Nadzor nivoa soli omekšivača vode: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Omekšivači vode rade postupkom koji se naziva ionska izmjena u kojem se ioni kalcija i magnezija iz tvrde vode izmjenjuju s natrijevim kloridom (soli) putem posebne smole. Voda odlazi u posudu pod pritiskom gdje se kreće kroz zrnate smole, a kalcij i magnezij zamjenjuju se natrijem. Zrnca smole će se na kraju iscrpiti i neće moći pokupiti više tvrdih minerala. Postupak punjenja ili regeneracije propušta otopinu slane vode kroz zrnca smole koja odvaja minerale tvrdoće i bezopasno ih ispire u odvod. Zrnca od smole ostaju osvježena i spremna za stvaranje omekšane vode.

Omekšivači vode s izmjenom iona dolaze u različitim oblicima i veličinama, ali svi imaju jednu zajedničku stvar, spremnik rasoline koji se mora puniti solom svakih nekoliko tjedana kako bi se zajamčila redovita opskrba mekom vodom. Omekšivači vode nisu baš privlačan dio opreme pa su protjerani na neko nepristupačno mjesto što znači da je potrebna posebna posjeta kako bi se provjerila razina soli. Češće nego ne, znak za dodavanje više soli dolazi od članova domaćinstva koji se hvataju za tvrdu vodu. Potreban je senzor nivoa soli i zaborava koji može poslati podsjetnik kada je u omekšivaču malo soli. U ovom Instructable -u senzor raspona se koristi za mjerenje nivoa soli u omekšivaču vode svakih nekoliko sati, a rezultat je objavljen na ThingSpeak -u. Kada nivo soli padne, ThingSpeak će poslati e -poruku s podsjetnikom da napuni spremnik rasoline solju. Sve komponente za ovaj projekt dostupne su na eBayu, kao i obično, najjeftiniji dijelovi dolaze iz Azije. Čak i ako morate kupiti sve komponente, ukupni trošak bit će oko 10 USD. Za izradu ovog projekta potrebno je mnoštvo vještina poput lemljenja ili korištenja Arduino IDE -a. Sve ove tehnike obuhvaćene su drugim uputama i ovdje se ne ponavljaju.

Supplies

AA držač baterijeVL53L0X modul za rangiranje BAT43 Shottky dioda 100nF kondenzator 2 x 5k otpornika 2 x 470 Ohm otpornici FT232RL modul serijskog adaptera AA veličina litijum-tionil-hloridna baterija ESP-07 modul mikrokontrolera Razno, žica, kutija itd.

Korak 1: Detektor nivoa soli

VL53L0X se koristi za detekciju površine soli u omekšivaču vode. Senzor radi tako što šalje svjetlosni impuls i mjeri vrijeme potrebno za refleksiju. Najbolji rezultati dolaze od bijele reflektirajuće površine u mraku, upravo one koju imamo u kanti za sol. Sam senzor je vrlo mali i s njim je teško rukovati. Kao takav, može se kupiti kao modul koji sadrži I2C sučelje. To uvelike olakšava povezivanje s drugim mikrokontrolerima poput Arduina ili Raspberry Pi. Budući da su prozori lasera i senzora vrlo mali, koristi se sloj prozirne folije da se spriječi prljavština koja blokira uređaj. Modul mora ležati ravno na vrhu omekšivača vode, tako da žice ili lemljenje ne smiju stršiti sa senzorske strane modul. To je postignuto postavljanjem modula tijekom lemljenja, senzorom prema dolje, na komad drveta kako bi se spriječilo lemljenje ili žica koja stvara izbočine na strani senzora.

