Омекотител на водата Монитор на нивото на солта: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Омекотителите за вода работят чрез процес, наречен йонен обмен, при който калциевите и магнезиевите йони от твърдата вода се обменят с натриев хлорид (сол) чрез специална смола. Водата отива в съд под налягане, където се движи през смолите, а калцият и магнезият се заменят с натрий. Гранули от смола в крайна сметка ще се изтощят и няма да могат да вземат повече твърди минерали. Процесът на презареждане или регенериране преминава разтвор на солена вода през смолите, които отделят твърдостите минерали и ги изхвърлят безвредно в канализацията. Гранули от смола се оставят освежени и готови да направят по -омекотена вода.

Йонообменните омекотители за вода се предлагат в много форми и размери, но всички те имат едно общо нещо - резервоар за саламура, който се нуждае от пълнене със сол на всеки няколко седмици, за да се гарантира редовно снабдяване с мека вода. Омекотителите за вода не са точно атрактивни съоръжения и затова те са прогонени на някое недостъпно място, което означава, че е необходимо специално посещение, за да се провери нивото на солта. По -често сигналът за добавяне на повече сол идва от членовете на домакинството, които се хващат за твърда вода. Необходим е сензор за нивото на солта, който може да изпрати напомняне, когато солта е ниска в омекотителя. В тази инструкция сензор за обхват се използва за измерване на нивото на солта в омекотителя за вода на всеки няколко часа и резултатът е публикуван на ThingSpeak. Когато нивото на солта стане ниско, ThingSpeak ще изпрати имейл с напомняне, за да напълни резервоара за саламура със сол. Всички компоненти за този проект са налични в eBay, както обикновено, най -евтините части идват от Азия. Дори да се наложи да закупите всички компоненти, общата цена ще бъде около 10 щ.д. За да направите този проект, са необходими множество умения като запояване или използване на Arduino IDE. Всички тези техники са обхванати в други инструкции и не се повтарят тук.

Консумативи

AA държач за батерия VL53L0X модул за обхват BAT43 Шотки диод 100nF кондензатор 2 x 5k резистори 2 x 470 Ohm резистори FT232RL сериен адапторен модул AA размер литиево-тионилхлоридна батерия ESP-07 микроконтролерен модул Различни, тел, кутия и др.

Стъпка 1: Детектор за нивото на солта

VL53L0X се използва за определяне на солената повърхност в омекотителя за вода. Сензорът работи, като изпраща светлинен импулс и измерва времето, необходимо за отражение обратно. Най -добри резултати идват от използването на бяла отразяваща повърхност на тъмно, точно това, което имаме в контейнера за сол. Самият сензор е много малък и труден за работа. Като такъв, той може да бъде закупен като модул, съдържащ I2C интерфейс. Това прави много по -лесно свързването с други микроконтролери като Arduino или Raspberry Pi. Тъй като прозорците на лазера и сензора са много малки, слой от прилепващ филм се използва за спиране на всякакви замърсявания, блокиращи устройството. Модулът трябва да лежи плоско в горната част на омекотителя за вода, така че проводниците или спойката не трябва да стърчат от сензорната страна на модула. Това беше постигнато чрез поставяне на модула по време на запояване, сензор надолу, върху парче дърво, за да се спре спойка или тел, образуващи неравности от страната на сензора.

