צג מפלס מרכך מים: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

מרככי מים פועלים תוך שימוש בתהליך הנקרא החלפת יונים בו מוחלפים יוני סידן ומגנזיום ממים קשים עם נתרן כלורי (מלח) באמצעות שרף מיוחד. המים נכנסים לכלי לחץ שבו הם נעים דרך חרוזי השרף, והסידן והמגנזיום מוחלפים בנתרן. חרוזי השרף יהפכו בסופו של דבר לא מותשים ולא יוכלו לאסוף עוד מינרלים קשים. תהליך הטעינה או ההתחדשות מעביר תמיסת מי מלח דרך חרוזי השרף אשר מנתק את מינרלי הקשיות ומשטף אותם ללא נזק לניקוז. חרוזי השרף נותרים רעננים ומוכנים להכין עוד מים מרוככים.

מרככי מים להחלפת יונים מגיעים בצורות וגדלים רבים אך לכולם יש מכנה משותף: מיכל מי מלח שצריך מילוי כל כמה שבועות כדי להבטיח אספקה סדירה של מים רכים. מרככי מים הם לא בדיוק ציוד אטרקטיבי ולכן הם גורשים למקום לא נגיש כלומר ביקור מיוחד נדרש כדי לבדוק את רמת המלח. לעתים קרובות יותר, הרמז להוספת מלח מגיע מבני הבית המתמודדים עם מים קשים. נדרש חיישן רמת מלח מתאים ושכח שיכול לשלוח תזכורת כאשר המלח נמוך במרכך. במדריך זה, חיישן טווח משמש למדידת רמת המלח במרכך המים כל כמה שעות והתוצאה המתפרסמת ב- ThingSpeak. כאשר מפלס המלח ירד, תשלח ThingSpeak מייל תזכורת למילוי מיכל המלח במלח. כל הרכיבים לפרויקט זה זמינים ב- eBay, כרגיל, החלקים הזולים ביותר מגיעים מאסיה. אפילו אם תצטרכו לקנות את כל הרכיבים, העלות הכוללת תהיה כ -10 דולר. יש צורך במספר מיומנויות כמו הלחמה או שימוש ב- Arduino IDE כדי ליצור פרויקט זה. כל הטכניקות הללו מכוסות במדריך אחר ואינן חוזרות על עצמן כאן.

אספקה

מחזיק סוללות AA VL53L0X מודול טווח BAT43 דיודה Shottky 100nF קבלים 2 x 5k נגדים 2 x 470 Ohm נגדים FT232RL מודול מתאם סידורי בגודל AA ליתיום Thionyl Chloride סוללת ESP-07 מודול מיקרו-בקר מגוון, חוטים, קופסאות וכו '.

שלב 1: גלאי מפלס מלח

VL53L0X משמש לחישה של פני המלח במרכך המים. החיישן פועל על ידי שליחת דופק אור ומדידת הזמן הנדרש להחזיר לאחור. התוצאות הטובות ביותר נובעות משימוש במשטח מחזיר אור לבן בחושך, בדיוק מה שיש לנו בפח המלח. החיישן עצמו קטן מאוד וקשה לטיפול. ככזה, ניתן לרכוש אותו כמודול המכיל ממשק I2C. זה הרבה יותר קל להתחבר עם בקרי מיקרו אחרים כמו ה- Arduino או Raspberry Pi. מכיוון שחלונות הלייזר והחיישנים קטנים מאוד, משתמשים בשכבת ניילון כדי למנוע כל לכלוך החוסם את המכשיר. המודול צריך לשכב בחלק העליון של מרכך המים ולכן חוטים או הלחמה לא צריכים לבלוט בצד החיישן של המודול. זה הושג על ידי הנחת המודול במהלך הלחמה, החיישן כלפי מטה, על פיסת עץ כדי לעצור הלחמה או חוט היווצרות בליטות בצד החיישן.

