Nadzor nivoja soli v mehčalcu vode: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Mehčalci vode delujejo po postopku, imenovanem ionska izmenjava, pri katerem se kalcijevi in magnezijevi ioni iz trde vode izmenjajo z natrijevim kloridom (soljo) prek posebne smole. Voda gre v tlačno posodo, kjer se premika skozi smolne kroglice, kalcij in magnezij pa nadomestita z natrijem. Smolne kroglice bodo sčasoma izčrpane in ne bodo mogle pobrati več trdih mineralov. Postopek polnjenja ali regeneracije poteka skozi raztopino smolne raztopine slane vode, ki odstrani minerale trdote in jih neškodljivo spere v odtok. Smolne kroglice ostanejo osvežene in pripravljene za bolj omehčano vodo.

Mešalniki vode z izmenjavo ionov so različnih oblik in velikosti, vendar imajo vsi eno skupno stvar: rezervoar za slanico, ki ga je treba vsakih nekaj tednov napolniti s soljo, da se zagotovi redna oskrba z mehko vodo. Mehčalci vode niso ravno privlačni deli opreme, zato so jih izgnali na neko nedostopno mesto, kar pomeni, da je potreben poseben obisk za preverjanje ravni soli. Pogosteje kot ne, iztočnice za dodajanje več soli prihajajo od članov gospodinjstva, ki se oprimejo trde vode. Potreben je senzor nivoja soli in pozabe, ki lahko pošlje opomnik, ko je soli v mehčalcu malo. V tem navodilu se senzor območja uporablja za merjenje ravni soli v mehčalcu vode vsakih nekaj ur, rezultat pa je objavljen na ThingSpeak. Ko se raven soli zniža, bo ThingSpeak poslal e -poštno opomnik, naj rezervoar slanice napolni s soljo. Vse komponente tega projekta so na voljo na eBayu, kot ponavadi, najcenejši deli prihajajo iz Azije. Celo ob nakupu vseh komponent bodo skupni stroški približno 10 USD. Za izvedbo tega projekta je potrebno veliko veščin, kot je spajkanje ali uporaba Arduino IDE. Vse te tehnike so zajete v drugih navodilih in se tukaj ne ponavljajo.

Zaloge

Držalo za baterijo AA VL53L0X modul za merjenje razdalje BAT43 Kondenzatorska 100-nf-dioda 100 nF Shottky diode 2 x 5 k upori 2 x 470 ohmski upori FT232RL modul serijskega vmesnika AA velikost litij-tionil kloridna baterija ESP-07 modul mikrokontrolerja Razno, žica, škatla itd.

Korak: Detektor nivoja soli

VL53L0X se uporablja za zaznavanje površine soli v mehčalcu vode. Senzor deluje tako, da pošilja svetlobni utrip in meri čas, ki je potreben, da se odseva nazaj. Najboljše rezultate prinaša uporaba bele odsevne površine v temi, točno tiste, ki jo imamo v košu za sol. Temalec je zelo majhen in ga je težko upravljati. Tako ga je mogoče kupiti kot modul, ki vsebuje vmesnik I2C. Tako se veliko lažje povežete z drugimi mikrokrmilniki, kot sta Arduino ali Raspberry Pi. Ker sta okna laserja in senzorja zelo majhna, se za preprečitev umazanije, ki blokira napravo, uporablja plast oprijemljivega filma. modul. To je bilo doseženo tako, da modul med spajkanjem položite s senzorjem navzdol na kos lesa, da preprečite spajkanje ali žico, ki tvori izbokline na strani senzorja.