Стъпка 2: Програмиране на ESP-07

Намерението беше да се направи батерията за следене на нивото на солта и така бе избрана гола кост версия на чип модула ESP8266, за да се сведе до минимум токът в режим на готовност и да се осигури поне една година живот на батерията. За разлика от някои от по-сложните версии, които включват регулатори на напрежение и USB интерфейс, някои допълнителни компоненти трябва да бъдат добавени към ESP-07 с голи кости, използвани в този проект. Сериен адаптер е временно свързан, за да мига ESP-07 и монитора серийния порт по време на тестването. Имайте предвид, че серийният адаптер ще бъде премахнат, след като сме щастливи, че всичко работи правилно, не го правете твърде солиден. По някаква причина линиите SDA и SCL се нуждаят от смяна, за да накара сензора да работи, опитайте това, ако диапазонът е заседнал в пълен мащаб. Може би една странност на китайското производство? Литиево -тионилхлоридна батерия се използва за захранване на този проект. Размерът AA на тази батерия има постоянно напрежение от 3,6 V и капацитет от 2600 mAh, идеален за захранване на ESP-07. Тези батерии могат да бъдат намерени при специализирани доставчици на батерии, но не и в обичайните търговски обекти. Предполагам, че не смеят да пуснат широката общественост на батерия с двойно по -нормално напрежение!

Когато ESP-07 се включи, щифтовете правят странни неща, докато завърши рутинната процедура за стартиране. Като мярка за безопасност, резисторите са включени във връзките към изходите на модула, за да се предотвратят всякакви повреждащи токове. Скицата на Arduino за този проект е приложена в текстовия файл. Както обикновено, ще трябва да го редактирате със собствените си идентификационни данни за рутер и API ключ от вашия акаунт в ThingSpeak. Също така, статичен IP адрес се използва за ускоряване на времето за WiFi връзка и спестяване на ток. Това може да включва промяна на IP адресите, така че да съответстват на вашата мрежа. Забележка Запетаите се използват в IP адреса, а не в точка! В интернет има огромно количество информация за мигането и използването на ESP8266, ако имате нужда от повече помощ. В обобщение, мигането протича, както следва:

Стартирайте Arduino IDE на компютъра и се уверете, че платката ESP8266 е инсталирана и избрана Може да се наложи да инсталирате библиотеките за сензора и WiFi Заредете в скицата на монитора, приложена по -долу и да промените според изискванията Проверете компилацията на скицата без грешки Свържете GPIO0 към земята чрез 5k резистор Слот батерия в държача Включете USB адаптера Изтеглете кода, проверявайки дали е свързан правилно Извадете батерията и след това премахнете GPIO0 връзката. Стартирайте серийния монитор и сменете батерията Трябва да бъдете посрещнати със серийните отпечатъци от скицата, преди модулът да премине в режим на заспиване

Намаляването на времето на цикъла до около 20 секунди ще направи отстраняването на грешки много по -лесно. Също така, в зависимост от вашия рутер, може да се наложи коригиране на времето за връзка, за да се осигури надеждна връзка. След като всичко работи, USB адаптерът може да бъде изваден и мониторът може да бъде свързан за обслужване.

Стъпка 3: Окончателно окабеляване

Когато мислим, че мониторът е настроен така, както ни харесва, окабеляването може да бъде подредено, както е на снимката. Червеният светодиод за захранване трябва да бъде премахнат, тъй като това е изтощаване на енергия по време на дълбок сън. Може внимателно да се отпише с отвертка или да се разпаи. Ако WiFi сигналът е от долната страна, обхватът може да бъде подобрен чрез свързване на външна антена. В този случай връзката, свързваща керамичната антена, трябва да бъде премахната като светодиода. Винаги трябва да има свързана външна антена, ако ESP-07 работи без керамична антена.

Стъпка 4: Инсталиране на сензор

Сензорът се нуждае от монтаж над най -високото ниво на сол в резервоара за саламура. В тази инсталация капакът на омекотителя за вода се оказа удобно място за позициониране на сензора. В капака се пробива малка дупка, така че сензорът да може да види нивото на солта. Тъй като саламурата е много корозивна, се използва слой от залепващо фолио за покриване на дупката и защита на сензора. Батерията и ESP-07 също могат да бъдат монтирани до сензора на капака. Винаги има възможност за включване на външна антена, ако силата на WiFi сигнала се окаже незначителна. При тази инсталация сензорът, ESP-07 и батерията бяха просто залепен в горната част на капака, докато омекотителят за вода беше прибран в шкаф. В по -изложени ситуации ще е необходим подходящ случай.

