Suavitzador d'aigua Monitor de nivell de sal: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Els descalcificadors d’aigua funcionen mitjançant un procés anomenat intercanvi iònic en què els ions calci i magnesi de l’aigua dura s’intercanvien amb clorur de sodi (sal) mitjançant una resina especial. L’aigua entra en un recipient a pressió on es mou a través de les perles de resina i el calci i el magnesi són substituïts per sodi. Les perles de resina acabaran esgotant-se i no podran recollir més minerals durs. El procés de recàrrega o regeneració passa una solució d’aigua salada a través de les perles de resina que separa els minerals de duresa i els renta inofensivament al desguàs. Les perles de resina es deixen refrescades i llestes per fer aigua més estovada.

Els descalcificadors d’aigua d’intercanvi iònic tenen moltes formes i mides, però tots tenen una cosa en comú: un dipòsit de salmorra que necessita omplir-se de sal cada poques setmanes per garantir un subministrament regular d’aigua suau. Els descalcificadors d’aigua no són equips exactament atractius i, per tant, són desterrats a algun lloc inaccessible, cosa que significa una visita especial per comprovar el nivell de sal. El més freqüent és que el senyal per afegir més sal provingui dels membres de la llar que s’agafen d’aigua dura. Es necessita un sensor de nivell de sal d’oblit que pugui enviar un recordatori quan la sal estigui baixa a l’estovador. En aquesta instrucció, s’utilitza un sensor d’abast per mesurar el nivell de sal al suavitzant cada poques hores i el resultat publicat a ThingSpeak. Quan el nivell de sal es redueixi, ThingSpeak enviarà un correu electrònic de recordatori per omplir el dipòsit de salmorra amb sal. Tots els components d’aquest projecte estan disponibles a eBay, com és habitual, les parts més barates provenen d’Àsia. Tot i haver de comprar tots els components, el cost total serà d’uns 10 dòlars EUA. Per fer aquest projecte es necessiten multitud d’habilitats com la soldadura o l’ús de l’IDE Arduino. Totes aquestes tècniques es cobreixen en altres instruccions i no es repeteixen aquí.

Subministraments

Suport de bateria AA Mòdul de variació VL53L0X BAT43 Shottky diode 100nF condensador 2 resistències de 5 k 2 resistències de 470 Ohm Mòdul adaptador sèrie FT232RL mida AA Bateria de clorur de tionil de liti Mòdul de microcontrolador ESP-07 Articles diversos, filferro, caixa, etc.

Pas 1: Detector de nivell de sal

Es fa servir un VL53L0X per detectar la superfície salina del descalcificador. El sensor funciona enviant un pols de llum i mesurant el temps que triga a reflectir-se. Els millors resultats provenen de l’ús d’una superfície reflectant blanca a la foscor, exactament el que tenim a la paperera de sal. El sensor en si és molt petit i difícil de manejar. Com a tal, es pot comprar com a mòdul que conté una interfície I2C. Això fa que sigui molt més fàcil connectar-se amb altres microcontroladors com l’Arduino o el Raspberry Pi. Com que les finestres del làser i del sensor són molt petites, s’utilitza una capa de film adhesiu per aturar la brutícia que bloquegi el dispositiu. el mòdul. Això es va aconseguir reposant el mòdul durant la soldadura, el sensor cap avall, sobre un tros de fusta per aturar la soldadura o la formació de filferros en el costat del sensor.