2. korak: Programiranje ESP-07

Namen je bil narediti baterijo za nadzor nivoja soli, zato je bila izbrana gola kostna različica modula čipa ESP8266, ki je zmanjšala tok v stanju pripravljenosti in podaljšala življenjsko dobo baterije vsaj eno leto. Za razliko od nekaterih bolj izpopolnjenih različic, ki vključujejo regulatorje napetosti in vmesnik USB, je treba golemu kostu ESP-07, uporabljenemu v tem projektu, dodati nekaj dodatnih komponent. serijska vrata med preskušanjem. Ne pozabite, da bomo serijski adapter odstranili, ko bomo veseli, da vse deluje pravilno, zato naj ne bo preveč trden. Iz nekega razloga je bilo za delovanje senzorja potrebno zamenjati liniji SDA in SCL, poskusite to, če je obseg zataknjen v polnem obsegu. Mogoče kakšna posebnost kitajske proizvodnje? Za napajanje tega projekta se uporablja litij -tionil kloridna baterija. Baterija velikosti AA ima enakomerno napetost 3,6 V in kapaciteto 2600 mAh, kar je idealno za napajanje ESP-07. Te baterije lahko najdete pri specializiranih dobaviteljih baterij, ne pa v običajnih prodajnih mestih. Mislim, da si ne upajo pustiti širše javnosti na bateriji dvakratne normalne napetosti!

Ko se ESP-07 vklopi, zatiči počnejo čudne stvari, dokler ne zaključijo rutine zagona. Kot varnostni ukrep so upori vključeni v priključke na izhode modulov, da se prepreči kakršen koli škodljiv tok. Skica Arduino za ta projekt je priložena v besedilni datoteki. Kot običajno ga boste morali urediti z lastnimi poverilnicami usmerjevalnika in ključem API -ja iz računa ThingSpeak. Za pospešitev časa povezave WiFi in shranjevanje toka se uporablja tudi statični naslov IP. To lahko vključuje spreminjanje naslovov IP, da se ujemajo z vašim omrežjem. Opomba vejice se uporabljajo v naslovu IP in ne v piki! Na internetu je ogromno informacij o utripanju in uporabi ESP8266, če potrebujete dodatno pomoč. Če povzamemo, utripanje poteka na naslednji način:

Zaženite Arduino IDE v računalniku in se prepričajte, da je plošča ESP8266 nameščena in izbrana Morda boste morali namestiti knjižnice za senzor in WiFi Naložiti v skico monitorja spodaj in jo po potrebi spremeniti Preverjanje skice brez napak Priključite GPIO0 na ozemljitev preko upora 5k Reža baterijo v držalo Priključite adapter USB Prenesite kodo, da preverite, ali je pravilno priključena Odstranite baterijo in nato odstranite povezavo GPIO0. Zaženite serijski monitor in zamenjajte baterijo. Preden modul preide v stanje pripravljenosti, bi morali pozdraviti serijske odtise s skice.

Zmanjšanje časa cikla na približno 20 sekund bo odpravljanje napak veliko olajšalo. Odvisno od usmerjevalnika bo morda treba prilagoditi čas povezave, da se zagotovi zanesljiva povezava. Ko vse deluje, lahko adapter USB odstranite in monitor priključite na servis.

3. korak: Končno ožičenje

Ko mislimo, da je monitor nastavljen tako, kot nam je všeč, lahko ožičenje uredimo tako, kot je na sliki. Rdečo LED diodo za napajanje je treba odstraniti, saj gre za izpad električne energije med globokim spanjem. Lahko ga nežno odstranite z izvijačem ali razpakate. Če je signal WiFi na nizki strani, se lahko obseg izboljša s priključitvijo zunanje antene. V tem primeru je treba povezavo, ki povezuje keramično anteno, odstraniti kot LED. Če ESP-07 deluje brez povezave s keramično anteno, mora biti vedno priključena zunanja antena.

4. korak: Namestitev senzorja

Senzor je treba namestiti nad najvišjo raven soli v posodi za slanico. Pri tej namestitvi se je pokrov mehčalca vode izkazal kot primeren kraj za namestitev senzorja. V pokrovu je izvrtana majhna luknja, tako da lahko senzor vidi nivo soli. Ker je slanica zelo jedka, se za prekrivanje luknje in zaščito senzorja uporabi plast oprijemljive folije. Baterijo in ESP-07 lahko namestite tudi poleg senzorja na pokrovu. Vedno obstaja možnost priklopa zunanje antene, če je moč signala WiFi obrobna. V tej namestitvi so bili senzor, ESP-07 in baterija le prilepljen na vrh pokrova, ko je bil mehčalec vode pospravljen v omaro. V bolj izpostavljenih situacijah bi bil potreben ustrezen primer.

