Ус зөөлрүүлэгч давсны түвшний хяналт: 7 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Ус зөөлрүүлэгч нь ионы солилцоо гэж нэрлэгддэг хатуу уснаас кальци, магнийн ионыг натрийн хлорид (давстай) ашиглан тусгай давирхайгаар солилцдог. Ус нь даралтын сав руу орж, давирхайн бөмбөлгүүдийг дамжуулж, кальци, магнийг натриаар солино. Давирхайн бөмбөлгүүд эцэст нь шавхагдаж, хатуу эрдэс бодис авах боломжгүй болно. Дахин цэнэглэх эсвэл нөхөн сэргээх үйл явц нь давсны давсны уусмалыг давирхайн бөмбөлгүүдийгээр дамжуулж хатуулгийн эрдэс бодисыг зайлуулж, ус зайлуулах суваг руу хоргүй зайлуулдаг. Давирхайн бөмбөлгүүдийг сэргээж, илүү зөөлөн ус хийхэд бэлэн болно.

Ион солилцооны ус зөөлрүүлэгч нь янз бүрийн хэлбэр, хэмжээтэй байдаг боловч бүгд ижил төстэй зүйлтэй байдаг: давсны уусмалтай савыг хэдэн долоо хоног тутамд давсаар дүүргэж, зөөлөн усаар тогтмол хангаж байх ёстой. Ус зөөлрүүлэгч нь тийм ч сонирхол татахуйц тоног төхөөрөмж биш тул хүртээмжгүй газар хөөж, давсны түвшинг шалгахын тулд тусгай айлчлал хийх шаардлагатай болдог. Ихэнх тохиолдолд давс нэмэхэд анхаарах зүйл бол өрхийн гишүүд хатуу усыг шүүрч авах явдал юм. Давс зөөлрүүлэгчийн агууламж багатай үед сануулах боломжтой давсны түвшний мэдрэгч шаардлагатай байдаг. Энэхүү зааварт гарын авлагад хэдхэн цаг тутамд ус зөөлрүүлэгч дэх давсны түвшинг хэмжиж, үр дүнг ThingSpeak дээр нийтэлдэг. Давсны түвшин буурах үед ThingSpeak давсны уусмалын савыг дүүргэх сануулагч имэйл илгээх бөгөөд энэ төслийн бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг eBay дээрээс авах боломжтой бөгөөд хамгийн хямд хэсгүүд нь Азиас ирдэг. Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг худалдаж авах шаардлагатай байсан ч нийт өртөг нь ойролцоогоор 10 доллар болно. Энэхүү төслийг хэрэгжүүлэхийн тулд Arduino IDE -ийг гагнах, ашиглах гэх мэт олон ур чадвар шаардагдана. Эдгээр бүх техникийг бусад зааварчилгаанд тусгасан бөгөөд энд давтахгүй.

Хангамж

AA зай эзэмшигчVL53L0X хүрээний модуль BAT43 Shottky диод 100nF конденсатор 2 x 5k эсэргүүцэл 2 x 470 Ом резистор FT232RL серийн адаптер модуль АА хэмжээтэй лити тионил хлорид зай ESP-07 микроконтроллер модуль Олон төрлийн бүтээгдэхүүн, утас, хайрцаг гэх мэт.

Алхам 1: Давсны түвшинг илрүүлэгч

VL53L0X нь ус зөөлрүүлэгч дэх давсны гадаргууг мэдрэхэд ашиглагддаг. Мэдрэгч нь гэрлийн импульс илгээж, эргэж тусах хугацааг хэмжих замаар ажилладаг. Давстай хогийн саванд байгаа яг л харанхуйд тусгасан цагаан гадаргууг ашигласнаар хамгийн сайн үр дүн гардаг. Мэдрэгч нь өөрөө маш жижиг бөгөөд зохицуулахад хэцүү байдаг. Тиймээс үүнийг I2C интерфэйсийг агуулсан модуль болгон худалдаж авч болно. Энэ нь Arduino эсвэл Raspberry Pi зэрэг бусад микроконтроллеруудтай холбогдоход илүү хялбар болгодог. Лазер болон мэдрэгчийн цонх нь маш жижиг тул төхөөрөмжийг хааж буй шороог зогсоохын тулд наалдсан хальсны давхаргыг ашигладаг бөгөөд модуль нь ус зөөлрүүлэгчийн дээд талд хэвтэж байх ёстой. модуль. Энэ нь модулийг гагнах, мэдрэгчийг доошлуулах, модон дээр гагнах эсвэл утсан холболтыг зогсоохын тулд модон дээр байрлуулснаар хүрч болно.

