Sofրի մեղմացուցիչ աղի մակարդակի մոնիտոր `7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Sofրի մեղմացուցիչները գործում են ՝ օգտագործելով իոնների փոխանակում, որի ընթացքում կոշտ ջրից կալցիումի և մագնեզիումի իոնները փոխանակվում են նատրիումի քլորիդի (աղի) հետ ՝ հատուկ խեժի միջոցով: Goesուրը մտնում է ճնշման անոթ, որտեղ այն շարժվում է խեժի ուլունքների միջով, իսկ կալցիումն ու մագնեզիումը փոխարինվում են նատրիումով: Խեժի ուլունքները, ի վերջո, կսպառվեն և չեն կարողանա այլ կոշտ հանքանյութեր վերցնել: Վերալիցքավորման կամ վերածննդի գործընթացը խեժի ուլունքների միջով անցնում է աղաջրի լուծույթ, որն անջատում է կարծրության հանքանյութերը և անվնաս թափում դրանք դեպի արտահոսք: Խեժի ուլունքները մնում են թարմացված և պատրաստ են ավելի մեղմ ջուր պատրաստելու համար:

Իոն փոխանակող ջրի մեղմացուցիչներն ունեն բազմաթիվ ձևեր և չափեր, բայց դրանք բոլորն ունեն մեկ ընդհանրություն `աղաջուր, որը մի քանի շաբաթը մեկ աղով լցնելու կարիք ունի` երաշխավորելու փափուկ ջրի կանոնավոր մատակարարումը: Sofուրը մեղմացնող սարքերը այնքան էլ գրավիչ սարքավորումներ չեն, ուստի դրանք արտաքսվում են ինչ -որ անհասանելի վայրեր, ինչը նշանակում է, որ աղի մակարդակը ստուգելու համար հատուկ այցելություն է պահանջվում: Ավելի հաճախ, քան ոչ, ավելի շատ աղ ավելացնելու ակնարկը գալիս է տնային տնտեսություններից, ովքեր կոծկում են կոշտ ջուրը: Պահանջվում է համապատասխան և մոռացված աղի մակարդակի ցուցիչ, որը կարող է հիշեցում ուղարկել այն դեպքում, երբ աղը ցածր է մեղմացուցիչի մեջ: Այս հրահանգում, միջակայքի տվիչ է օգտագործվում ջրի մեղմացուցիչում աղի մակարդակը մի քանի ժամը մեկ չափելու և արդյունքը տեղադրված ThingSpeak- ում: Երբ աղի մակարդակը նվազում է, ThingSpeak- ը հիշեցման նամակ կուղարկի `աղի բաքը աղով լցնելու համար: Այս նախագծի բոլոր բաղադրիչները հասանելի են eBay- ում, ինչպես միշտ, ամենաէժան մասերը գալիս են Ասիայից: Նույնիսկ անհրաժեշտ է գնել բոլոր բաղադրիչները, ընդհանուր արժեքը կկազմի մոտ 10 ԱՄՆ դոլար: Այս նախագիծը պատրաստելու համար անհրաժեշտ են բազմաթիվ հմտություններ, ինչպիսիք են զոդումը կամ Arduino IDE- ի օգտագործումը: Այս բոլոր տեխնիկան ընդգրկված է այլ հրահանգներում և այստեղ չի կրկնվում:

Պարագաներ

AA մարտկոցի կրիչ VL53L0X տատանվող մոդուլ BAT43 Shottky diode 100nF capacitor 2 x 5k resistors 2 x 470 Ohm resistors FT232RL serial adapter module AA size Lithium Thionyl Chloride Battery ESP-07 microcontroller module Sundries, wire, box and etc.

Քայլ 1: Աղի մակարդակի հայտնաբերիչ

Lրի մեղմացուցիչում աղի մակերեսը զգալու համար օգտագործվում է VL53L0X: Սենսորը գործում է ՝ ուղարկելով լույսի զարկերակ և չափելով հետադարձման համար անհրաժեշտ ժամանակը: Լավագույն արդյունքները գալիս են մթության մեջ սպիտակ ռեֆլեկտիվ մակերևույթի օգտագործումից, այն, ինչ մենք ունենք աղամանի մեջ: Սենսորը ինքնին շատ փոքր է և դժվար է կարգավորել: Որպես այդպիսին, այն կարելի է գնել որպես մոդուլ, որը պարունակում է I2C ինտերֆեյս: Սա շատ ավելի հեշտ է դարձնում կապը այլ միկրոկոնտրոլերների հետ, ինչպիսիք են Arduino- ն կամ Raspberry Pi- ն: Քանի որ լազերային և սենսորային պատուհանները շատ փոքր են, կպչուն ֆիլմի շերտը օգտագործվում է սարքը արգելափակող ցանկացած կեղտ դադարեցնելու համար: Մոդուլը պետք է պառկած լինի ջրի մեղմացուցիչի վերևում, ուստի լարերը կամ զոդերը չպետք է դուրս գան սենսորի կողմից: մոդուլը: Դա ձեռք է բերվել `մոդուլը զոդման, սենսորը իջեցնելու, փայտի կտորի վրա դնելով` սենսորային կողմում զոդման կամ մետաղալարերի ձևավորումը դադարեցնելու համար:

