Construire un capteur de niveau d’eau avec un capteur à ultrasons et un assistant domestique

Bien qu’il existe plusieurs panneaux et gadgets de niveau d’eau proposés pour surveiller le degré dans un réservoir de stockage au-dessus de l’eau, ces appareils ont généralement un prix important et une capacité minimale. En outre, ils nécessitent de plonger des électrodes ou un bouton directement dans l’eau pour fonctionner ; cela pourrait contaminer l’eau et également se corroder avec le temps.

Mais que diriez-vous si vous pouviez construire une unité de détection de niveau d’eau Wi-Fi sans fil et sans contact qui signale l’eau restante dans votre réservoir de stockage directement sur votre appareil intelligent ? Dans cet aperçu de bricolage, nous allons certainement construire un tel panneau de niveau d’eau en utilisant une carte NodeMCU ainsi qu’un capteur à ultrasons qui repose en haut du couvercle du réservoir d’eau et transmet les données à votre téléphone mobile via Home Assistant.

Comment ça marche?

Une unité de détection de niveau d’eau à ultrasons fonctionne en envoyant des ondes acoustiques à une certaine fréquence (également appelées ondes ultrasonores) et en obtenant l’onde affichée à partir de l’objet ciblé. Le capteur calcule et signale la distance entre le capteur et les objets en fonction du temps nécessaire à l’onde sonore ou à l’onde ultrasonore pour se déplacer et se refléter.

Le capteur à ultrasons rapporte la valeur de distance en centimètres (cm) par défaut. En plus de la profondeur du conteneur, cette valeur signalée par le capteur à ultrasons peut être utilisée pour trouver l’eau restant dans le réservoir en calculant la plage entre le degré d’eau du conteneur et le capteur à ultrasons.

Choses dont vous aurez besoin

Pour construire ce capteur de degré d’eau intelligent, vous avez besoin des éléments suivants :

• Un MCU basé sur ESP8266, tel que NodeMCU, D1 Mini, ESP01, etc.
• Une unité de détection à ultrasons SR04
• Cordons de démarrage

Pour ce projet, il est suggéré d’utiliser un capteur à ultrasons résistant à l’eau JSN-SR04 pour éviter d’endommager le capteur en raison de l’humidité.

Étapes pour construire un capteur de niveau d’eau intelligent

Vous pouvez suivre les étapes ci-dessous pour construire un capteur de niveau d’eau à ultrasons sans contact intelligent basé sur le Wi-Fi pour vérifier l’utilisation de l’eau et également vous éviter de monter les escaliers ou le réservoir d’eau pour l’inspecter manuellement. Vous pouvez également utiliser ce capteur pour vérifier un degré de réservoir de sel.

Étape 1 : Installez et configurez Home Assistant

L’assistant domestique (HA) est préférable mais pas obligatoire pour construire une unité ou un contrôleur de détection de degré d’eau basé sur le Wi-Fi. Toutefois, si vous avez l’intention d’obtenir des notifications, de suivre l’utilisation quotidienne/hebdomadaire/mensuelle ou d’ajouter une automatisation en fonction du niveau du conteneur, vous devez configurer Home Assistant.

Vous pouvez suivre notre guide précédent pour installer Home Assistant sur Raspberry Pi ou un vieil ordinateur portable. Si vous n’avez pas l’intention d’installer ou d’installer Home Assistant, vous pouvez faire clignoter le micrologiciel Tasmota et l’utiliser pour vérifier le niveau d’eau. Bien qu’il ne soit pas aussi convivial que Home Assistant, il fait le travail et signale également la valeur brute via un site Web.

Étape 2 : mesurer la profondeur du réservoir

Vous devez déterminer la profondeur du réservoir de stockage. Vous pouvez le faire en déterminant la hauteur du conteneur de l’extérieur ou de l’intérieur à l’aide d’un ruban de détermination.

Une fois que vous avez la mesure, mesurez la distance entre le couvercle du réservoir de stockage où le capteur à ultrasons sera monté et le bord du réservoir d’eau. C’est la distance que vous devez soustraire de la profondeur totale.

Par exemple, si l’élévation du conteneur est de 120 cm et la distance entre le capteur sur le couvercle et le bord de l’eau est de 10 cm, alors la profondeur est 120 – 10 = 110cm .

Étape 2 : compiler le micrologiciel

Pour assembler le firmware, ouvrez Home Assistant et montez le ESPAccueil add-on si vous ne l’avez pas déjà fait. Ensuite, respectez ces actions :

1. Clique le + Nouvel appareil bouton puis cliquez Continuez .
2. Saisissez le nom des données du micrologiciel, par exemple capteur de niveau d’eau , et cliquez Suivant .
3. Sélectionnez le MCU que vous avez, tel que NodeMCU, ESP32 ou D1 Mini, et cliquez également sur Suivant . Après ce clic Sauter.

Trouvez maintenant le capteur de niveau d’eau projet et cliquez également sur Éditer. Cela ouvre la capteur de niveau d’eau. yaml fichier. Dans les documents, copier et coller ce code YAML . Dans le code, modifiez les éléments suivants :

• Entrez votre SSID Wi-Fi et votre mot de passe.
• Modifiez les valeurs dans les solutions sous filtres avec la distance entre les capteurs ainsi que la bordure de l’eau et l’élévation complète du réservoir.
• Cliquez sur Sauvegarder.
• Connectez votre NodeMCU, ESP32 ou D1 mini à votre ordinateur à l’aide d’un câble mini USB, puis cliquez sur Installer.
• Choisir la Branchez-vous directement sur cet ordinateur option. Cela commencera à assembler le code YAML et générera un document de micrologiciel (waterlevelsensor.bin). Cela peut prendre un certain temps.
• Une fois le micrologiciel assemblé, cliquez sur Télécharger le projet pour télécharger et installer le capteur de niveau d’eau. récipient fichier.