Алхам 2: ESP-07 програмчлах

Давсны түвшний дэлгэцийн батерейг жолоодох зорилготой байсан тул ESP8266 чип модулийн нүцгэн хувилбарыг зогсолтын гүйдлийг багасгаж, дор хаяж нэг жилийн батерейны ашиглалтыг өгөхөөр сонгосон. Хүчдэл зохицуулагч ба USB интерфэйсийг багтаасан зарим илүү нарийн хувилбаруудаас ялгаатай нь энэхүү төсөлд ашигласан нүцгэн ESP-07-т нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэмж оруулах шаардлагатай. Туршилтын явцад цуваа порт. Бүх зүйл зөв ажиллаж байгаад баяртай байвал цуваа адаптер устгагдах болно гэдгийг бүү мартаарай. Зарим шалтгааны улмаас мэдрэгчийг ажиллуулахын тулд SDA ба SCL шугамыг солих шаардлагатай байсан, хэрэв хүрээ нь бүрэн хэмжээгээр гацсан бол үүнийг туршиж үзээрэй. Магадгүй хятадын үйлдвэрлэх хачирхалтай зүйл үү? Литий тионил хлоридын батерейг энэ төслийг тэжээхэд ашигладаг. Энэхүү батерейны AA хэмжээ нь 3.6V тогтмол хүчдэлтэй бөгөөд 2600 мАч хүчин чадалтай бөгөөд ESP-07-ийг тэжээхэд хамгийн тохиромжтой. Эдгээр батерейг тусгай зориулалтын батерей нийлүүлэгчдээс олж болох боловч ердийн жижиглэн худалдааны цэгүүдээс олж чадахгүй. Тэд ердийн хүчдэлээс хоёр дахин их зайнд олон нийтийг суллахыг зүрхлэхгүй байна гэж би бодож байна!

ESP-07-ийг асаахад зүүг эхлүүлэх горимыг дуустал хачин зүйл хийдэг. Аюулгүй байдлын үүднээс модулийн гаралтын холболтод ямар нэгэн гэмтэл учруулахгүйн тулд резисторыг оруулсан болно. Энэхүү төслийн Arduino -ийн нооргийг текст файлд хавсаргав. Ердийнх шиг та үүнийг өөрийн чиглүүлэгчийн итгэмжлэл болон ThingSpeak данснаасаа API түлхүүрээр засварлах шаардлагатай болно. Түүнчлэн, статик IP хаягийг WiFi холболтын хугацааг түргэсгэх, гүйдлийг хэмнэхэд ашигладаг. Энэ нь таны сүлжээнд тохирох IP хаягийг өөрчлөх шаардлагатай байж магадгүй юм. Тэмдэглэл таслал нь IP хаягаар хэрэглэгддэг бөгөөд тодорхой хугацаанд биш юм! Хэрэв танд илүү их тусламж хэрэгтэй бол ESP8266 -г анивчуулах, ашиглах талаар интернет дээр маш их мэдээлэл байдаг. Дүгнэж хэлэхэд, анивчих нь дараах байдлаар үргэлжилнэ.

Arduino IDE -ийг компьютер дээр ажиллуулаад ESP8266 самбарыг суулгаж, сонгосон эсэхийг шалгаарай Та доорх хавсаргасан дэлгэцийн зураг дээр мэдрэгч болон WiFi -ийг ачаалах хэрэгтэй. батерейг залгуурт залгаарай USB адаптерт залгаарай Зөөвөрлөх кодыг зөв холбосон эсэхийг шалгаарай Батерейг салгаад дараа нь GPIO0 холболтыг салгаарай Цуваа дэлгэцийг асаагаад батерейг солино Модуль унтахаас өмнө та ноорог дээрх цуврал хэвлэмэл зурагтай танилцах ёстой.

