Su Yumuşatıcı Tuz Seviyesi Monitörü: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Su yumuşatıcılar, sert sudaki kalsiyum ve magnezyum iyonlarının özel bir reçine aracılığıyla sodyum klorür (tuz) ile değiştirildiği iyon değişimi adı verilen bir işlem kullanarak çalışır. Su, reçine boncuklarından geçtiği bir basınçlı kaba girer ve kalsiyum ve magnezyumun yerini sodyum alır. Reçine boncukları sonunda tükenecek ve daha fazla sert mineral alamayacak hale gelecektir. Yeniden doldurma veya rejenerasyon işlemi, sertlik minerallerini ayıran ve bunları zararsız bir şekilde gidere akıtan reçine boncuklarından bir tuzlu su çözeltisi geçirir. Reçine boncuklar tazelenmiş ve daha yumuşatılmış su yapmaya hazır halde bırakılır.

İyon değişimli su yumuşatıcıları birçok şekil ve boyutta mevcuttur, ancak hepsinin ortak bir noktası vardır, düzenli bir yumuşak su tedarikini garanti etmek için birkaç haftada bir tuzla doldurulması gereken bir tuzlu su tankı. Su yumuşatıcılar tam olarak çekici ekipman parçaları değildir ve bu nedenle erişilemeyen bir yere sürgün edilirler, yani tuz seviyesini kontrol etmek için özel bir ziyaret gerekir. Çoğu zaman, daha fazla tuz eklemenin ipucu, sert su konusunda endişelenen hane halkı üyelerinden gelir. Yumuşatıcıdaki tuz azaldığında bir hatırlatma gönderebilen bir tak ve unut tuz seviyesi sensörü gereklidir. Bu Talimatta, su yumuşatıcıdaki tuz seviyesini birkaç saatte bir ölçmek için bir mesafe sensörü kullanılır ve sonuç ThingSpeak'te yayınlanır. Tuz seviyesi düştüğünde, ThingSpeak tuzlu su tankını tuzla doldurmak için bir hatırlatma e-postası gönderecek. Bu proje için tüm bileşenler eBay'de mevcut, her zamanki gibi en ucuz parçalar Asya'dan geliyor. Tüm bileşenleri satın almak zorunda kalsanız bile toplam maliyet yaklaşık 10 ABD Doları olacaktır. Bu projeyi yapmak için lehimleme veya Arduino IDE'yi kullanma gibi çok sayıda beceriye ihtiyaç vardır. Tüm bu teknikler diğer Talimatlarda ele alınmıştır ve burada tekrarlanmamıştır.

Gereçler

AA pil tutucuVL53L0X değişken modül BAT43 Shottky diyot 100nF kapasitör 2 x 5k direnç 2 x 470 Ohm direnç FT232RL seri adaptör modülü AA boyutu Lityum Tiyonil Klorür Pil ESP-07 mikrodenetleyici modülü Çeşitli eşyalar, tel, kutu vb.

Adım 1: Tuz Seviye Dedektörü

Su yumuşatıcıdaki tuz yüzeyini algılamak için bir VL53L0X kullanılır. Sensör, bir ışık darbesi göndererek ve geri yansıması için geçen süreyi ölçerek çalışır. En iyi sonuçlar, karanlıkta beyaz yansıtıcı bir yüzey kullanmaktan gelir, tam olarak tuz haznesindeki gibi. Sensörün kendisi çok küçüktür ve kullanımı zordur. Bu nedenle, I2C arayüzü içeren bir modül olarak satın alınabilir. Bu, Arduino veya Raspberry Pi gibi diğer mikrodenetleyicilerle bağlantı kurmayı çok daha kolaylaştırır. Lazer ve sensör pencereleri çok küçük olduğundan, cihazı herhangi bir kiri bloke etmemek için bir streç film tabakası kullanılır. Modül, su yumuşatıcının üst kısmında düz durmalı ve bu nedenle, sensör tarafında teller veya lehim çıkıntı yapmamalıdır. modül. Bu, sensör tarafında lehim veya tel oluşturan tümsekleri durdurmak için lehimleme sırasında modülün sensör aşağı, bir tahta parçası üzerine yerleştirilmesiyle elde edildi.