Քայլ 2. ESP-07- ի ծրագրավորում

Նպատակն այն էր, որ աղի մակարդակի մոնիտորը աշխատեցնի մարտկոցը, ուստի ESP8266 չիպերի մոդուլի մերկ տարբերակը ընտրվեց `նվազագույնի հասցնելու սպասման ընթացքը և ապահովելու առնվազն մեկ տարվա մարտկոց: Ի տարբերություն որոշ ավելի բարդ տարբերակների, որոնք ներառում են լարման կարգավորիչներ և USB ինտերֆեյս, որոշ լրացուցիչ բաղադրիչներ պետք է ավելացվեն այս նախագծում օգտագործված մերկ ոսկորներին: Սերիական ադապտերը ժամանակավորապես միացված է ESP-07- ի և մոնիտորի լուսավորման համար: փորձարկման ընթացքում սերիական նավահանգիստը: Հիշեք, որ սերիական ադապտորը կհեռացվի այն բանից հետո, երբ մենք գոհ կլինենք, որ ամեն ինչ ճիշտ է աշխատում, մի արեք այն չափազանց ամուր: Չգիտես ինչու, SDA և SCL գծերը փոխելու կարիք ունեին սենսորը աշխատեցնելու համար, փորձեք սա, եթե միջակայքը խրված է ամբողջ մասշտաբով: Միգուցե չինական արտադրության յուրահատկությո՞ւնը: Այս նախագիծը սնուցելու համար օգտագործվում է լիթիումի թիոնիլքլորիդ մարտկոց: Այս մարտկոցի AA չափսն ունի կայուն լարում ՝ 3.6 Վ և 2600 մԱ / ժ հզորություն, իդեալական ՝ ESP-07- ը սնուցելու համար: Այս մարտկոցները կարելի է գտնել մարտկոցի մասնագիտացված մատակարարներում, բայց ոչ սովորական մանրածախ վաճառակետերում: Ենթադրում եմ, որ նրանք չեն համարձակվում թույլ տալ լայն հասարակությանը ազատվել սովորական լարման կրկնակի մարտկոցից:

Երբ ESP-07- ը միանում է, քորոցները տարօրինակ բաներ են անում, մինչև այն ավարտի գործարկման ռեժիմը: Որպես անվտանգության միջոց, ռեզիստորները ներառված են մոդուլի ելքերի միացումներում `կանխելու վնասակար հոսանքները: Այս նախագծի Arduino էսքիզը կցված է տեքստային ֆայլում: Ինչպես միշտ, ձեզ հարկավոր է խմբագրել այն ձեր սեփական երթուղիչի հավատարմագրերով և ձեր ThingSpeak հաշվից API ստեղնով: Բացի այդ, ստատիկ IP հասցեն օգտագործվում է WiFi կապի ժամանակը արագացնելու և ընթացիկը խնայելու համար: Սա կարող է ներառել IP հասցեների փոփոխությունը `ձեր ցանցին համապատասխանեցնելու համար: Նշման ստորակետները օգտագործվում են IP հասցեում և ոչ թե կետ: Ինտերնետում կա հսկայական տեղեկատվություն ESP8266- ի առկայծման և օգտագործման մասին, եթե ավելի շատ օգնության կարիք ունեք: Ամփոփելով ՝ ջրամեկուսացումն ընթանում է հետևյալ կերպ.