5. korak: Življenjska doba baterije

Za oceno življenjske dobe baterije moramo izmeriti tok in tok v stanju pripravljenosti, ko je monitor v budnem stanju. To se je izkazalo za precej težko, saj se ESP-07 lahko preprosto zaklene pri spreminjanju, kot je spreminjanje merilnih razponov. Končna rešitev je bila, da se v napajalni kabel doda upor 0,1 Ohm in izmeri tok z obsegom med obdobjem prebujanja. Vsaka meritev je trajala 6,7 sekunde s povprečnim tokom 77 mA. Spalni tok smo merili tako, da smo v napajalni kabel vzporedno vtaknili diodo in 5k upor. Dioda nosi budni tok, nizki tok v stanju pripravljenosti pa nosi upor. To je dalo tok v pripravljenosti 28,8 uA. Čas spanja v programu je nastavljen na približno 1 uro med meritvami. Več kot eno leto bo monitor porabil 250 mAh v stanju pripravljenosti in 1255 mAh v budnem stanju ali skupaj 1505 mAh. Baterija s kapaciteto 2600 mAh, uporabljena v tem monitorju, bi morala zdržati več kot eno leto. Življenjsko dobo baterije lahko še podaljšate z redkejšim merjenjem ravni soli. Žal časa spanja ESP-07 ni mogoče enostavno podaljšati za približno eno uro. Eden od načinov za rešitev te težave je, da vsako uro prebudite ESP-07 in ga takoj znova spite. Obstaja možnost, da modema ne prebudite in tabela prikazuje, da se ta količina energije prepolovi. Z merjenjem ravni soli le 4 -krat na dan lahko pričakujemo življenjsko dobo baterije približno 5 let. Spodnja koda uporablja pomnilnik RTC ESP8266 za shranjevanje, kolikokrat je bil modul v globokem spanju. Na tej skici je 6 meritev spanja pred meritvijo, kar daje 7 ur med odčitki. Seveda je to mogoče prilagoditi vaši prijavi. Baterijo vedno trdno pritrdite, prekinljena povezava lahko blokira ESP-07 in izprazni baterijo. Baterija bi morala trajati nekaj let, preden jo zamenjate s tem daljšim časom spanja. Ponovno je najbolje, da preizkusite modul z 10 sekundnimi spanji, 7 ur je dolgo čakanje, da preverite, ali deluje …

6. korak: Tabela ravni soli

Tabela prikazuje raven soli v mehčalcu vode in jakost signala WiFi, ki je uporabno orodje za odpravljanje težav. Regeneracija tega mehčalca vode je vodena s števcem in je model dvojnega rezervoarja, zato se lahko rezervoarji preklopijo kadar koli v dnevu. Tabela ravni soli prikazuje, kdaj je prišlo do regeneracije, in čas med regeneracijami daje predstavo o porabi vode. Ta monitor ne prikazuje le, ko je potrebno več soli, ampak tudi na odmerjenem mehčalcu lahko poudari prekomerno porabo vode. VL53L0X ima domet do približno 2 m, odvisno od odsevne površine. Možne so tudi druge aplikacije, kot je spremljanje nivoja rezervoarja za olje ali vodo, kjer se globina sčasoma počasi spreminja.

7. korak: Opomnik po e -pošti

Opozorilna e -poštna sporočila o nizki ravni soli lahko pošljete iz ThingSpeak. To vključuje nastavitev dveh aplikacij iz menija APPS, prva je analiza MATLAB, ki bo sestavila in poslala e -poštno sporočilo, če raven soli preseže določeno mejo. Druga aplikacija je TimeControl, kjer se lahko odločite, kako pogosto boste preverjali raven soli. Nastavitev aplikacije TimeControl je precej intuitivna, v tem primeru se raven soli dnevno preverja z zagonom analize MATLAB. E -poštno e -poštno sporočilo bo poslano vsak dan, ko raven soli doseže nizko raven. Spodaj je priložena analiza MATLAB, uporabljena v tem navodilu. Potrebovali boste posodobitev z lastnim ID -jem kanala in ApiKeyjem. V izjavo "če" je treba vnesti tudi najnižjo raven soli v rezervoarju. Upajmo, da bo to zagotovilo dovolj podrobnosti za prejemanje e -pošte, ne da bi se morali poglobiti v zapletenost kodiranja ThingSpeak.