Waterontharder soutvlakmonitor: 7 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Waterversagters werk met behulp van 'n proses genaamd ioonuitruiling waarin kalsium- en magnesiumione uit harde water met natriumchloried (sout) via 'n spesiale hars uitgeruil word. Die water gaan in 'n drukvat waar dit deur die harskrale beweeg, en die kalsium en magnesium word deur natrium vervang. Die harskrale sal uiteindelik uitgeput raak en nie meer harde minerale kan optel nie. Die herlaai- of herlewingsproses lei 'n soutwateroplossing deur die harskrale, wat die hardheidsminerale losmaak en dit onskadelik na die drein spoel. Die harskrale word verfris en gereed om meer versagde water te maak.

Ionuitwisselingsversagters kom in verskillende vorme en groottes voor, maar hulle het almal een ding gemeen: 'n pekelwaterbak wat elke paar weke met sout gevul moet word om 'n gereelde toevoer van sagte water te verseker. Waterontharders is nie juis aantreklike toerusting nie, en daarom word hulle na 'n ontoeganklike plek verban, wat beteken dat 'n spesiale besoek nodig is om die soutpeil te kontroleer. Meer dikwels as nie, kom die aanwysing vir die toevoeging van meer sout van huishoudelike lede wat oor harde water gryp. In hierdie Instructable word 'n afstandsensor elke paar uur gebruik om die soutvlak in die waterversagmiddel te meet en die resultaat op ThingSpeak geplaas. As die soutpeil laag word, sal ThingSpeak 'n e -pos aan u stuur om die pekelwaterbak met sout vol te maak. Al die komponente vir hierdie projek is op eBay beskikbaar, soos gewoonlik kom die goedkoopste onderdele uit Asië. Selfs al die komponente moet koop, sal die totale koste ongeveer $ 10 wees. 'N Menigte vaardighede soos soldeer of die gebruik van die Arduino IDE is nodig om hierdie projek te maak. Al hierdie tegnieke word gedek in ander instruksies en word nie hier herhaal nie.

Voorrade

AA batteryhouer VL53L0X afstandsmodule BAT43 Shottky diode 100nF kondensator 2 x 5k weerstande 2 x 470 Ohm weerstande FT232RL seriële adapter module AA grootte Litium Thionyl Chloride Battery ESP-07 mikrokontrolemodule Diverse, draad, boks ens.

Stap 1: Soutvlak detector

'N VL53L0X word gebruik om die soutoppervlak in die waterversagmiddel te bepaal. Die sensor werk deur 'n ligpuls uit te stuur en die tyd te meet wat dit neem om terug te reflekteer. Die beste resultate is die gebruik van 'n wit weerkaatsende oppervlak in die donker, presies wat ons in die soutbak het. Die sensor self is baie klein en moeilik om te hanteer. As sodanig kan dit gekoop word as 'n module met 'n I2C -koppelvlak. Dit maak dit baie makliker om kontak te maak met ander mikrobeheerders soos die Arduino of Raspberry Pi. Aangesien die laser- en sensorvensters baie klein is, word 'n laag kleefplastiek gebruik om vuil wat die toestel blokkeer, te stop. die module. Dit is bereik deur die module te laat rus tydens soldeer, met sensor na onder, op 'n stuk hout om te keer dat soldeer of draad stampe aan die sensorkant vorm.

Stap 2: Programmering van die ESP-07

Die bedoeling was om die soutvlakmonitor se battery aangedryf te maak, en daarom is 'n kaalbeenweergawe van die ESP8266-chipmodule gekies om die bystandstroom tot 'n minimum te beperk en die batterylewe van ten minste 'n jaar te gee. In teenstelling met sommige van die meer gesofistikeerde weergawes, insluitend spanningsreguleerders en 'n USB-koppelvlak, moet 'n paar ekstra komponente bygevoeg word by die kaalbene ESP-07 wat in hierdie projek gebruik word. die seriële poort tydens toetsing. Hou in gedagte dat die reeksadapter verwyder sal word sodra ons bly is dat alles reg werk, en dit nie te stewig maak nie. Om een of ander rede moes die SDA- en SCL -lyne omruil om die sensor te laat werk, probeer dit as die reeks op volle skaal vas is. Miskien 'n eienaardigheid van Chinese vervaardiging? 'N Lithium -tionielchloriedbattery word gebruik om hierdie projek aan te dryf. Die AA-grootte van hierdie battery het 'n konstante spanning van 3,6V en 'n kapasiteit van 2600 mAh, ideaal om die ESP-07 aan te dryf. Hierdie batterye kan gevind word by gespesialiseerde batteryverskaffers, maar nie in die gewone winkels nie. Ek dink hulle durf nie die algemene publiek los op 'n battery van twee keer die normale spanning nie!