Գործարկեք Arduino IDE- ն համակարգչի վրա և համոզվեք, որ ESP8266 տախտակը տեղադրված և ընտրված է: Ձեզ կարող է անհրաժեշտ լինել տեղադրել գրադարանները սենսորի և WiFi- ի համար: Տեղադրեք ներքևում տեղադրված մոնիտորի ուրվագիծը և անհրաժեշտության դեպքում փոփոխեք: Ստուգեք էսքիզների կազմերը առանց սխալների: Միացրեք GPIO0- ը գետնին 5k դիմադրիչի միջոցով մարտկոցը պահիչի մեջ Միացրեք USB ադապտերին Վերբեռնեք կոդը, որը ստուգում է, որ այն միանում է պատշաճ կերպով Հեռացրեք մարտկոցը և ապա հանեք GPIO0 կապը: Գործարկեք սերիական մոնիտորը և փոխարինեք մարտկոցը Նախքան մոդուլը քնելը, ձեզ պետք է ողջունել էսքիզից սերիական տպումները:

Theիկլերի ժամանակը մինչև 20 վայրկյան կրճատելը կարգաբերումը շատ ավելի հեշտ կդարձնի: Բացի այդ, կախված ձեր երթուղիչից, կապի ժամանակը կարող է ճշգրտվել `հուսալի հղում տալու համար: Երբ ամեն ինչ աշխատում է, USB ադապտերը կարող է հեռացվել, և մոնիտորը կարող է լարվել ծառայության համար:

Քայլ 3: Վերջնական միացում

Երբ մենք կարծում ենք, որ մոնիտորը կարգավորված է այնպես, ինչպես դա մեզ դուր է գալիս, էլեկտրագծերը կարելի է կարգավորել, ինչպես նկարում: Կարմիր հոսանքի LED- ն պետք է հեռացվի, քանի որ դա հոսանքի արտահոսք է խոր քնի ժամանակ: Այն կարող է նրբորեն պտտվել պտուտակահանով կամ չվաճառվել: Եթե WiFi ազդանշանը գտնվում է ցածր կողմում, տիրույթը կարող է բարելավվել ՝ արտաքին ալեհավաք միացնելով: Այս դեպքում կերամիկական ալեհավաքին միացնող հղումը պետք է հեռացվի LED- ի նման: Միշտ պետք է միացված լինի արտաքին ալեհավաք, եթե ESP-07- ն աշխատում է առանց կերամիկական ալեհավաքի կապի:

Քայլ 4: Սենսորի տեղադրում

Սենսորը պետք է տեղադրվի աղի բաքում աղի ամենաբարձր մակարդակից բարձր: Այս տեղադրման ժամանակ ջրի մեղմացուցիչի կափարիչը հարմար վայր էր սենսորը տեղադրելու համար: Կափարիչի մեջ մի փոքր անցք է կատարվում, որպեսզի սենսորը կարողանա տեսնել աղի մակարդակը: Քանի որ աղի խառնուրդը շատ քայքայիչ է, սննդի ֆիլմի շերտը օգտագործվում է փոսը ծածկելու և սենսորը պաշտպանելու համար: Մարտկոցը և ESP-07- ը կարող են տեղադրվել նաև կափարիչի սենսորի կողքին: Միշտ կա արտաքին ալեհավաքը միացնելու տարբերակ, եթե WiFi ազդանշանի ուժը սահմանային է: Այս տեղադրման դեպքում սենսորը, ESP-07- ը և մարտկոցը պարզապես սոսնձված է կափարիչի վերևին, քանի որ ջրի մեղմացուցիչը խցկված էր պահարանի մեջ: Ավելի բացահայտ իրավիճակներում անհրաժեշտ կլինի համապատասխան գործ:

Քայլ 5: Մարտկոցի կյանք

Մարտկոցի կյանքը գնահատելու համար մենք պետք է չափենք սպասման ընթացիկ և ընթացիկ ցուցանիշները, երբ մոնիտորը արթուն է: Սա բավականին դժվար էր, քանի որ ESP-07- ը կարող է հեշտությամբ կողպվել, երբ փոփոխություններ կատարելիս, ինչպիսիք են հաշվիչների միջակայքերը փոխելը: Վերջնական լուծումն այն էր, որ հոսանքի հոսանքի մեջ ավելացներ 0,1 Օմ ռեզիստոր և արթնության շրջանում հոսանքը չափեր շրջանակով: Յուրաքանչյուր չափում տևեց 6,7 վայրկյան ՝ 77 մԱ միջին հոսանքով: Քնի հոսանքը չափվեց ՝ դիոդի և 5k դիմադրության զուգահեռաբար հոսանքի հոսանքի մեջ դնելով: Դիոդը կրում է արթնացման հոսանքը, սակայն ցածր սպասման հոսանքը կրում է ռեզիստորը: Սա սպասման հոսանք է տալիս 28.8 uA: sleepրագրում քնի ժամանակը սահմանվում է մոտ 1 ժամ չափումների միջև: Մեկ տարվա ընթացքում մոնիտորը սպասման ռեժիմում կկիրառի 250 mAh և արթուն ՝ 1255 mAh կամ ընդհանուր ՝ 1505 mAh: Այս մոնիտորի մեջ օգտագործվող 2600 mAh մարտկոցը պետք է հեշտությամբ տևի ավելի քան մեկ տարի: Մարտկոցի կյանքը կարող է նույնիսկ ավելի երկարացվել `աղի մակարդակը ավելի հազվադեպ չափելով: Unfortunatelyավոք, ESP-07- ի քնի ժամանակը չի կարող հեշտությամբ երկարացվել մոտ մեկ ժամից: Այս խնդրի շուրջ մեկ ճանապարհ է `ամեն ժամ արթնացնել ESP-07- ը, այնուհետև անմիջապես նորից քնել: Կա մոդեմը չարթնացնելու ընտրություն, և գծապատկերը ցույց է տալիս, որ դա կիսով չափ նվազեցնում է օգտագործվող էներգիայի քանակը: Աղի մակարդակը օրական ընդամենը 4 անգամ չափելով, մենք կարող ենք ակնկալել մարտկոցի մոտ 5 տարի: Ստորև բերված կոդը օգտագործում է ESP8266 RTC հիշողությունը `մոդուլը քանի անգամ խոր քնի պահելու համար: Այս ուրվագծում չափումներ կատարելուց առաջ քնի 6 շրջան կա, որը ընթերցումների միջև ընկնում է 7 ժամ: Իհարկե, սա կարող է լավ ներդաշնակ լինել ձեր դիմումին: Միշտ ամուր սեղմեք մարտկոցը տեղում, ընդհատված կապը կարող է կողպել ESP-07- ը և լիցքաթափել մարտկոցը: Մարտկոցը պետք է տևի մի քանի տարի, մինչև փոխարինվի այս ավելի երկար քնի ժամանակներով: Կրկին ամենալավն այն է, որ մոդուլը փորձարկվի 10 վայրկյան քունով, 7 ժամը երկար սպասելու համար է `ստուգելու, թե այն աշխատում է…

Քայլ 6: Աղի մակարդակի աղյուսակ

Երկու գծապատկերները ցույց են տալիս ջրի մեղմացուցիչի աղի մակարդակը և WiFi ազդանշանի ուժը, որը օգտակար փորձանքի գործիք է: Այս ջրի մեղմացուցիչի վերածնումը վերահսկվում է մետրով և լինելով երկվորյակ տանկի մոդել, տանկերը կարող են փոխվել օրվա ցանկացած ժամի: Աղի մակարդակի աղյուսակը ցույց է տալիս, թե երբ է տեղի ունեցել վերածնումը, և վերածնունդների միջև ընկած ժամանակը տալիս է ջրի օգտագործման պատկերացում: Այս մոնիտորը ոչ միայն ցույց է տալիս, երբ ավելի շատ աղ է անհրաժեշտ, այլև չափված մեղմացուցիչի դեպքում այն կարող է ընդգծել ջրի չափազանց մեծ օգտագործումը: VL53L0X- ն ունի մինչև 2 մ միջակայք ՝ կախված արտացոլող մակերեսից: Այլ ծրագրեր հնարավոր են, ինչպես նավթի կամ ջրի բաքի մակարդակի մոնիտորինգը, որտեղ խորությունը ժամանակի ընթացքում դանդաղ փոխվում է:

Քայլ 7: Էլփոստի հիշեցում

Աղի ցածր մակարդակի մասին հիշեցման նամակներ կարող են ուղարկվել ThingSpeak- ից: Սա ներառում է APPS- ի ընտրացանկից երկու settingրագրերի ստեղծում, առաջինը MATLAB վերլուծություն է, որը կկազմի և կուղարկի նամակ, եթե աղի մակարդակը գերազանցի սահմանված սահմանը: Մյուս հավելվածը TimeControl է, որտեղ կարող եք որոշել, թե որքան հաճախ ստուգել աղի մակարդակը: TimeControl հավելվածի կարգավորումը բավականին ինտուիտիվ է, այս դեպքում աղի մակարդակը ամեն օր ստուգվում է ՝ MATLAB վերլուծությունը գործարկելով: Աղաղակող նամակ կուղարկվի ամեն օր, երբ աղի մակարդակը հասնի ցածր մակարդակի: Այս հրահանգում օգտագործվող MATLAB վերլուծությունը կցված է ստորև: Այն պետք է թարմացվի ձեր սեփական ալիքի ID- ով և ApiKey- ով: Բացի այդ, ձեր տանկի համար աղի նվազագույն մակարդակը պետք է տեղադրվի «եթե» հայտարարության մեջ: Հուսանք, սա բավական մանրամասնություններ է տալիս նամակներ ստանալու համար ՝ առանց ThingSpeak կոդավորման բարդությունների մեջ խորանալու: