Sjøbliss
Det er vel på tide å skrive en liten "black-water" sensor howto. Vi får ta det litt skritt for skritt, som alltids. Den tekniske tegningen ser ut som følger:
Det første som skjer at vi tar å regulerer spenningen ned fra 12/13V til 5V gjennom en buck converter. Det finnes mange andre spenningsregulatorer som kan benyttes. Hele kretsen her bruker rundt 50mA på 5V så det er ikke mye. Jeg tipper man kan benytte en LM7805 til 6-7 kroner som alternativ. BRSen er uansett veldig effektiv (selv om den tar litt mer plass) og utvikler ingen varme fordi den bruker step-down konvertering. En LM7805 blir litt varm fordi den bruker linær regulering og må avgi varme. Trenger ikke gå i detaljer her, men jeg tenker denne regulatoren er tryggere og koster bare 50kr så det er jo ingen stor sak.
Deler som benyttes:
OBS: Du må velge PWM versjonen!
Utover dette må du ha en boks (jeg valgte denne: https://www.kjell.com/no/produkter/elektro-og-verktoy/elektronikk/elektronikkbokser/innbyggingsboks-72x50-mm-72x50x21-mm-p89014). Litt brett for å lodde på. Jeg brukte stripboard: https://www.aliexpress.com/af/stripboard.html?d=y&origin=n&SearchText=stripboard&catId=0&initiative_id=SB_20200723005044 Fordelen med disse er at man kan bryte banene lett med et litt stort bor og drille forsiktig på "loddesiden". Bruk et stort metallbor så er det lett som en plett. Og du kan knekke det opp i den størrelsen du trenger. Veldig greit. Så er det motstander mm. https://www.aliexpress.com/af/resistor-set.html?d=y&origin=n&SearchText=resistor+set&catId=0&initiative_id=AS_20200723005046
Jeg ville ellers anbefalt å teste løsningen på et breadboard for å se at alt fungerer før man lodder. Et slikt kit kan være smart: https://www.aliexpress.com/item/32803046787.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.50aa4a9eEgLvIs&s=p&ad_pvid=202007230153093170324111393130008369593_3&algo_pvid=ced1288e-3db4-4010-a9f7-1f202c1d8d82&algo_expid=ced1288e-3db4-4010-a9f7-1f202c1d8d82-2&btsid=0ab6f82215954943891663068e482d&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_ Da har man å leke seg med.
For å få dette til å virke brukte jeg ESPhome. Installer det i Home Assistant ved å følge denne guiden: https://esphome.io/guides/getting_started_hassio.html Når du har fått den opp så klikker du på den store rosa + tegnet for å legge til en ny enhet.
Her er det ikke så farlig hva du skriver men du kan lese gjennom wizarden. Du gir den et navn (jeg valgte waste_tank_level), velg en DOIT ESP32 DEVKIT V1 (om du har samme ESP som meg). Legg inn WiFi+passord, et passord for å sikre sammenkoblingen mellom HA og ESPen (jeg valgte noe enkelt her) og lagre. Jeg har eksperimentert litt og kommet frem til at ESP32 wroom fungerer godt med denne konfigen. Det er sikkert flere som virker men her er min kode. Når du har lagt til din enhet, så velg EDIT og kopier inn denne koden, bare endre passordene og eventuelt enhetsnavn. Her overstyres i praksis alt du valgte i wizarden.
Sitat
esphome:
name: waste_tank_level
platform: ESP32
board: esp32doit-devkit-v1wifi:
ssid: "wifissid"
password: "passord"
# Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
ap:
ssid: "Waste Tank Level"
password: "passord"# Enable logging
logger:# Enable Home Assistant API
api:
password: "enkeltpass"ota:
password: "enkeltpass"captive_portal:
sensor:
- platform: ultrasonic
trigger_pin: GPIO32
echo_pin: GPIO33
name: "Waste Tank Level"
update_interval: 5s
pulse_time: 10us
timeout: 20m
accuracy_decimals: 3
Noen forklaringer til dette. ap: delen setter opp en enkel hotspot. F.eks. om wifi nettverket ditt går ned kan du koble deg med en PC rett på ESPen. Dette er en "fallback" løsningen. API og OTA er passordet som benyttes for koblingen mellom HA og ESPen. API for koblingen, OTA når den gjøre oppgraderinger av firmware eller konfig. Board delen er den jeg har knøla mest med, men dette ser ut å virke. Du kan sikkert bruke mange andre ESPer (8266 mm), bare se på den lange listen du kan velge i wizarden. De fleste vil nok virke. Captive portal er en liten webside på enheten som du kan koble deg til. Smart i tilfelle wifi og alt dør.