שלב 2: תכנות ה- ESP-07

הכוונה הייתה להפוך את מוניטור מפלס המלח לפעול ולכן גרסה חשופה של מודול השבב ESP8266 נבחרה כדי למזער את זרם המתנה ולתת חיי סוללה של שנה לפחות. בניגוד לחלק מהגרסאות המתוחכמות יותר הכוללות וויסות מתח וממשק USB, יש להוסיף כמה רכיבים נוספים ל- ESP-07 החשוף המשמש בפרויקט זה. את היציאה הטורית במהלך הבדיקה. זכור כי המתאם הסדרתי יוסר ברגע שנשמח שהכל פועל כהלכה, אל תהפוך אותו למוצק מדי. מסיבה כלשהי, קווי SDA ו- SCL היו זקוקים להחלפה כדי לגרום לחיישן לעבוד, נסה זאת אם הטווח תקוע בקנה מידה מלא. אולי מוזר של ייצור סיני? סוללת ליתיום תיוניל כלוריד משמשת להפעלת הפרויקט הזה. לגודל AA של סוללה זו יש מתח יציב של 3.6V וקיבולת 2600 מיליאמפר / שעה, אידיאלי להפעלת ה- ESP-07. סוללות אלו ניתן למצוא אצל ספקי סוללות מומחים אך לא בחנויות הרגילות. אני מניח שהם לא מעיזים לתת לקהל הרחב להשתחרר על סוללה של פי שניים מהמתח הנורמלי!

כאשר ה- ESP-07 מופעל, הסיכות עושות דברים מוזרים עד שהיא מסיימת את שגרת ההפעלה. כאמצעי בטיחות, נגדים כלולים בחיבורים ליציאות המודול למניעת זרמים מזיקים. שרטוט ה- Arduino לפרויקט זה מצורף בקובץ הטקסט. כרגיל, יהיה עליך לערוך אותו עם אישורי הנתב שלך ומפתח API מחשבון ThingSpeak שלך. כמו כן, כתובת IP סטטית משמשת להאצת זמן חיבור ה- WiFi ולשמירת זרם. זה עשוי להיות כרוך בשינוי כתובות ה- IP כך שיתאימו לרשת שלך. שימו לב, פסיקים משמשים בכתובת ה- IP ולא בנקודה! יש כמות מידע עצומה באינטרנט על הבזקים ושימוש ב- ESP8266 אם אתם זקוקים לעזרה נוספת. לסיכום, ההבזקים ממשיכים כדלקמן:

הפעל את Arduino IDE במחשב האישי וודא כי לוח ESP8266 מותקן ונבחר ייתכן שיהיה עליך להתקין את הספריות עבור החיישן וה- WiFi טען בסקיצת הצג המצורפת למטה ולשנות לפי הצורך בדוק את ערכי הסקיצות ללא שגיאות חבר GPIO0 לקרקע באמצעות נגד 5k חריץ סוללה למחזיק חבר במתאם ה- USB קוד העלאה בודק אם הוא מתחבר כראוי הסר את הסוללה ולאחר מכן הסר את חיבור GPIO0.

צמצום זמן המחזור לכ -20 שניות יהפוך את ניפוי הבאגים לקלים בהרבה. כמו כן, בהתאם לנתב שלך, ייתכן שיהיה צורך להתאים את זמן החיבור כדי לתת קישור אמין. לאחר שהכל פועל, ניתן להסיר את מתאם ה- USB ולחבר את הצג לשירות.

שלב 3: חיווט סופי

כאשר אנו חושבים שהמסך מותקן איך שאנחנו אוהבים אותו, ניתן לסדר את החיווט כמו בתמונה. יש להסיר את נורית החשמל האדומה מכיוון שזוהי ניקוז חשמל במהלך שינה עמוקה. ניתן לדפוק אותו בעדינות בעזרת מברג או לא להלחם. אם אות ה- WiFi נמצא בצד הנמוך, הטווח עשוי להשתפר על ידי חיבור אנטנה חיצונית. במקרה זה, יש להסיר את הקישור המצטרף לאנטנת הקרמיקה כמו הנורית. תמיד חייבת להיות מחוברת אנטנה חיצונית אם ה- ESP-07 מופעל ללא קישור האנטנה הקרמיקה.

שלב 4: התקנת חיישן

החיישן צריך הרכבה מעל רמת המלח הגבוהה ביותר במיכל התמלחות. בהתקנה זו, מכסה מרכך המים התגלה כמקום נוח למיקום החיישן. חור קטן נקדח במכסה כך שהחיישן יוכל לצפות ברמת המלח. מכיוון שתערובת המלוחים מאכלת מאוד, משתמשים בשכבת ניילון נצמד כדי לכסות את החור ולהגן על החיישן. הסוללה ו- ESP-07 ניתנים להתקנה גם ליד החיישן במכסה. תמיד יש אפשרות לחבר אנטנה חיצונית אם עוצמת האות WiFi מוכיחה שולי. בהתקנה זו, החיישן, ESP-07 והסוללה היו רק הודבק לחלק העליון של המכסה כאשר מרכך המים הוחבא בארון. יהיה צורך במקרה נכון במצבים חשופים יותר.

שלב 5: חיי סוללה

על מנת לאמוד את חיי הסוללה, עלינו למדוד את זרם ההמתנה והזרם כאשר הצג ער. זה היה די קשה מכיוון ש- ESP-07 יכול לנעול בקלות בעת ביצוע שינויים כמו שינוי טווחי מטרים. הפתרון הסופי היה להוסיף הנגד של 0.1 אוהם למוביל החשמל ולמדוד את הזרם בהיקף במהלך תקופת ההשכמה. כל מדידה נמשכה 6.7 שניות עם זרם ממוצע של 77mA. זרם השינה נמדד על ידי הכנסת דיודה ונגד 5k במקביל להוביל החשמל. הדיודה נושאת את זרם ההתעוררות אך זרם ההמתנה הנמוך נישא על ידי הנגד. זה נתן זרם המתנה של 28.8 uA. זמן השינה בתוכנית מוגדר כשעה בין המדידות. למעלה משנה, הצג ישתמש ב -250 מיליאמפר / שעה במצב המתנה וב- 1255 מיליאמפר / שעה ער או בסך הכל 1505 מיליאמפר / שעה. סוללת 2600 מיליאמפר / שעה המשמשים במסך זה אמורה להחזיק בקלות מעל לשנה. ניתן להאריך את חיי הסוללה עוד יותר על ידי מדידת רמת המלח בתדירות נמוכה יותר. למרבה הצער, זמן השינה של ה- ESP-07 לא יכול להיעשות בקלות יותר משעה. אחת הדרכים לעקוף בעיה זו היא להעיר את ה- ESP-07 כל שעה ולאחר מכן להחזיר אותה לישון שוב מיד. יש בחירה לא להעיר את המודם והתרשים מראה שזה מחצית את כמות החשמל המשמשת. על ידי מדידת רמת המלח רק 4 פעמים ביום, אנו יכולים לצפות לחיי סוללה של כ -5 שנים. הקוד להלן משתמש בזיכרון RTC ESP8266 לאחסון כמה פעמים המודול היה בשינה עמוקה. במערכון זה, יש 6 תקופות שינה לפני ביצוע מדידה שנותנת 7 שעות בין הקריאה. כמובן שזה יכול להיות מכוון היטב ליישום שלך. הצמד תמיד את הסוללה למקומה היטב, חיבור מנותק יכול לנעול את ה- ESP-07 ולרוקן את הסוללה. הסוללה אמורה להחזיק מספר שנים לפני החלפתה בזמני השינה הארוכים יותר. שוב עדיף לבדוק את המודול עם 10 שעות שינה, 7 שעות זה הרבה זמן לחכות כדי לבדוק אם זה עובד …

שלב 6: תרשים מפלס מלח

שתי התרשימים מראים את רמת המלח במרכך המים ואת עוצמת האות WiFi, כלי שימושי לאיתור תקלות. הדור של מרכך מים זה נשלט על ידי מטרים ובהיותם דגם מיכל תאומים, הטנקים יכולים לעבור בכל עת של היום. תרשים מפלס המלח מציין מתי התחדשות אירעה והזמן שבין ההתחדשות נותן מושג על צריכת המים. צג זה לא רק מציג כאשר יש צורך במלח יותר, אלא במרכך מדידה, הוא יכול להדגיש שימוש מופרז במים. ל- VL53L0X יש טווח של עד כ -2 מ ', תלוי במשטח המשקף. יישומים אחרים אפשריים כמו ניטור רמות מיכל השמן או המים שבהם העומק משתנה לאט עם הזמן.

שלב 7: תזכורת דוא"ל

ניתן לשלוח מיילים תזכורת לגבי רמות מלח נמוכות מ- ThingSpeak. זה כרוך בהגדרת שתי אפליקציות מתפריט APPS, הראשון הוא ניתוח MATLAB שירכיב וישלח מייל אם רמת המלח חורגת ממגבלה מוגדרת. האפליקציה האחרת היא TimeControl שבה אתה יכול להחליט באיזו תדירות לבדוק את רמת המלח. הגדרת אפליקציית TimeControl היא די אינטואיטיבית, במקרה זה, רמת המלח נבדקת מדי יום על ידי הפעלת ניתוח MATLAB. הודעת מייל מטרידה תישלח מדי יום לאחר שרמת המלח תגיע לרמה הנמוכה. ניתוח MATLAB המשמש במדריך זה מצורף להלן. הוא יצטרך לעדכן עם מזהה הערוץ שלך ו- ApiKey. כמו כן, רמת המלח המינימלית למיכל שלך צריכה להכניס להצהרת 'אם'. אני מקווה שזה מספק מספיק פרטים כדי לקבל הודעות דוא ל מבלי להתעמק בנבכי קידוד ThingSpeak.