Korak 2: Programiranje ESP-07

Namjera je bila da se baterija za praćenje nivoa soli pokrene baterijom, pa je odabrana gola kost verzija modula čipa ESP8266 kako bi se smanjila struja u stanju pripravnosti i dao najmanje godinu dana trajanja baterije. Za razliku od nekih sofisticiranijih verzija koje uključuju regulatore napona i USB sučelje, neke dodatne komponente moraju se dodati goloj kosti ESP-07 korištene u ovom projektu. Serijski adapter je privremeno priključen za bljeskanje ESP-07 i monitora serijski port tokom testiranja. Imajte na umu da će serijski adapter biti uklonjen kada budemo sretni da sve radi ispravno, nemojte ga činiti previše čvrstim. Iz nekog razloga, linije SDA i SCL trebale su zamijeniti kako bi senzor radio, pokušajte ovo ako je raspon zaglavljen u punom opsegu. Možda potez kineske proizvodnje? Litij -tionil -kloridna baterija koristi se za pogon ovog projekta. AA veličina ove baterije ima stabilan napon od 3,6 V i kapacitet od 2600 mAh, idealan za napajanje ESP-07. Ove se baterije mogu pronaći kod specijaliziranih dobavljača baterija, ali ne i u uobičajenim prodajnim mjestima. Pretpostavljam da se ne usuđuju pustiti široku javnost na bateriju dvostruko veće od normalnog napona!

Kad se ESP-07 uključi, iglice rade čudne stvari dok ne završe rutinu pokretanja. Kao sigurnosna mjera, otpornici su uključeni u veze na izlaze modula kako bi se spriječile štetne struje. Arduino skica za ovaj projekt nalazi se u tekstualnoj datoteci. Kao i obično, morat ćete ga urediti vlastitim vjerodajnicama usmjerivača i API ključem sa svog računa ThingSpeak. Takođe, statička IP adresa koristi se za ubrzanje vremena WiFi veze i uštedu struje. To može uključivati promjenu IP adresa koje odgovaraju vašoj mreži. Napomena zarezi se koriste u IP adresi, a ne kao točka! Na internetu postoji ogromna količina informacija o bljeskanju i korištenju ESP8266 ako vam je potrebna dodatna pomoć. Ukratko, treptanje se nastavlja na sljedeći način:

Pokrenite Arduino IDE na računaru i provjerite je li ploča ESP8266 instalirana i odabrana. Možda ćete morati instalirati biblioteke za senzor i WiFiUčitajte na skicu monitora dolje priloženu i promijenite je prema potrebi Provjerite kompilaciju skice bez grešaka Spojite GPIO0 na masu preko otpornika od 5k baterija u držač Ukopčajte USB adapter Učitajte kôd provjeravajući da li je pravilno spojen Uklonite bateriju, a zatim uklonite GPIO0 vezu. Pokrenite serijski monitor i zamijenite bateriju Trebali biste biti pozdravljeni sa serijskim otiscima sa skice prije nego što modul pređe u stanje mirovanja

Skraćivanje vremena ciklusa na oko 20 sekundi znatno će olakšati otklanjanje grešaka. Također, ovisno o usmjerivaču, vrijeme povezivanja može biti potrebno prilagoditi kako bi se dobila pouzdana veza. Nakon što sve funkcionira, USB adapter se može ukloniti i monitor može biti ožičen za servis.

Korak 3: Završno ožičenje

Kada mislimo da je monitor podešen kako nam se sviđa, ožičenje se može urediti kao na slici. Crvenu LED diodu za napajanje treba ukloniti jer je ovo gubitak energije tokom dubokog sna. Može se nježno ukloniti odvijačem ili raspajkati. Ako je WiFi signal na niskoj strani, domet se može poboljšati povezivanjem vanjske antene. U tom slučaju, veza koja spaja keramičku antenu mora se ukloniti poput LED diode. Uvijek mora biti spojena vanjska antena ako ESP-07 radi bez keramičke antenske veze.

Korak 4: Instalacija senzora

Senzor treba postaviti iznad najvišeg nivoa soli u rezervoaru za salamuru. U ovoj instalaciji poklopac omekšivača vode pokazao se kao prikladno mjesto za postavljanje senzora. U poklopcu je izbušena mala rupa tako da senzor može vidjeti razinu soli. Budući da je mješavina rasola vrlo korozivna, koristi se sloj prozirne folije za pokrivanje rupe i zaštitu senzora. Baterija i ESP-07 se također mogu montirati pored senzora na poklopcu. Uvijek postoji mogućnost priključivanja vanjske antene ako se jačina WiFi signala pokaže marginalnom. U ovoj instalaciji, senzor, ESP-07 i baterija su bili samo zalijepljen za vrh poklopca dok je omekšivač vode bio uvučen u ormar. Odgovarajući slučaj bio bi potreban u izloženijim situacijama.