Циклийн хугацааг 20 секунд хүртэл богиносгосноор дибаг хийх нь илүү хялбар болно. Мөн таны чиглүүлэгчээс хамаарч найдвартай холбоос өгөхийн тулд холболтын хугацааг тохируулах шаардлагатай болж магадгүй юм. Бүх зүйл ажилласны дараа USB адаптерийг салгаж, дэлгэцийг холбож үйлчилгээнд хамруулж болно.

Алхам 3: Эцсийн утас

Хяналт нь бидний хүссэнээр тохируулагдсан гэж бодоход утсыг зурган дээрх шиг цэгцэлж болно. Улаан унтраах LED -ийг унтрааж байх ёстой. Үүнийг халив эсвэл гагнуургүйгээр зөөлөн хийж болно. Хэрэв WiFi дохио доод талд байгаа бол гадаад антеныг холбосноор хүрээгээ сайжруулж болно. Энэ тохиолдолд керамик антентай холбосон холбоосыг LED шиг зайлуулах ёстой. ESP-07 нь керамик антенны холбоосгүйгээр ажилладаг бол гадаад антен үргэлж холбогдсон байх ёстой.

Алхам 4: Мэдрэгч суурилуулах

Мэдрэгчийг давсны уусмалын саванд хамгийн их давсны түвшингээс дээш холбох шаардлагатай. Энэхүү суурилуулалтанд ус зөөлрүүлэгчийн таг нь мэдрэгчийг байрлуулах тохиромжтой газар болох нь батлагдсан. Тагны жижиг нүхийг өрөмдөж, мэдрэгч нь давсны түвшинг харах боломжтой болно. Давсны уусмалын хольц нь маш идэмхий тул нүхийг таглаж, мэдрэгчийг хамгаалахын тулд наалдсан хальсны давхаргыг хэрэглэдэг. Батерей болон ESP-07-ийг тагны дэргэдэх мэдрэгчийн дэргэд суулгаж болно. Хэрэв WiFi дохионы хүч хязгаарлагдмал бол гадаад антеныг залгах боломжтой байдаг. ус зөөлрүүлэгчийг шүүгээнд хийчихсэн байхад яг тагны дээд талд наасан. Илүү нээлттэй нөхцөл байдалд зохих хэргийг хийх шаардлагатай болно.