Secret sauce er siste biten. Sensor: delen. Trigger er GPIO32 og echo på GPIO33. Du kan velge andre pinner, men sjekk at de egner seg for PWM. Noen pinner går også høy ved boot av ESPen så det er ikke alltid ønskelig. Disse to fant jeg var gode på denne. Men les litt om din ESP for å vite hvilke som egner seg. Timeout må settes litt høy. 20m fungerer bra for meg og har målt da fra 2cm til 2,5m uten problem. Jeg valgte også 3 desimaler for å få veldig høy nøyaktighet, men det er i praksis nok med 2. Obs, setter du ikke timeout virker ikke denne sensoren. En vanlig HCSR04 trenger ikke denne satt, hvorfor vet jeg ikke. Brukte masse tid på å finne ut av dette her: https://community.home-assistant.io/t/ultrasonic-uart-sensor/138075
Så når alt dette er gjort må du programmere ESPen. Bruk en micro-USB kabel. Koble den til ESPen og så til RaspberryPien, da kan du kode den rett fra ESPhome. Eventuelt last ned binary og bruk ESPhome-flasher https://github.com/esphome/esphome-flasher/releases på din PC. Går alt bra skal den dukke opp med grønt lys i ESPhome.
For å få målingen til sensoren inn i HA må du din inn i integrasjoner å legge den til. Gå i menyen til venstre, velg konfigurasjon, så integrasjoner. Er du litt heldig får du opp denne.
Får du ikke den, velger du + tegnet, søk etter ESPhome, legg inn navnet eller IP på enheten (prøv waste_tank_level.local, det kan virke!). Så er det bare å legge inn passordet du satte i API delen av konfigen på ESPen. Når det er gjort skal du ha fått opp denne:
Klikk inn på 1 enhet og så på enheten så får du opp detaljene på din nye sensor.
Her kan jeg se at det er 0,250m dypt med luft i tanken. Altså at den er i tom i vår båt. Dersom jeg står ved toalettet er tanken ganske i vater og da måler jeg med bitttelitt bunnfall 23+ cm. Jeg har valgt å sette dette som 0% full. Så i praksis blir det 23cm = 0% og så satte jeg 2cm =100%. Greit med litt margin på dette. Men denne sensoren måler kun avstand så her må vi inn med en template sensor som endrer dette til %. Dette kunne sikkert vært gjort i ESPhome direkte, men jeg synes det var lettere å gjøre det i HA.
I configuration.yaml legger vil til følgende:
Sitatsensor:
- platform: template
sensors:
waste_tank_level_percent:
entity_id: sensor.waste_tank_level
# Tank empty at 23cm, full at 2cm, 21cm range of %
value_template: "{{100 + ((0.21 - ((states('sensor.waste_tank_level'))|float - 0.02) / 0.21 * 100)) |round(0) }}"
unit_of_measurement: '%'
friendly_name: Septiktank
icon_template: 'mdi:ruler'
Har du sensor: delen fra før legger du bare til i listen under, ikke lag en ny. Det som skjer her er at vi lager en ny sensor som skal hete sensor.waste_tank_level_percent som henter sine data fra snesor.waste_tank_level. Den gjør om ved å først trekke fra 2cm på målingen (da blir 0cm 100% full) og så deler den opp i inkrementer innefor de 21cm.
100 + ( 0,21 - målingen fra sensor) / 0,21 * 100 og avrunde til uten desimaler. I formelen over skifter du 0,21 til det som er rett for deg. Siden jeg har 23cm tank tok jeg 23cm - 2cm = 21cm.
Etter dette startet du Home Assistant på nytt og sjekker om du har fått opp en ny sensor under utvikler verktøy.
Jeg får -7% fordi båten ligger litt baktung her og den måler helt ned i kjølen av tanken. Denne siste biten i tanken har liten verdi og er ikke reelt sett under 0%. Jeg skal finne en måte å filtrere det bort men i praksis er de første literne fort borte og fuller bare avsugdelen av tanken. Jeg skal definerer en max og min i template sensoren men akkurat nå lar jeg det være slik for å faktisk se hva den måler på maksimum og minumum. De første % med fylling vil nødvendigvis komme litt fortere pga kjølformen på tanken men fra 10-15% er det ganske firkantet form og det går mer jevnt oppover.
Så til sist er det bare å legge til en gauge i HA grensesnittet. Bruk hamburgermenyen øverst til høyre på fremsiden og legg den til. Jeg valgte gauge card og da ser det slik ut.
Så da er det bare endurance test igjen da? Eberen har vært dønn stabil siden jeg installerte den. Og en ESP jeg har i kjelleren har fungert i 1,5 år uten hikke. Jeg har troen på at elektronikken klarer denne jobben lett. Om sensoren gjør det samme vil bare tiden vise.
@Sjøholken om den virker gjennom plasttanker vet jeg ikke. Men jeg skal se om jeg kan få testet med en av UART sensorene for å se om det kan fungere.
Så en liten video til slutt! Det må vi ha. Jeg fyllte tanken med sjøvann og så tømte jeg den med min nyfiksede septikpumpe for å se hvordan den måler ved tømming. Sensoren måler hvert 5 sekund. Selvsagt kunne jeg satt den til hvert sekund, det tar sikkert nesten ikke mer strøm. Videoen ble tatt opp når jeg hadde 2 desimaler oppløsning på sensoren, derfor hopper % litt større byks. Nå på 3 desimaler er den finere.
Det tar nesten 4 minutter å tømme tanken så dere får spole litt 
