წყლის შემარბილებელი მარილის დონის მონიტორი: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

წყლის შემარბილებლები მუშაობენ პროცესის გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება იონური გაცვლა, რომლის დროსაც მძიმე წყლის კალციუმის და მაგნიუმის იონები იცვლება ნატრიუმის ქლორიდით (მარილით) სპეციალური ფისის საშუალებით. წყალი გადადის წნევის ჭურჭელში, სადაც ის მოძრაობს ფისოვანი მძივებით, ხოლო კალციუმი და მაგნიუმი იცვლება ნატრიუმით. ფისოვანი მძივები საბოლოოდ ამოიწურება და ვეღარ მიიღებს მყარ მინერალებს. დატენვის ან რეგენერაციის პროცესი გადის ფისოვანი მძივებით მარილის წყლის ხსნარს, რომელიც აშორებს სიმტკიცის მინერალებს და უვნებლად აფრქვევს მათ სანიაღვრეში. ფისოვანი მძივები განახლებულია და მზად არის უფრო დარბილებული წყლის დასამზადებლად.

იონგამცვლელი წყლის შემარბილებელი მრავალი ფორმისა და ზომისაა, მაგრამ მათ აქვთ ერთი საერთო თვისება - მარილწყალში, რომელსაც რამოდენიმე კვირაში ერთხელ სჭირდება მარილის შევსება, რათა უზრუნველყოს რბილი წყლის რეგულარული მომარაგება. წყლის შემარბილებელი არ არის ზუსტად მიმზიდველი აღჭურვილობა და ამიტომ ისინი გაძევებულნი არიან რაიმე მიუწვდომელ ადგილას, რაც იმას ნიშნავს, რომ საჭიროა სპეციალური ვიზიტი მარილის დონის შესამოწმებლად. უფრო ხშირად ვიდრე არა, უფრო მარილის დამატების შინაარსი მოდის ოჯახის წევრებისგან, რომლებიც იჭერენ მყარ წყალს. საჭიროა მორგებული და დავიწყებული მარილის დონის სენსორი, რომელსაც შეუძლია შეხსენება გაუგზავნოს, როდესაც მარილი დაბალია დარბილებაში. ამ ინსტრუქციაში, დიაპაზონის სენსორი გამოიყენება წყლის შემარბილებელში მარილის დონის გასაზომად ყოველ რამდენიმე საათში და შედეგი გამოქვეყნებულია ThingSpeak– ზე. როდესაც მარილის დონე მცირდება, ThingSpeak გამოგიგზავნით შეხსენების ელ.წერილს მარილის მარილიანი ავზის შესავსებად. ამ პროექტის ყველა კომპონენტი ხელმისაწვდომია eBay– ზე, როგორც ყოველთვის, ყველაზე იაფი ნაწილები მოდის აზიიდან. ყველა კომპონენტის ყიდვის შემთხვევაშიც კი, მთლიანი ღირებულება იქნება დაახლოებით 10 აშშ დოლარი. ამ პროექტის შესაქმნელად საჭიროა მრავალი უნარი, როგორიცაა შედუღება ან Arduino IDE გამოყენება. ყველა ეს ტექნიკა დაფარულია სხვა ინსტრუქციებში და აქ არ მეორდება.

მარაგები

AA ბატარეის დამჭერი VL53L0X დაწყებული მოდული 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.

ნაბიჯი 1: მარილის დონის დეტექტორი

VL53L0X გამოიყენება წყლის შემარბილებელში მარილის ზედაპირის გასაზრდელად. სენსორი მუშაობს სინათლის პულსის გაგზავნით და ზომავს დროს, რომელიც საჭიროა უკან ასახვისთვის. საუკეთესო შედეგები მოდის სიბნელეში თეთრი ამრეკლ ზედაპირის გამოყენებით, ზუსტად ის, რაც გვაქვს მარილის ურნაში. სენსორი თავისთავად ძალიან მცირეა და ძნელია გაუმკლავდეს. როგორც ასეთი, მისი შეძენა შესაძლებელია როგორც მოდული, რომელიც შეიცავს I2C ინტერფეისს. ეს გაცილებით აადვილებს სხვა მიკროკონტროლებთან დაკავშირებას, როგორიცაა Arduino ან Raspberry Pi. ვინაიდან ლაზერული და სენსორული ფანჯრები ძალიან მცირეა, ფილმის ფენა გამოიყენება მოწყობილობის დაბლოკვის ნებისმიერი ჭუჭყის შესაჩერებლად. მოდული უნდა მოთავსდეს ბინაში წყლის შემარბილებლის ზედა ნაწილში და, შესაბამისად, მავთულები ან შედუღება არ უნდა გამოჩნდეს სენსორის მხარეს მოდული ეს მიღწეულია მოდულის დასვენების დროს შედუღების დროს, სენსორი ქვემოთ, ხის ნაჭერზე, რათა შეწყვიტოს შედუღება ან მავთული, რომელიც ქმნის სენსორის მხარეს მუწუკებს.