Pas 2: Programació de l'ESP-07

La intenció era fer funcionar la bateria del monitor de nivell de sal i, per tant, es va escollir una versió del mòdul de xip ESP8266 per reduir al mínim el corrent d’espera i donar una durada de la bateria d’un any com a mínim. A diferència d’algunes de les versions més sofisticades que inclouen reguladors de tensió i una interfície USB, s’han d’afegir alguns components addicionals a l’ESP-07 sense ossos que s’utilitza en aquest projecte. el port sèrie durant les proves. Tingueu en compte que l’adaptador de sèrie s’eliminarà un cop estiguem contents que tot funcioni correctament, no el feu massa sòlid. Per alguna raó, les línies SDA i SCL necessitaven intercanviar per fer funcionar el sensor, proveu-ho si el rang es queda aturat a tota escala. Potser alguna cosa peculiar de la fabricació xinesa? S’utilitza una bateria de clorur de tionil liti per alimentar aquest projecte. La mida AA d’aquesta bateria té un voltatge constant de 3,6 V i una capacitat de 2600 mAh, ideal per alimentar l’ESP-07. Aquestes bateries es poden trobar a proveïdors especialitzats de bateries, però no als punts de venda habituals. Suposo que no s’atreveixen a deixar perdre el públic en general amb una bateria del doble de la tensió normal.

Quan l’ESP-07 s’encén, els pins fan coses estranyes fins que finalitza la rutina d’inici. Com a mesura de seguretat, les resistències s’inclouen a les connexions a les sortides del mòdul per evitar corrents danyants. L’esbós Arduino d’aquest projecte s’adjunta al fitxer de text. Com és habitual, l’haureu d’editar amb les vostres pròpies credencials d’encaminador i una clau API del vostre compte de ThingSpeak. A més, s’utilitza una adreça IP estàtica per accelerar el temps de connexió WiFi i estalviar actualitat. Això pot implicar canviar les adreces IP perquè coincideixin amb la vostra xarxa. Les comes de nota s’utilitzen a l’adreça IP i no a un punt. Hi ha una gran quantitat d’informació a Internet sobre el parpelleig i l’ús de l’ESP8266 si necessiteu més ajuda. En resum, el parpelleig es produeix de la següent manera:

Inicieu l'IDE Arduino al PC i assegureu-vos que la placa ESP8266 està instal·lada i seleccionada Pot ser que hagueu d'instal·lar les biblioteques per al sensor i el WiFi Carregueu a l'esbós del monitor adjunt a continuació i modifiqueu-lo segons calgui Consulteu els esbossos compilats sense errors Connecteu GPIO0 a terra mitjançant una resistència de 5 k bateria al suport Connecteu l'adaptador USB Carregueu el codi que comproveu que es connecta correctament Traieu la bateria i, a continuació, traieu la connexió GPIO0. Inicieu el monitor sèrie i substituïu la bateria.

Si reduïu el temps del cicle a uns 20 segons, la depuració serà molt més fàcil. A més, segons el vostre encaminador, és possible que calgui ajustar el temps de connexió per proporcionar un enllaç fiable. Un cop tot funcioni, es pot treure l'adaptador USB i es pot connectar el monitor per al servei.

Pas 3: cablejat final

Quan creiem que el monitor està configurat com ens agrada, el cablejat es pot ordenar com a la imatge. S’ha d’eliminar el LED d’alimentació vermell, ja que es tracta d’un subministrament d’energia durant un somni profund. Es pot extreure suaument amb un tornavís o sense soldar. Si el senyal WiFi és a la part baixa, es pot millorar l'abast connectant una antena externa. En aquest cas, l’enllaç que uneix l’antena ceràmica s’ha d’eliminar com el LED. Sempre ha d’haver una antena externa connectada si l’ESP-07 funciona sense l’enllaç de l’antena ceràmica.

Pas 4: Instal·lació del sensor

El sensor necessita muntar-se per sobre del nivell de sal més alt al dipòsit de salmorra. En aquesta instal·lació, la tapa del descalcificador va demostrar ser un lloc convenient per col·locar el sensor. Es fa un petit forat a la tapa perquè el sensor pugui veure el nivell de sal. Com que la barreja de salmorra és molt corrosiva, s’utilitza una capa de paper film per tapar el forat i protegir el sensor. La bateria i l’ESP-07 també es poden muntar al costat del sensor de la tapa. Sempre hi ha l’opció d’endollar una antena externa si la intensitat del senyal WiFi resulta marginal. En aquesta instal·lació, el sensor, l’ESP-07 i la bateria eren només s’enganxaven a la part superior de la tapa mentre el suavitzant s’emmagatzemava en un armari. Es necessitaria un cas adequat en situacions més exposades.