As die ESP-07 aanskakel, doen die penne vreemde dinge totdat dit die aanvangsroetine voltooi het. As 'n veiligheidsmaatreël word weerstande in die verbindings met die module -uitsette ingesluit om enige skadelike strome te voorkom. Die Arduino -skets vir hierdie projek is in die tekslêer aangeheg. Soos gewoonlik moet u dit wysig met u eie router -geloofsbriewe en 'n API -sleutel van u ThingSpeak -rekening. 'N Statiese IP -adres word ook gebruik om die WiFi -verbindingstyd te bespoedig en stroom te bespaar. Dit kan behels dat die IP -adresse verander word om by u netwerk te pas. Let op kommas word gebruik in die IP -adres en nie 'n punt nie! Daar is baie inligting op die internet oor flits en die gebruik van die ESP8266 as u meer hulp nodig het. Samevattend verloop die flits as volg:

Begin die Arduino IDE op die rekenaar en maak seker dat die ESP8266 -bord geïnstalleer en gekies is. Miskien moet u die biblioteke vir die sensor en WiFi installeer in die onderstaande monitorskets en dit verander soos nodig. battery in die houer Steek in die USB -adapter Laai kode op om te sien of dit korrek aansluit Verwyder die battery en verwyder dan die GPIO0 -verbinding. Begin die seriële monitor en vervang die battery.

Deur die siklustyd tot ongeveer 20 sekondes te verminder, word ontfouting baie makliker. Afhangende van u router, moet die verbindingstyd moontlik aangepas word om 'n betroubare skakel te gee. Sodra alles werk, kan die USB -adapter verwyder word en kan die monitor vir diens aangesluit word.

Stap 3: Finale bedrading

As ons dink dat die monitor ingestel is soos ons daarvan hou, kan die bedrading netjies gemaak word soos op die foto. Die rooi krag -LED moet verwyder word, aangesien dit 'n kragonderbreking is tydens diep slaap. Dit kan saggies met 'n skroewedraaier losgemaak word of ongesoldeer word. As die WiFi -sein aan die onderkant is, kan die reikwydte verbeter word deur 'n eksterne antenna aan te sluit. In hierdie geval moet die skakel wat by die keramiekantenne aansluit, soos die LED verwyder word. Daar moet altyd 'n eksterne antenna gekoppel wees as die ESP-07 sonder die keramiekantenneskakel werk.

Stap 4: Installering van sensor

Die sensor moet gemonteer word bo die hoogste soutvlak in die pekelwaterbak. In hierdie installasie was die deksel van die waterversagmiddel 'n gerieflike plek om die sensor te plaas. 'N Klein gaatjie word in die deksel geboor sodat die sensor die soutvlak kan sien. Omdat die pekelmengsel baie korrosief is, word 'n laag kleefplastiek gebruik om die gat te bedek en die sensor te beskerm. Die battery en ESP-07 kan ook langs die sensor op die deksel gemonteer word. Daar is altyd 'n opsie om 'n eksterne antenna aan te sluit as die WiFi seinsterkte marginaal blyk. In hierdie installasie was die sensor, ESP-07 en battery net aan die bokant van die deksel vasgeplak terwyl die waterversagmiddel in 'n kas weggesteek is. 'N Behoorlike saak sou nodig wees in meer blootgestelde situasies.