ნაბიჯი 2: პროგრამირება ESP-07

განზრახვა იყო მარილის დონის მონიტორის დამუხტვა ბატარეაზე და ამიტომ ESP8266 ჩიპის მოდულის შიშველი ძვლების ვერსია შეირჩა ლოდინის დენის მინიმიზაციისათვის და მინიმუმ ერთი წლის ბატარეის ხანგრძლივობის უზრუნველსაყოფად. განსხვავებით ზოგიერთი უფრო დახვეწილი ვერსიისა, რომელიც მოიცავს ძაბვის რეგულატორებს და USB ინტერფეისს, ზოგიერთი დამატებითი კომპონენტი უნდა დაემატოს ამ პროექტში გამოყენებულ შიშველ ძვლებს. სერიული ადაპტერი დროებით არის ჩართული ESP-07 და მონიტორის დასათბობად სერიული პორტი ტესტირების დროს. გაითვალისწინეთ, რომ სერიული ადაპტერი ამოიღება მას შემდეგ, რაც მოხარული ვიქნებით, რომ ყველაფერი სწორად მუშაობს, ნუ გახდებით ძალიან მყარი. რატომღაც, SDA და SCL ხაზებს სჭირდებოდა სენსორის მუშაობის გასაუმჯობესებლად, სცადეთ ეს, თუ დიაპაზონი სრული მასშტაბით არის ჩარჩენილი. შესაძლოა ჩინური წარმოების უცნაურობა? ლითიუმის თიონილქლორიდის ბატარეა გამოიყენება ამ პროექტის გასაძლიერებლად. ამ ბატარეის AA ზომას აქვს მუდმივი ძაბვა 3.6V და 2600 mAh სიმძლავრე, იდეალურია ESP-07- ის კვებისათვის. ეს ბატარეები შეგიძლიათ იხილოთ ბატარეის სპეციალურ მომწოდებლებში, მაგრამ არა ჩვეულებრივ საცალო მაღაზიებში. ვფიქრობ, ისინი გაბედავენ არ დაუშვან ფართო საზოგადოებამ დაკარგოს ბატარეა ორჯერ ნორმალურ ძაბვაზე!

როდესაც ESP-07 იკვებება, ქინძისთავები აკეთებენ უცნაურ რამეს, სანამ არ დაასრულებს დაწყების რუტინას. როგორც უსაფრთხოების ზომა, რეზისტორები ჩართულია კავშირში მოდულის გამომუშავებებთან, რათა თავიდან აიცილონ რაიმე მავნე დენი. ამ პროექტის Arduino ესკიზი დართულია ტექსტურ ფაილში. როგორც ყოველთვის, თქვენ დაგჭირდებათ მისი შეცვლა თქვენი როუტერის რწმუნებათა სიგელით და API გასაღებით თქვენი ThingSpeak ანგარიშიდან. ასევე, სტატიკური IP მისამართი გამოიყენება WiFi კავშირის დროის დასაჩქარებლად და მიმდინარეობის შესანახად. ეს შეიძლება შეიცავდეს IP მისამართების შეცვლას თქვენს ქსელში. შენიშვნა მძიმეები გამოიყენება IP მისამართში და არა პერიოდში! ინტერნეტში არის უზარმაზარი ინფორმაცია ESP8266 მოციმციმე და გამოყენების შესახებ, თუ მეტი დახმარება გჭირდებათ. შეჯამებით, მოციმციმე ხდება შემდეგნაირად:

დაიწყეთ Arduino IDE კომპიუტერზე და დარწმუნდით, რომ ESP8266 დაფა არის დაინსტალირებული და შერჩეული შეიძლება დაგჭირდეთ ბიბლიოთეკების დაყენება სენსორისა და WiFi– სთვის. ჩადეთ ჩამონტაჟებული მონიტორის ესკიზი ქვემოთ და შეცვალეთ საჭიროებისამებრ შეამოწმეთ ესკიზის შედგენა შეცდომების გარეშე დააკავშირეთ GPIO0 მიწასთან 5k რეზისტორის საშუალებით აკუმულატორი დამჭერში შეაერთეთ USB ადაპტერი ჩატვირთვის კოდი, რომელიც აკავშირებს მას სწორად ამოიღეთ ბატარეა და შემდეგ ამოიღეთ GPIO0 კავშირი. დაიწყეთ სერიული მონიტორი და შეცვალეთ ბატარეა მოდულის ძილამდე უნდა მიესალმოთ ესკიზის სერიული ანაბეჭდები

ციკლის დროის შემცირება დაახლოებით 20 წამამდე გაცილებით გაადვილებს გამართვას. ასევე, თქვენი როუტერიდან გამომდინარე, კავშირის დროს შეიძლება დასჭირდეს მორგება საიმედო ბმულის მისაცემად. როდესაც ყველაფერი მუშაობს, USB ადაპტერი შეიძლება ამოღებულ იქნას და მონიტორი შეუერთდეს მომსახურებას.