Pas 5: Durada de la bateria

Per estimar la durada de la bateria, hem de mesurar el corrent d’espera i el corrent quan el monitor està despert. Això va resultar bastant difícil, ja que l’ESP-07 es pot bloquejar fàcilment quan es fan canvis, com ara canviar els rangs dels comptadors. La solució final va ser afegir una resistència de 0,1 Ohm al cable de potència i mesurar el corrent amb un abast durant el període de vigília. Cada mesura va durar 6,7 segons amb un corrent mitjà de 77 mA. Es va mesurar el corrent de son posant un díode i una resistència de 5 k en paral·lel al cable de potència. El díode transporta el corrent de vigília però el corrent d’espera baix el porta la resistència. Això va donar un corrent d’espera de 28,8 UA. El temps de son al programa s’estableix a aproximadament 1 hora entre mesures. Durant un any, el monitor utilitzarà 250 mAh en espera i 1255 mAh despert o 1505 mAh en total. La bateria de 2600 mAh que s’utilitza en aquest monitor ha de durar fàcilment més d’un any. La durada de la bateria es pot allargar encara mesurant el nivell de sal amb menys freqüència. Malauradament, el temps de son de l'ESP-07 no es pot fer fàcilment més d'una hora. Una manera d’eludir aquest problema és despertar l’ESP-07 cada hora i tornar-lo a tornar a dormir immediatament. Hi ha la possibilitat de no despertar el mòdem i el gràfic mostra que redueix a la meitat la quantitat de potència utilitzada. Mesurant el nivell de sal només 4 vegades al dia, podem esperar una durada de la bateria d’uns 5 anys. El codi següent utilitza la memòria RTC ESP8266 per emmagatzemar quantes vegades el mòdul ha dormit profundament. En aquest esbós, hi ha 6 períodes de son abans de fer una mesura que dóna 7 hores entre lectures. Per descomptat, això es pot ajustar bé a la vostra aplicació. Enganxeu sempre la bateria fermament al seu lloc, una connexió interrompuda pot bloquejar l’ESP-07 i esgotar-la. La bateria hauria de durar uns quants anys abans de substituir-la per aquests temps de repòs més llargs. De nou, és millor provar el mòdul amb 10 segons de son, 7 hores és molt d'esperar per comprovar si funciona …

Pas 6: gràfic de nivell de sal

Els dos gràfics mostren el nivell de sal al descalcificador i la intensitat del senyal WiFi, una eina útil per a la resolució de problemes. El gràfic del nivell de sal indica quan es va produir la regeneració i el temps entre regeneracions dóna una idea de l’ús de l’aigua. Aquest monitor no només mostra quan es necessita més sal, sinó que en un suavitzador mesurat pot destacar un consum excessiu d’aigua. El VL53L0X té un abast de fins a uns 2 m, depenent de la superfície reflectant. Altres aplicacions són possibles, com ara controlar els nivells del dipòsit d’oli o d’aigua, on la profunditat canvia lentament amb el pas del temps.

Pas 7: recordatori per correu electrònic

Des de ThingSpeak es poden enviar correus electrònics de recordatori sobre nivells baixos de sal. Això implica configurar dues aplicacions des del menú APPS, la primera és una anàlisi MATLAB que redactarà i enviarà un correu electrònic si el nivell de sal supera el límit definit. L’altra aplicació és un TimeControl on podeu decidir amb quina freqüència voleu comprovar el nivell de sal. La configuració de l’app TimeControl és força intuïtiva, en aquest cas, el nivell de sal es comprova diàriament mitjançant l’anàlisi MATLAB. Cada dia s’enviarà un correu electrònic molest quan el nivell de sal arriba al nivell baix. A continuació s’adjunta l’anàlisi MATLAB que s’utilitza en aquest manual. Cal actualitzar-lo amb el vostre propi identificador de canal i ApiKey. A més, cal incloure el nivell mínim de sal per al dipòsit a la declaració "si". Esperem que això proporcioni prou detalls per rebre correus electrònics sense haver d’aprofundir en les complexitats de la codificació de ThingSpeak.