Stap 5: Batterylewe

Om die batterylewe te kan skat, moet ons die standby -stroom en -stroom meet wanneer die monitor wakker is. Dit was taamlik moeilik omdat die ESP-07 maklik kan sluit wanneer veranderings aangebring word, soos die verandering van meterafstand. Die finale oplossing was om 'n 0,1 Ohm weerstand in die kragkabel te voeg en die stroom met 'n omvang te meet gedurende die waakperiode. Elke meting het 6,7 sekondes geduur met 'n gemiddelde stroom van 77mA. Slaapstroom is gemeet deur 'n diode en 5k weerstand parallel in die kragkabel te plaas. Die diode dra die wekstroom, maar die lae bystandstroom word deur die weerstand gedra. Dit gee 'n bystandstroom van 28,8 uA. Die slaaptyd in die program is ongeveer 1 uur tussen metings. Die monitor gebruik meer as 'n jaar 250 mAh in standby en 1255 mAh wakker of totaal 1505 mAh. Die 2600 mAh -battery wat in hierdie monitor gebruik word, behoort maklik meer as 'n jaar te hou. Die batterylewe kan nog verder verleng word deur die soutvlak minder gereeld te meet. Ongelukkig kan die slaaptyd van die ESP-07 nie maklik langer as ongeveer 'n uur gemaak word nie. Een manier om hierdie probleem op te los, is om die ESP-07 elke uur wakker te maak en dan onmiddellik weer aan die slaap te maak. Daar is 'n keuse om die modem nie wakker te maak nie, en die grafiek toon dat dit die hoeveelheid krag wat gebruik word, halveer. Deur die soutvlak slegs 4 keer per dag te meet, kan ons 'n batteryleeftyd van ongeveer 5 jaar verwag. In hierdie skets is daar 6 slaapperiodes voordat 'n meting gemaak word, wat 7 uur tussen die metings gee. Uiteraard kan dit op u toepassing aangepas word. Maak die battery altyd stewig vas, 'n onderbrekende verbinding kan die ESP-07 sluit en die battery leegmaak. Die battery behoort 'n paar jaar te hou voordat dit vervang word met hierdie langer slaaptye. Dit is weer die beste om die module met 10 sekondes te toets; 7 uur is 'n lang tyd om te wag om te kyk of dit werk …

Stap 6: Soutvlakkaart

Die twee kaarte toon die soutpeil in die waterversagmiddel en die WiFi -seinsterkte, 'n nuttige hulpmiddel om probleme op te los. Die genereer van hierdie waterversagmiddel word metermeter beheer, en as 'n tweelingtenkmodel kan die tenks op enige tyd van die dag skakel. Die soutvlakkaart dui aan wanneer herlewing plaasgevind het en die tyd tussen herlewings gee 'n idee van watergebruik. Hierdie monitor kan nie net wys wanneer meer sout nodig is nie, maar ook op 'n versoeter wat gemeter word, kan oormatige waterverbruik beklemtoon. Ander toepassings is moontlik, soos die monitering van olie- of watertenkvlakke waar die diepte mettertyd stadig verander.

Stap 7: E -posherinnering

Herinnering -e -posse oor lae soutvlakke kan vanaf ThingSpeak gestuur word. Dit behels die opstel van twee programme in die APPS -spyskaart; die eerste is 'n MATLAB -analise wat 'n e -pos sal opstel en stuur as die soutvlak 'n bepaalde limiet oorskry. Die ander app is 'n TimeControl waar u kan besluit hoe gereeld u die soutpeil moet kontroleer. Die instelling van die TimeControl -app is redelik intuïtief, in hierdie geval word die soutvlak daagliks nagegaan deur die MATLAB -analise uit te voer. Daar word daagliks 'n knaende e -pos gestuur sodra die soutvlak die lae vlak bereik het. Die MATLAB -analise wat in hierdie instruksie gebruik word, word hieronder aangeheg. Dit moet bygewerk word met u eie kanaal -ID en ApiKey. Die minimum soutpeil vir u tenk moet ook in die 'if' -verklaring ingevoeg word. Hopelik bied dit genoeg detail om e -posse te ontvang sonder om die ingewikkeldhede van ThingSpeak -kodering te verdiep.