ნაბიჯი 3: საბოლოო გაყვანილობა

როდესაც ჩვენ ვფიქრობთ, რომ მონიტორი ისეა დაყენებული, როგორც ჩვენ მოგვწონს, გაყვანილობის დალაგება შესაძლებელია როგორც სურათზე. წითელი ელექტრული LED უნდა მოიხსნას, რადგან ეს არის ენერგიის გადინება ღრმა ძილის დროს. ის შეიძლება ნაზად დაიხუროს ხრახნიანი დრაივერით ან გაუყიდავებლად. თუ WiFi სიგნალი დაბალია, დიაპაზონი შეიძლება გაუმჯობესდეს გარე ანტენის შეერთებით. ამ შემთხვევაში, კერამიკული ანტენის შეერთების ბმული უნდა მოიხსნას, როგორც LED. ყოველთვის უნდა იყოს დაკავშირებული გარე ანტენა, თუ ESP-07 მუშაობს კერამიკული ანტენის ბმულის გარეშე.

ნაბიჯი 4: სენსორის დაყენება

სენსორს სჭირდება მარილის ყველაზე მაღალი დონის დამონტაჟება მარილწყალში. ამ ინსტალაციაში წყლის შემარბილებელი სახურავი აღმოჩნდა მოსახერხებელი ადგილი სენსორის დასაყენებლად. პატარა ხვრელი გაბურღულია სახურავზე ისე, რომ სენსორს შეუძლია ნახოს მარილის დონე. რადგან მარილწყალის ნარევი ძალიან კოროზიულია, საკვების ფილმის ფენა გამოიყენება ხვრელის დასაფარად და სენსორის დასაცავად. ბატარეა და ESP-07 ასევე შეიძლება დამონტაჟდეს სენსორის გვერდით. ყოველთვის არის გარე ანტენის ჩართვის შესაძლებლობა, თუ WiFi სიგნალის სიძლიერე ზღვრული აღმოჩნდა. ამ ინსტალაციაში იყო სენსორი, ESP-07 და ბატარეა უბრალოდ მიმაგრებულია სახურავის თავზე, რადგან წყლის შემამსუბუქებელი კარადაში იყო ჩასმული. უფრო გამოვლენილ სიტუაციებში საჭირო იქნება სათანადო საქმე.

