल सेंसर में एक वाटरप्रूफ तापमान सेंसर जांच, जैसे कि DS18B20 जोड़ सकते हैं।

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