Алхам 5: Батерейны ашиглалтын хугацаа

Батерейны ашиглалтын хугацааг тооцоолохын тулд бид дэлгэцийг сэрүүн байхад зогсолтын гүйдэл ба гүйдлийг хэмжих хэрэгтэй. ESP-07 нь тоолуурын хүрээг өөрчлөх гэх мэт өөрчлөлт хийхдээ амархан түгжигддэг тул энэ нь нэлээд хэцүү байсан. Эцсийн шийдэл бол цахилгаан гүйдэлд 0.1 Ом эсэргүүцэл нэмж, сэрэх хугацаанд гүйдлийг хамрах хүрээгээр хэмжих явдал байв. Хэмжилт бүр нь дунджаар 77 мА гүйдэлтэй 6.7 секунд үргэлжилсэн бөгөөд унтах гүйдлийг диод ба 5 к резисторыг цахилгаан залгуурт зэрэгцүүлэн байрлуулах замаар хэмжсэн. Диод нь сэрэх гүйдлийг дамжуулдаг боловч бага зогсолтын гүйдэл нь резистороор дамждаг. Энэ нь 28.8 uA зогсолтын гүйдэл өгсөн бөгөөд програмын унтах хугацааг хэмжих хооронд ойролцоогоор 1 цаг болгоно. Жил гаруй хугацаанд монитор нь 250 мАч зогсолт, 1255 мАч сэрүүн буюу нийт 1505 мАч ашиглах болно. 2600 мАч багтаамжтай батерей нь нэг жилийн хугацаанд ажиллах боломжтой бөгөөд давсны түвшинг бага хэмжих замаар батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгаж болно. Харамсалтай нь ESP-07-ийн унтах хугацааг нэг цагаас илүү удаан хийх боломжгүй юм. Асуудлыг тойрч гарах нэг арга бол ESP-07-ийг цаг тутамд сэрээж, дараа нь дахин унтуулах явдал юм. Модемийг сэрээхгүй байх сонголт байдаг бөгөөд энэ нь ашигласан эрчим хүчний хэмжээг хоёр дахин бууруулж байгааг диаграммд харуулав. Давсны түвшинг өдөрт ердөө 4 удаа хэмждэг бол батерейны ашиглалтын хугацаа ойролцоогоор 5 жил болно. Доорх код нь ESP8266 RTC санах ойг ашиглан модуль хэдэн удаа гүн нойронд орсон болохыг хадгалдаг. Энэхүү тоймд хэмжилт хийхээс өмнө унтах 6 хугацаа байдаг бөгөөд унших хооронд 7 цаг өгдөг. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь таны аппликешнд тохируулагдах болно. Батерейг үргэлж чанга байрлуулж, тасалдсан холболт нь ESP-07-ийг түгжиж, батерейг цэнэггүй болгож болзошгүй юм. Эдгээр удаан унтах хугацааг солихын өмнө батерей хэдэн жилийн турш ажиллах ёстой. Дахин хэлэхэд модулийг 10 секунд унтахад турших нь хамгийн сайн арга юм, ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд 7 цаг хүлээхэд удаан хугацаа шаардагдана.

Алхам 6: Давсны түвшний график

Энэхүү хоёр график дээр ус зөөлрүүлэгч дэх давсны түвшин, WiFi дохионы хүч зэргийг харуулав. Энэ ус зөөлрүүлэгчийг тоолуураар удирддаг бөгөөд хос савтай загвартай тул танкууд өдрийн аль ч цагт сэлгэх боломжтой. Давсны түвшний хүснэгтэд нөхөн сэргэлт хэзээ болсон, нөхөн сэргээлтийн хоорондох хугацаа нь усны хэрэглээний талаархи ойлголтыг өгдөг. Илүү их давс шаардагдах үед энэхүү дэлгэц нь ус хэмжигч төхөөрөмж дээр хэт их ус зарцуулдаг болохыг харуулдаг. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам гүн нь аажмаар өөрчлөгддөг газрын тос эсвэл усны савны түвшинг хянах гэх мэт бусад програмуудыг ашиглах боломжтой.

Алхам 7: Имэйл сануулагч

Давсны түвшин багатай тухай сануулах имэйлийг ThingSpeak -аас илгээж болно. Үүнд APPS цэснээс хоёр програм тохируулах шаардлагатай бөгөөд эхнийх нь давсны түвшин нь тогтоосон хязгаараас давсан тохиолдолд имэйл бичих, илгээх MATLAB шинжилгээ юм. Нөгөө нэг аппликейшн бол давсны түвшинг хэр олон удаа шалгахаа өөрөө шийдэх боломжтой TimeControl бөгөөд TimeControl програмыг тохируулах нь маш ойлгомжтой бөгөөд энэ тохиолдолд давсны түвшинг өдөр бүр MATLAB шинжилгээ ашиглан шалгадаг. Давсны түвшин доод түвшинд хүрмэгц өдөр бүр и -мэйл илгээх болно. Энэхүү зааварт ашигласан MATLAB анализыг доор хавсаргасан болно. Үүнийг өөрийн сувгийн ID болон ApiKey ашиглан шинэчлэх шаардлагатай болно. Түүнчлэн, танкийн давсны доод түвшинг 'if' мэдэгдэлд оруулах шаардлагатай. Энэ нь ThingSpeak кодчиллын нарийн ширийн зүйлийг судлахгүйгээр имэйл хүлээн авахад хангалттай дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгсөн гэж найдаж байна.