Korak 5: Trajanje baterije

Da bismo procijenili vijek trajanja baterije, moramo mjeriti struju u stanju mirovanja i struju kada je monitor budan. To se pokazalo prilično teškim jer se ESP-07 može lako zaključati pri promjenama poput mijenjanja raspona mjerača. Konačno rješenje bilo je dodavanje otpornika od 0,1 Ohma u naponski kabel i mjerenje struje s opsegom tokom perioda buđenja. Svako mjerenje je trajalo 6,7 sekundi sa prosječnom strujom od 77 mA. Struja mirovanja mjerena je paralelnom postavljanjem diode i 5k otpornika u napojni kabel. Dioda nosi budnu struju, ali nisku struju u stanju pripravnosti nosi otpornik. Ovo je dalo struju pripravnosti od 28,8 uA. Vrijeme mirovanja u programu je postavljeno na oko 1 sat između mjerenja. Više od godinu dana monitor će koristiti 250 mAh u stanju pripravnosti i 1255 mAh u budnom stanju ili ukupno 1505 mAh. Baterija od 2600 mAh koja se koristi u ovom monitoru trebala bi lako izdržati više od godinu dana. Vijek trajanja baterije može se produžiti još rjeđe mjerenje nivoa soli. Nažalost, vrijeme spavanja ESP-07 ne može se jednostavno produžiti duže od jednog sata. Jedan od načina da se zaobiđe ovaj problem je probuditi ESP-07 svakih sat vremena, a zatim ga odmah ponovo uspavati. Postoji izbor da se modem ne probudi, a grafikon pokazuje da ovo prepolovljuje količinu potrošene energije. Mjerenjem razine soli samo 4 puta dnevno, možemo očekivati vijek trajanja baterije od oko 5 godina. Donji kod koristi ESP8266 RTC memoriju za pohranjivanje koliko je puta modul bio u dubokom snu. Na ovoj skici postoji 6 perioda spavanja prije mjerenja što daje 7 sati između očitanja. Naravno, ovo se može fino prilagoditi vašoj aplikaciji. Uvijek čvrsto postavite bateriju na mjesto, prekinuta veza može zaključati ESP-07 i isprazniti bateriju. Baterija bi trebala trajati nekoliko godina prije zamjene sa ovim dužim vremenom spavanja. Ponovo je najbolje testirati modul sa spavanjem od 10 sekundi, 7 sati je dugo čekati da se provjeri radi li …

Korak 6: Tabela nivoa soli

Dvije tabele prikazuju nivo soli u omekšivaču vode i jačinu WiFi signala, koristan alat za rješavanje problema. Regeneracija ovog omekšivača vode kontrolira se brojilom i kao model s dva spremnika, spremnici se mogu mijenjati u bilo koje doba dana. Tablica razine soli pokazuje kada je došlo do regeneracije i vrijeme između regeneracija daje ideju o korištenju vode. Ovaj monitor ne samo da prikazuje kada je potrebno više soli, već i na doziranom omekšivaču, može istaknuti pretjeranu potrošnju vode. VL53L0X ima domet do oko 2 m, ovisno o reflektirajućoj površini. Moguće su i druge primjene, poput praćenja nivoa rezervoara za ulje ili vodu gdje se dubina polako mijenja s vremenom.

Korak 7: Podsjetnik e -pošte

E -poruke s podsjetnicima o niskim razinama soli mogu se slati s ThingSpeaka. To uključuje postavljanje dvije aplikacije iz izbornika APPS, prva je MATLAB analiza koja će sastaviti i poslati e -poruku ako razina soli prelazi definirano ograničenje. Druga aplikacija je TimeControl gdje možete odlučiti koliko često ćete provjeravati razinu soli. Postavljanje aplikacije TimeControl je prilično intuitivno, u ovom slučaju se razina soli provjerava svakodnevno pokretanjem MATLAB analize. E -mail s mukom će se slati svakodnevno kada nivo soli dosegne niski nivo. MATLAB analiza korištena u ovom Instructableu nalazi se u nastavku. Bit će potrebno ažuriranje vlastitim ID -om kanala i ApiKey -om. Također, minimalnu razinu soli u vašem spremniku potrebno je unijeti u izraz „ako“. Nadajmo se da ovo pruža dovoljno detalja za primanje e -pošte bez potrebe da se upuštate u zamršenost ThingSpeak kodiranja.