Стъпка 5: Живот на батерията

За да оценим живота на батерията, трябва да измерим тока и тока в режим на готовност, когато мониторът е буден. Това се оказа доста трудно, тъй като ESP-07 може лесно да се заключи при извършване на промени като промяна на обхвата на измервателните уреди. Крайното решение беше да се добави резистор от 0,1 ома към захранващия проводник и да се измери тока с обхват по време на периода на събуждане. Всяко измерване продължи 6.7 секунди със среден ток от 77 mA. Токът на заспиване беше измерен чрез поставяне на диод и 5k резистор паралелно в захранващия проводник. Диодът носи ток на събуждане, но ниският ток в режим на готовност се пренася от резистора. Това даде ток в режим на готовност от 28,8 uA. Времето за заспиване в програмата е настроено на около 1 час между измерванията. Повече от година мониторът ще използва 250 mAh в режим на готовност и 1255 mAh в будно състояние или общо 1505 mAh. Батерията с капацитет 2600 mAh, използвана в този монитор, може лесно да издържи повече от година. Животът на батерията може да бъде удължен още по -рядко чрез измерване на нивото на солта. За съжаление времето за сън на ESP-07 не може лесно да се удължи за около час. Един от начините за заобикаляне на този проблем е да събуждате ESP-07 на всеки час и след това веднага да го приспивате отново. Има избор да не събуждате модема и диаграмата показва, че това намалява наполовина количеството консумирана мощност. Измервайки нивото на солта само 4 пъти на ден, можем да очакваме живот на батерията от около 5 г. Кодът по -долу използва паметта ESP8266 RTC, за да съхранява колко пъти модулът е бил в дълбок сън. В тази скица има 6 периода на сън преди извършване на измерване, което дава 7 часа между показанията. Разбира се, това може да бъде добре настроено към вашето приложение. Винаги щракнете батерията здраво на място, прекъсната връзка може да заключи ESP-07 и да изтощи батерията. Батерията трябва да издържи няколко години, преди да бъде заменена с тези по -дълги времена на заспиване. Отново е най -добре да тествате модула с 10 секунди заспиване, 7 часа е дълго време за изчакване, за да проверите дали работи …

Стъпка 6: Таблица за нивото на солта

Двете диаграми показват нивото на солта в омекотителя на водата и силата на WiFi сигнала, полезен инструмент за отстраняване на проблеми. Регенерацията на този омекотител за вода се контролира от измервателния уред и като модел с два резервоара, резервоарите могат да се превключват по всяко време на деня. Диаграмата за нивото на солта показва кога е станало регенерирането и времето между регенерациите дава представа за използването на вода. Този монитор не само показва, когато е необходимо повече сол, но и с дозиращ омекотител, той може да подчертае прекомерното използване на вода. VL53L0X има обхват до около 2 м, в зависимост от отразяващата повърхност. Възможни са и други приложения като наблюдение на нивата на резервоара за масло или вода, където дълбочината се променя бавно с течение на времето.

Стъпка 7: Напомняне по имейл

Имейли с напомняния за ниски нива на сол могат да се изпращат от ThingSpeak. Това включва настройка на две приложения от менюто APPS, първото е MATLAB анализ, който ще съставя и изпраща имейл, ако нивото на солта надвиши определена граница. Другото приложение е TimeControl, където можете да решите колко често да проверявате нивото на солта. Настройването на TimeControl App е доста интуитивно, в този случай нивото на солта се проверява ежедневно чрез стартиране на MATLAB Analysis. Изискващ имейл ще се изпраща всеки ден, след като нивото на солта достигне ниското ниво. Анализът MATLAB, използван в тази инструкция, е приложен по -долу. Ще се нуждае от актуализиране с вашия собствен идентификатор на канал и ApiKey. Също така, минималното ниво на сол за вашия резервоар трябва да се вмъкне в израза „ако“. Надяваме се, че това осигурява достатъчно подробности за получаване на имейли, без да се налага да се задълбочавате в тънкостите на кодирането на ThingSpeak.