Adım 2: ESP-07'nin Programlanması

Amaç, tuz seviyesi monitörünü pille çalıştırmaktı ve bu nedenle, bekleme akımını en aza indirmek ve en az bir yıllık pil ömrü sağlamak için ESP8266 çip modülünün çıplak kemikli bir versiyonu seçildi. Voltaj regülatörleri ve bir USB arabirimi içeren daha gelişmiş sürümlerin bazılarının aksine, bu projede kullanılan çıplak ESP-07'ye bazı ekstra bileşenlerin eklenmesi gerekir. ESP-07'yi flaş etmek ve izlemek için geçici olarak bir seri adaptör bağlanır. test sırasında seri bağlantı noktası. Her şeyin doğru çalıştığından memnun olduğumuzda, seri adaptörün çıkarılacağını unutmayın, çok sağlam hale getirmeyin. Herhangi bir nedenle, sensörün çalışması için SDA ve SCL hatlarının değiştirilmesi gerekiyordu, aralık tam ölçekte sıkışmışsa bunu deneyin. Belki de Çin üretiminin bir tuhaflığı? Bu projeye güç sağlamak için bir lityum tiyonil klorür pil kullanılıyor. Bu pilin AA boyutu, ESP-07'ye güç sağlamak için ideal olan 3.6V sabit voltaj ve 2600 mAh kapasiteye sahiptir. Bu piller, uzman pil tedarikçilerinde bulunabilir, ancak normal perakende satış noktalarında bulunmaz. Sanırım genel halkın normal voltajın iki katı olan bir pili serbest bırakmaya cesaret edemiyorlar!

ESP-07 açıldığında, pimler, başlatma rutinini tamamlayana kadar garip şeyler yapar. Modül çıkışlarına bağlantılarda güvenlik önlemi olarak akımların zarar görmemesi için dirençler eklenmiştir. Bu projeye ait Arduino taslağı metin dosyasına eklenmiştir. Her zamanki gibi, kendi yönlendirici kimlik bilgilerinizle ve ThingSpeak hesabınızdan bir API anahtarıyla düzenlemeniz gerekecek. Ayrıca, WiFi bağlantı süresini hızlandırmak ve akımdan tasarruf etmek için statik bir IP adresi kullanılır. Bu, IP adreslerini ağınızla eşleşecek şekilde değiştirmeyi içerebilir. Not IP adresinde nokta değil virgül kullanılır! Daha fazla yardıma ihtiyacınız varsa ESP8266'nın yanıp sönmesi ve kullanılması hakkında internette çok miktarda bilgi var. Özetle, yanıp sönme şu şekilde ilerler:

PC'de Arduino IDE'yi başlatın ve ESP8266 kartının kurulu ve seçili olduğundan emin olun Sensör ve WiFiLoad için kitaplıkları aşağıda ekli monitör çizimine kurmanız ve gerektiği gibi değiştirmeniz gerekebilir Çizim derlemelerini hatasız kontrol edin GPIO0'u 5k direnç Yuvası aracılığıyla toprağa bağlayın pili tutucuya takın USB adaptörünü takın Kodun düzgün bağlanıp bağlanmadığını kontrol ederek yükleyin Pili çıkarın ve ardından GPIO0 bağlantısını çıkarın. Seri monitörü başlatın ve pili değiştirin Modül uyku moduna geçmeden önce çizimden seri çıktılarla karşılaşacaksınız

Döngü süresinin yaklaşık 20 saniyeye düşürülmesi, hata ayıklamayı çok daha kolay hale getirecektir. Ayrıca, yönlendiricinize bağlı olarak, güvenilir bir bağlantı sağlamak için bağlantı süresinin ayarlanması gerekebilir. Her şey çalıştığında, USB adaptörü çıkarılabilir ve monitör servis için kablolanabilir.

Adım 3: Son Kablolama

Monitörün istediğimiz gibi kurulduğunu düşündüğümüzde kablolar resimdeki gibi toparlanabiliyor. Derin uyku sırasında güç tüketimi olduğundan kırmızı güç LED'i çıkarılmalıdır. Bir tornavidayla veya lehimsiz olarak hafifçe vurulabilir. WiFi sinyali düşükse, harici bir anten bağlanarak menzil artırılabilir. Bu durumda seramik anteni birleştiren link LED gibi sökülmelidir. ESP-07 seramik anten bağlantısı olmadan çalıştırılıyorsa, her zaman bağlı bir harici anten olmalıdır.

Adım 4: Sensör Kurulumu

Sensör, tuzlu su tankındaki en yüksek tuz seviyesinin üzerine monte edilmelidir. Bu kurulumda, su yumuşatıcının kapağının sensörü konumlandırmak için uygun bir yer olduğu kanıtlanmıştır. Sensörün tuz seviyesini görebilmesi için kapağa küçük bir delik açılır. Tuzlu su karışımı çok aşındırıcı olduğundan, deliği kapatmak ve sensörü korumak için bir streç film tabakası kullanılır. Batarya ve ESP-07 kapak üzerindeki sensörün yanına da monte edilebilir. WiFi sinyal gücü marjinal ise her zaman harici bir anten takma seçeneği vardır. Bu kurulumda sensör, ESP-07 ve batarya kullanılmıştır. su yumuşatıcı bir dolapta saklandığı için kapağın üst kısmına yapıştırılmış. Daha fazla maruz kalınan durumlarda uygun bir vakaya ihtiyaç duyulacaktır.