Étape 3 : Flasher le firmware sur NodeMCU

Pour flasher le firmware waterlevelsensor.bin, vous pouvez télécharger et installer le ESPHome – Clignotant appareil ou utilisez Internet ESPHome. Les étapes sont les suivantes:

Après avoir téléchargé et installé le firmware, cliquez sur Ouvrez ESPHome Web.

Cliquez sur Relier et après cela, sélectionnez le port COM série USB auquel votre NodeMCU, D1 Mini ou ESP32 est connecté.

Cliquez sur Installer. Cliquez sur Choisir le fichier surfez sur capteur de niveau d’eau. poubelle données du micrologiciel, et cliquez également sur Installer . Lorsque le micrologiciel est flashé, détachez la télévision par câble USB.

Étape 4 : Connecter le capteur à ultrasons avec NodeMCU

Reportez-vous à la représentation ci-dessous pour fixer l’unité de détection à ultrasons SR04 avec la carte MCU.

Si vous utilisez le module à ultrasons JSN SR04 M-2 résistant à l’eau, fixez les broches comme indiqué sur le schéma.

Une fois le capteur à ultrasons connecté au MCU, reconnectez le câble USB. L’outil se connectera certainement automatiquement au réseau Wi-Fi en fonction des détails que vous avez entrés dans le code et sera certainement révélé comme En ligne dans le Tableau de bord ESPHome .

Cliquez sur Journaux sous le capteur de niveau d’eau. Cela présentera les journaux ainsi que les informations reçues par le capteur.

Si les journaux présentent les détails comme indiqué dans la capture d’écran, vous pouvez continuer et configurer l’unité de détection dans Home Assistant.

Si vous voyez « Pause de mesure de distance », procédez comme suit :

• Vérifiez que vous avez correctement relié les broches de l’unité de détection à ultrasons au MCU.
• Le composant JSN SR04 M-2 peut mesurer de 20 à 400 cm. Alors, maintenez les objets à au moins 20 cm. Vous devez également apporter des modifications au code si nécessaire.
• Le capteur à ultrasons que nous avons utilisé peut être insuffisant pour déterminer la distance au-delà de 400 cm. Si votre réservoir est plus profond que 400 cm (inhabituel), cela pourrait ne pas vous aider.

Étape 5 : Ajouter un capteur de niveau d’eau intelligent à l’assistant domestique

Pour inclure l’unité de détection de niveau d’eau à ultrasons à Home Assistant pour la surveillance, respectez ces actions :

1. Dans Home Assistant, accédez à Configuration > > Appareils et aussi Services .
2. le capteur de niveau d’eau doivent être découverts automatiquement et également détaillés. Sinon, cliquez Ajouter une intégration .
3. Rechercher et sélectionner ESPAccueil .
4. Saisissez l’adresse IP du capteur de niveau d’eau . Vous pouvez le trouver à partir des journaux ou de votre routeur Wi-Fi. Après avoir entré l’adresse IP, cliquez sur Nous faire parvenir .
5. Sélectionnez un emplacement et cliquez Finir .
6. Le capteur sera certainement fourni sous ESPHome. Cliquez sur capteur de niveau d’eau et sélectionnez l’entité.
7. Cliquez sur Ajouter à Lovelace .
8. Choisissez une zone et cliquez également Suivant .
9. Cela comprendra certainement la capteur de niveau d’eau au panneau de commande.

Vous pouvez personnaliser davantage la carte par défaut en incluant le respect dans l’éditeur de code :

Étape 6 : Installez le capteur sur le couvercle de votre réservoir d’eau

Vous pouvez actuellement monter le capteur dans votre réservoir d’eau. Pour cette tâche, nous avons utilisé l’unité de détection SR04, qui n’est pas résistante à l’eau. Pour le rendre étanche, nous avons utilisé une instance transparente et suffisamment de vernis à ongles pour protéger les composants électriques de la carte.

Nous avons percé deux minuscules ouvertures et avons également utilisé un fil d’acier pour maintenir le module SR04 attaché au couvercle. Un autre trou plus grand a été fait pour les fils attachés au capteur à ultrasons. Nous avons utilisé un long cordon à 4 conducteurs pour interfacer l’unité de détection à ultrasons avec le NodeMCU en tant que réservoir est situé sur le toit et la température ici peut monter jusqu’à 40-45 ° C.

Vous pouvez conserver les deux dans un seul boîtier et également alimenter le NodeMCU. De même, assurez-vous d’une excellente ténacité du signal Wi-Fi lorsque vous configurez le NodeMCU ou l’unité de détection. Lisez notre aperçu sur la façon d’améliorer votre signal Wi-Fi pour étendre la variété Wi-Fi.

Contrôlez la pompe à eau pour garder le réservoir plein

En intégrant le capteur intelligent de degrés d’eau avec Home Assistant, vous pouvez ajouter une automatisation pour obtenir des informations sur votre smartphone ou en utilisant Alexa/Google Assistant lorsque le niveau du conteneur est réduit ou complet. De même, vous pouvez inclure une automatisation pour activer la pompe à eau pour charger le réservoir de stockage lorsqu’il est faible et l’éteindre immédiatement une fois que le degré du conteneur atteint un degré spécifique, tel que 90-100 %.

En amélioration, vous pouvez ajouter une sonde d’unité de détection de niveau de température étanche, telle qu’un DS18B20, à votre capteur de degré d’eau sage pour examiner et également vérifier la température de l’eau du réservoir de stockage.