ნაბიჯი 5: ბატარეის ხანგრძლივობა

იმისათვის, რომ შევაფასოთ ბატარეის ხანგრძლივობა, ჩვენ უნდა გავზომოთ ლოდინის დენი და დენი, როდესაც მონიტორი იღვიძებს. ეს საკმაოდ რთული აღმოჩნდა, რადგან ESP-07 ადვილად იკეტება ცვლილებების შეტანისას, როგორიცაა მეტრის დიაპაზონის შეცვლა. საბოლოო გამოსავალი იყო 0,1 Ohm- ის რეზისტორის დამატება სიმძლავრის ტყვიაში და გაღვიძების პერიოდში დენის გაზომვა მოცულობით. თითოეული გაზომვა გაგრძელდა 6.7 წამში, საშუალო დენით 77mA. ძილის დენი იზომება დიოდისა და 5k რეზისტორის პარალელურად დენის ხაზში. დიოდი ახორციელებს გაღვიძების დენს, მაგრამ დაბალ ლოდინის დენს ახორციელებს რეზისტორი. ეს აძლევდა ლოდინის დონეს 28.8 uA. ძილის დრო პროგრამაში არის დაახლოებით 1 საათი გაზომვებს შორის. ერთი წლის განმავლობაში მონიტორი გამოიყენებს 250 mAh ლოდინის რეჟიმში და 1255 mAh გამოღვიძებულს ან 1505 mAh სულ. ამ მონიტორში გამოყენებული 2600 mAh ბატარეა მარტივად უნდა გაგრძელდეს ერთ წელზე მეტი. ბატარეის ხანგრძლივობა შეიძლება კიდევ უფრო გაგრძელდეს მარილის დონის უფრო იშვიათად გაზომვით. სამწუხაროდ, ESP-07– ის ძილის დრო არ შეიძლება ადვილად ერთ საათზე მეტხანს გაგრძელდეს. ამ პრობლემის ერთ-ერთი გზა არის გაღვიძება ESP-07 ყოველ საათში და შემდეგ ისევ დაუყოვნებლივ დასაძინებლად. არსებობს არჩევანი არ გაიღვიძოს მოდემი და დიაგრამა აჩვენებს, რომ ეს განახევრებს მოხმარებული ენერგიის რაოდენობას. მარილის დონის გაზომვით მხოლოდ 4 -ჯერ დღეში, ჩვენ შეგვიძლია ველოდოთ ბატარეის ხანგრძლივობას დაახლოებით 5 წლის განმავლობაში. ქვემოთ მოყვანილი კოდი იყენებს ESP8266 RTC მეხსიერებას იმის შესანახად, რამდენჯერ იყო მოდული ღრმა ძილში. ამ ესკიზში არის ძილის 6 პერიოდი გაზომვის დაწყებამდე, რაც 7 საათს იძლევა კითხვას შორის. რა თქმა უნდა, ეს შეიძლება იყოს კარგად მორგებული თქვენს განაცხადზე. ყოველთვის მყარად აკრიფეთ ბატარეა თავის ადგილზე, გათიშულმა კავშირმა შეიძლება ჩაკეტოს ESP-07 და ამოწუროს ბატარეა. ბატარეა უნდა გაგრძელდეს რამოდენიმე წლით ადრე ძილის ამ უფრო ხანგრძლივი დროით შეცვლამდე. ისევ უმჯობესია მოდულის გამოცდა 10 წამიანი ძილით, 7 საათი დიდი დროა ლოდინის შესამოწმებლად მუშაობს თუ არა…

ნაბიჯი 6: მარილის დონის დიაგრამა

ორი დიაგრამა აჩვენებს მარილის დონეს წყლის შემარბილებელში და WiFi სიგნალის სიძლიერეს, სასარგებლო პრობლემის გადასაღებ იარაღს. ამ წყლის დარბილების რეგენერაცია მეტრზე კონტროლდება და ტყუპის ავზის მოდელია, ტანკებს შეუძლიათ დღის ნებისმიერ დროს გადართვა. მარილის დონის სქემა მიუთითებს როდის მოხდა რეგენერაცია და რეგენერაციებს შორის დრო იძლევა წყლის გამოყენების იდეას. ეს მონიტორი აჩვენებს არა მხოლოდ მაშინ, როდესაც საჭიროა მეტი მარილი, არამედ გაზომვის შემარბილებელზე, მას შეუძლია წყლის გადაჭარბებული მოხმარების ხაზგასმა. VL53L0X აქვს დიაპაზონი დაახლოებით 2 მ -მდე, ეს დამოკიდებულია ზედაპირის ამრეკლზე. სხვა პროგრამები შესაძლებელია, როგორიცაა ზეთის ან წყლის ავზის დონის მონიტორინგი, სადაც სიღრმე ნელ -ნელა იცვლება დროთა განმავლობაში.

ნაბიჯი 7: ელ.ფოსტის შეხსენება

მარილის დაბალი დონის შესახებ შეხსენების წერილები შეიძლება გაიგზავნოს ThingSpeak– დან. ეს გულისხმობს ორი პროგრამის დაყენებას APPS მენიუდან, პირველი არის MATLAB ანალიზი, რომელიც შექმნის და გაგზავნის ელ.წერილს, თუ მარილის დონე აღემატება განსაზღვრულ ზღვარს. სხვა აპლიკაცია არის TimeControl, სადაც შეგიძლიათ გადაწყვიტოთ რამდენად ხშირად უნდა შეამოწმოთ მარილის დონე. TimeControl აპის დაყენება საკმაოდ ინტუიციურია, ამ შემთხვევაში მარილის დონე ყოველდღიურად შემოწმდება MATLAB ანალიზის გაშვებით. შემაძრწუნებელი წერილი იგზავნება ყოველდღიურად მას შემდეგ, რაც მარილის დონე მიაღწევს დაბალ დონეს. ამ ინსტრუქციებში გამოყენებული MATLAB ანალიზი მიმაგრებულია ქვემოთ. მას დასჭირდება განახლება საკუთარი არხის ID და ApiKey. ასევე, თქვენი ავზისთვის მარილის მინიმალური დონე უნდა იყოს ჩასმული "თუ" განცხადებაში. ვიმედოვნებთ, რომ ეს გვაწვდის საკმარის დეტალებს წერილების მისაღებად ThingSpeak კოდირების სირთულეების გარეშე.