Adım 5: Pil Ömrü

Pil ömrünü tahmin etmek için, monitör uyanıkken bekleme akımını ve akımını ölçmemiz gerekir. Bu oldukça zor oldu çünkü ESP-07, sayaç aralıklarını değiştirmek gibi değişiklikler yaparken kolayca kilitlenebilir. Nihai çözüm, güç kablosuna 0,1 Ohm'luk bir direnç eklemek ve uyanma süresi boyunca akımı bir kapsam ile ölçmekti. Her ölçüm ortalama 77mA akımla 6.7 saniye sürmüştür. Uyku akımı, güç kablosuna paralel olarak bir diyot ve 5k direnç konularak ölçülmüştür. Diyot, uyanma akımını taşır, ancak düşük bekleme akımı direnç tarafından taşınır. Bu, 28.8 uA'lik bir bekleme akımı verdi. Programdaki uyku süresi, ölçümler arasında yaklaşık 1 saat olarak ayarlanmıştır. Bir yıl boyunca, monitör bekleme modunda 250 mAh ve uyanıkken 1255 mAh veya toplamda 1505 mAh kullanacaktır. Bu monitörde kullanılan 2600 mAh pil kolayca bir yıldan fazla dayanabilir. Tuz seviyesi daha az sıklıkta ölçülerek pil ömrü daha da uzatılabilir. Ne yazık ki ESP-07'nin uyku süresi bir saatten fazla kolayca yapılamaz. Bu sorunu aşmanın bir yolu, ESP-07'yi her saat başı uyandırmak ve ardından hemen tekrar uyku moduna geçirmektir. Modemi uyandırmama seçeneği vardır ve grafik bunun kullanılan güç miktarını yarıya indirdiğini gösterir. Tuz seviyesini günde sadece 4 kez ölçerek yaklaşık 5 yıllık bir pil ömrü bekleyebiliriz. Aşağıdaki kod, modülün kaç kez derin uykuda olduğunu saklamak için ESP8266 RTC hafızasını kullanır. Bu çizimde, okumalar arasında 7 saat veren bir ölçüm yapmadan önce 6 uyku periyodu vardır. Elbette bu, uygulamanıza göre ince ayar yapılabilir. Pili her zaman yerine sıkıca oturtun, kesintiye uğrayan bir bağlantı ESP-07'yi kilitleyebilir ve pili boşaltabilir. Pil, bu daha uzun uyku süreleriyle değiştirilmeden önce birkaç yıl dayanmalıdır. Yine modülü 10 saniye uyku ile test etmek en iyisidir, çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için 7 saat beklemek uzun bir süre…

Adım 6: Tuz Seviye Tablosu

İki tablo, su yumuşatıcıdaki tuz seviyesini ve WiFi sinyal gücünü gösterir, kullanışlı bir sorun giderme aracıdır. Bu su yumuşatıcının rejenerasyonu sayaç kontrollüdür ve ikiz tank modeli olduğundan, tanklar günün herhangi bir saatinde geçiş yapabilir. Tuz seviyesi tablosu, rejenerasyonun ne zaman gerçekleştiğini gösterir ve rejenerasyonlar arasındaki süre, su kullanımı hakkında bir fikir verir. Bu monitör yalnızca daha fazla tuz gerektiğinde göstermekle kalmaz, aynı zamanda ölçülü bir yumuşatıcıda aşırı su kullanımını vurgulayabilir. VL53L0X, yansıtıcı yüzeye bağlı olarak yaklaşık 2 m'ye kadar bir menzile sahiptir. Derinliğin zaman içinde yavaşça değiştiği yağ veya su deposu seviyelerinin izlenmesi gibi başka uygulamalar da mümkündür.

7. Adım: E-posta Hatırlatıcısı

Düşük tuz seviyeleri hakkında hatırlatma e-postaları ThingSpeak'ten gönderilebilir. Bu, APPS menüsünden iki Uygulama kurmayı içerir, ilki, tuz seviyesi tanımlanmış bir limiti aşarsa bir e-posta oluşturacak ve gönderecek bir MATLAB Analizidir. Diğer Uygulama, tuz seviyesinin ne sıklıkta kontrol edileceğine karar verebileceğiniz bir TimeControl'dür. TimeControl Uygulamasını kurmak oldukça sezgiseldir, bu durumda, MATLAB Analizi çalıştırılarak tuz seviyesi günlük olarak kontrol edilir. Tuz seviyesi düşük seviyeye ulaştığında her gün rahatsız edici bir e-posta gönderilecektir. Bu Talimatta kullanılan MATLAB Analizi aşağıya eklenmiştir. Kendi kanal kimliğiniz ve ApiKey ile güncellenmesi gerekecek. Ayrıca, tankınız için minimum tuz seviyesinin 'if' ifadesine eklenmesi gerekir. Umarım bu, ThingSpeak kodlamasının karmaşıklığına dalmak zorunda kalmadan e-posta almak için yeterli ayrıntı sağlar.