Су жұмсартқыш тұз деңгейін бақылау: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Су жұмсартқыштар ион алмасу деп аталатын процесті қолданады, онда қатты судан кальций мен магний иондары натрий хлоридімен (шайырмен) арнайы шайыр арқылы алмасады. Су қысыммен жұмыс істейтін ыдысқа түседі, онда ол шайыр түйіршіктері арқылы жылжиды, ал кальций мен магний натриймен ауыстырылады. Ақыр соңында шайырлы моншақтар таусылып, қатты минералдарды ала алмайды. Қайта толтыру немесе регенерациялау процесі тұзды су ерітіндісін шайыр моншақтарынан өткізеді, ол қаттылықтағы минералдарды ажыратады және оларды ағызуға зиянсыз ағызады. Шайыр моншақтар жаңартылған күйде қалдырылады және жұмсартылған су жасауға дайын болады.

Ион алмастырғыш су жұмсартқыштар әр түрлі формада және мөлшерде келеді, бірақ олардың бәріне ортақ нәрсе бар: жұмсақ судың тұрақты жеткізілуіне кепілдік беру үшін тұзды бірнеше апта сайын толтыру қажет. Су жұмсартқыштар - бұл тартымды жабдық емес, сондықтан олар қол жетпейтін жерге шығарылады, яғни тұз деңгейін тексеру үшін арнайы келу қажет. Көбінесе тұзды қосуға үйдің мүшелері қатты суды итермелейді. Тұз деңгейін төмендететін сенсор қажет, ол тұз жұмсартқышта аз болған кезде еске салады. Бұл нұсқаулықта су жұмсартқыштағы тұз деңгейін өлшеу үшін бірнеше сағат сайын диапазон сенсоры қолданылады және нәтиже ThingSpeak -те жарияланады. Тұз деңгейі төмендеген кезде, ThingSpeak тұзды суға тұзды толтыру туралы еске салғышты жібереді, бұл жобаның барлық компоненттері eBay -де қол жетімді, әдеттегідей, ең арзан бөлшектер Азиядан келеді. Барлық компоненттерді сатып алуға тура келсе де, жалпы құны шамамен 10 АҚШ долларын құрайды. Бұл жобаны орындау үшін Arduino IDE -ді дәнекерлеу немесе пайдалану сияқты көптеген дағдылар қажет. Бұл әдістердің барлығы басқа нұсқаулықтарда қамтылған және мұнда қайталанбайды.

Жабдықтар

AA батарея ұстағышы VL53L0X ауқымды модуль BAT43 Shottky диод 100nF конденсатор 2 x 5k резисторлар 2 x 470 Ом резисторлар FT232RL сериялық адаптер модулі АА өлшемі литий тионилхлоридті батарея ESP-07 микроконтроллер модулі.

1 -қадам: тұз деңгейін анықтау құралы

VL53L0X су жұмсартқыштағы тұздың бетін сезу үшін қолданылады. Сенсор жарық импульсін жіберіп, кері шағылуға кететін уақытты өлшеу арқылы жұмыс істейді. Ең жақсы нәтиже - қараңғыда ақ шағылыстыратын бетті қолдану, дәл бізде тұз қоқыс жәшігінде. Сенсордың өзі өте кішкентай және оны өңдеу қиын. Осылайша, оны I2C интерфейсі бар модуль ретінде сатып алуға болады. Бұл Arduino немесе Raspberry Pi сияқты басқа микроконтроллерлермен қосылуды айтарлықтай жеңілдетеді. Лазер мен сенсор терезелері өте кішкентай болғандықтан, құрылғыны бітеп тастайтын кірді тоқтату үшін жабысқақ пленка қолданылады. Модуль су жұмсартқыштың жоғарғы жағында тегіс жатуы керек, сондықтан сымдар немесе дәнекерлеу сенсордың жағында шықпауы керек. модуль. Бұл модульді дәнекерлеу кезінде, сенсордың төменгі жағында, дәнекерлеуді тоқтату үшін ағаштың бір бөлігінде немесе сенсор жағында сым түзілуін қамтамасыз ету арқылы қол жеткізілді.

2-қадам: ESP-07 бағдарламалау

Тұз деңгейінің мониторын аккумуляторға айналдыру ниеті болды, сондықтан күту токын азайту және батареяның кем дегенде бір жыл қызмет етуін қамтамасыз ету үшін ESP8266 чип модулінің жалаңаш нұсқасы таңдалды. Кернеу реттегіштері мен USB интерфейсі бар кейбір күрделі нұсқалардан айырмашылығы, осы жобада қолданылатын ESP-07 жалаңаш сүйектеріне қосымша компоненттер қосылуы керек. тестілеу кезінде сериялық порт. Есіңізде болсын, сериялық адаптер бәрі дұрыс жұмыс істейтініне қуанғаннан кейін жойылады, оны қатты етіп жасамаңыз. Қандай да бір себептермен, SDA мен SCL сызықтары сенсордың жұмыс істеуі үшін ауыстыруды қажет етті, егер диапазон толық масштабта болса, мұны істеп көріңіз. Литий тионилхлоридті аккумулятор бұл жобаны қуаттандыру үшін қолданылады. Бұл батареяның АА өлшемі тұрақты кернеуге ие және 3,6 В және 2600 мАч сыйымдылыққа ие, бұл ESP-07 қуаттандыруға өте ыңғайлы. Бұл батареяларды арнайы аккумулятор жеткізушілерінен табуға болады, бірақ кәдімгі сауда нүктелерінде жоқ. Менің ойымша, олар көпшілікті қалыпты кернеуден екі есе көп аккумуляторға жіберуге батылы бармайды!

ESP-07 қосылған кезде, түйреуіштер іске қосу процедурасын аяқтағанға дейін біртүрлі нәрселер жасайды. Қауіпсіздік шарасы ретінде резисторлар зақымданатын токтардың алдын алу үшін модульдің шығуына қосылады, бұл жобаның Arduino эскизі мәтіндік файлға бекітілген. Әдеттегідей, оны өзіңіздің маршрутизатор тіркелгі деректерімен және ThingSpeak есептік жазбаңыздан API кілтімен өңдеу қажет болады. Сондай -ақ, тұрақты IP -адрес WiFi қосылу уақытын жылдамдату және токты үнемдеу үшін қолданылады. Бұл желіге сәйкес келетін IP мекенжайларын өзгертуді қажет етуі мүмкін. Ескертпе үтір IP -адресте пайдаланылады, бірақ нүкте емес! Егер сізге қосымша көмек қажет болса, интернетте ESP8266 жыпылықтау және пайдалану туралы ақпарат көп. Қысқаша айтқанда, жыпылықтау келесі түрде жүреді:

Дербес компьютерде Arduino IDE іске қосыңыз және ESP8266 тақтасы орнатылғанына және таңдалғанына көз жеткізіңіз Сізге сенсор мен WiFi үшін кітапханаларды төмендегі монитордың эскизінде жүктеу қажет болуы мүмкін және қажет болған жағдайда өзгертуге болады. Батареяны ұстағышқа қосыңыз USB адаптеріне қосыңыз Жүктеу коды оның дұрыс жалғанғанын тексеріңіз Батареяны алып тастаңыз, содан кейін GPIO0 қосылымын алыңыз. Сериялық мониторды іске қосыңыз және батареяны ауыстырыңыз Модуль ұйқыға кетпес бұрын сізді эскизден сериялық басып шығарулар күтеді.

Цикл уақытын шамамен 20 секундқа қысқарту жөндеуді айтарлықтай жеңілдетеді. Сондай -ақ, маршрутизаторға байланысты, сенімді сілтеме беру үшін қосылу уақытын реттеу қажет болуы мүмкін. Барлығы жұмыс істеп болғаннан кейін, USB адаптерін алып тастауға болады және мониторды қызметке қосуға болады.

3 -қадам: соңғы сымдар

Біз мониторды өзімізге ұнайтындай етіп орнатқан деп ойласақ, сымдарды суреттегідей реттеуге болады. Қызыл жарық диодты алып тастау керек, себебі бұл ұйқы кезінде қуат ағызу. Оны бұрағышпен немесе дәнекерлемей ақырын шығаруға болады. Егер WiFi сигналы төменгі жағында болса, диапазон сыртқы антеннаны қосу арқылы жақсаруы мүмкін. Бұл жағдайда керамикалық антеннаға қосылатын сілтеме жарықдиодты сияқты жойылуы керек. ESP-07 керамикалық антенна байланысынсыз жұмыс жасайтын болса, әрқашан сыртқы антенна қосылған болуы керек.

4 -қадам: сенсорды орнату

Датчик тұзды ерітіндідегі ең жоғары тұз деңгейінен жоғары орнатуды қажет етеді. Бұл қондырғыда су жұмсартқыштың қақпағы сенсорды орналастыруға ыңғайлы орын болып шықты. Қақпақшада кішкене тесік бұрғыланады, осылайша сенсор тұз деңгейін көре алады. Тұзды қоспасы өте коррозиялық болғандықтан, тесікті жабу және сенсорды қорғау үшін жабысқақ пленка қабаты қолданылады. Батарея мен ESP-07 қақпағындағы сенсордың жанына орнатылуы мүмкін, егер WiFi сигналының күші шекті болса, сыртқы антеннаны қосу мүмкіндігі бар. қақпақтың жоғарғы жағына жабыстырылған, себебі су жұмсартқышты шкафқа тығып қойған. Неғұрлым ашық жағдайларда тиісті іс қажет болады.

5 -қадам: Батареяның қызмет ету мерзімі

Батареяның қызмет ету мерзімін бағалау үшін монитор ояу кезде күтудегі ток пен токты өлшеу керек. Бұл өте қиын болды, өйткені ESP-07 есептегіш диапазонын өзгерту сияқты өзгерістер енгізген кезде оңай құлыпталуы мүмкін. Ақырғы шешім - қуат сымына 0,1 Ом резисторды қосу және ояту кезеңінде ток күшін өлшеу болды. Әрбір өлшеу орташа мәні 77 мА болатын 6,7 секундқа созылды. Ұйқыдағы ток диод пен 5 к резисторды электр сымына параллель қою арқылы өлшенді. Диод ояту тогын алып жүреді, бірақ резистор күту режимінің төмен токын өткізеді. Бұл 28,8 уА күту токын берді. Бағдарламадағы ұйқы уақыты өлшеулер арасында шамамен 1 сағатты құрайды. Бір жыл ішінде мониторда күту режимінде 250 мАч және 1255 мАч ояту немесе барлығы 1505 мАч болады. Бұл мониторда қолданылатын 2600 мАч аккумулятор батареясы бір жыл ішінде оңай жұмыс істеуі керек, тұз деңгейін сирек өлшеу арқылы батареяның қызмет ету мерзімін ұзартуға болады. Өкінішке орай, ESP-07 ұйықтау уақытын бір сағаттан артық ұзартуға болмайды. Бұл мәселені шешудің бір жолы-ESP-07-ді әр сағат сайын ояту, содан кейін оны бірден қайтадан ұйқыға қою. Модемді оятпауды таңдауға болады, ал диаграммада бұл тұтынылатын қуат мөлшерін екі есе азайтады. Тұз деңгейін күніне 4 рет қана өлшей отырып, біз батареяның қызмет ету мерзімін шамамен 5 жыл күтуге болады. Төмендегі код ESP8266 RTC жады көмегімен модуль қанша рет ұйықтағанын сақтайды. Бұл эскизде өлшеуге дейін 6 ұйқы кезеңі бар, олар оқу арасында 7 сағат береді. Әрине, бұл сіздің қосымшаңызға жақсы реттелуі мүмкін. Батареяны әрқашан орнына мықтап бекітіңіз, үзілген байланыс ESP-07-ді құлыптап, батареяны таусуы мүмкін. Ұзақ уақытқа ауыстыру алдында батарея бірнеше жылға жетуі керек. Тағы да модульді 10 секундтық ұйқыда тексерген дұрыс, 7 сағат жұмыс істеп тұрғанын тексеру үшін ұзақ уақыт қажет …

6 -қадам: Тұз деңгейінің диаграммасы

Екі диаграммада су жұмсартқыштағы тұз деңгейі мен WiFi сигналының күші, ақаулықты жоюдың пайдалы құралы көрсетілген. Бұл су жұмсартқыштың регенерациясы метрмен басқарылады және қос резервуарлы модель болғандықтан, танктер тәуліктің кез келген уақытында ауыса алады. Тұз деңгейінің кестесі регенерацияның қашан болғанын көрсетеді және регенерация арасындағы уақыт суды пайдалану туралы түсінік береді. Бұл монитор тек тұз қажет болған кезде ғана емес, сонымен қатар өлшегіш жұмсартқышта суды шамадан тыс тұтынуды көрсете алады. Уақыт өте келе тереңдігі баяу өзгеретін мұнай немесе су ыдысының деңгейін бақылау сияқты басқа да қосымшалар мүмкін.

7 -қадам: электрондық поштаны еске салу

Тұздың төмен деңгейі туралы еске салғыш хаттарды ThingSpeak -тен жіберуге болады. Бұл APPS мәзірінен екі қосымшаны орнатуды қамтиды, біріншісі - MATLAB талдауы, егер тұз деңгейі белгіленген шектен асып кетсе, электрондық поштаны құрастырады және жібереді. Басқа қолданба - бұл тұздың деңгейін қаншалықты жиі тексеруге болатынын шеше алатын TimeControl бағдарламасы. Тұз деңгейі төмен деңгейге жеткенде, күн сайын қате жіберілетін электрондық пошта жіберіледі. Ол сіздің жеке идентификаторыңызбен және ApiKey көмегімен жаңартуды қажет етеді. Сондай -ақ, сіздің резервуардағы тұздың ең төменгі деңгейі 'if' мәлімдемесіне енгізілуі керек. Бұл ThingSpeak кодтаудың қыр -сырына үңілместен электрондық поштаны алу үшін жеткілікті мәліметтер береді деп үміттенемін.