Mfuatiliaji wa Kiwango cha Chumvi cha Maji: Hatua 7

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Vipolezi vya maji hufanya kazi kwa kutumia mchakato unaoitwa ubadilishaji wa ioni ambayo ioni za kalsiamu na magnesiamu kutoka kwa maji ngumu hubadilishwa na kloridi ya sodiamu (chumvi) kupitia resini maalum. Maji huingia kwenye chombo cha shinikizo ambapo huenda kupitia shanga za resini, na kalsiamu na magnesiamu hubadilishwa na sodiamu. Shanga za resini mwishowe zitachoka na haziwezi kuchukua madini yoyote magumu zaidi. Mchakato wa kuchaji au kuzaliwa upya hupitisha suluhisho la maji ya chumvi kupitia shanga za resini ambazo huzuia madini ya ugumu na kuzifuta vibaya bila kukimbia. Shanga za resini zimesalia zimeburudishwa na ziko tayari kutengeneza maji laini zaidi.

Vipunguzi vya kubadilishana maji vya Ion huja katika maumbo na saizi nyingi lakini zote zina kitu kimoja, tangi ya brine ambayo inahitaji kujazwa na chumvi kila wiki chache ili kuhakikisha upatikanaji wa maji laini. Vipolezi vya maji sio vipande vya kuvutia vya vifaa na kwa hivyo vimetengwa kwa sehemu isiyoweza kufikiwa maana ya ziara maalum inahitajika kuangalia kiwango cha chumvi. Mara nyingi zaidi kuliko hivyo, dalili ya kuongeza chumvi zaidi hutoka kwa wanafamilia wanaoganda juu ya maji ngumu. Inastahili na kusahau sensa ya kiwango cha chumvi inahitajika ambayo inaweza kutuma ukumbusho wakati chumvi iko chini kwenye laini. Katika hii Inayoweza kufundishwa, sensor ya anuwai hutumiwa kupima kiwango cha chumvi kwenye laini ya maji kila masaa machache na matokeo yamechapishwa kwenye ThingSpeak. Kiwango cha chumvi kinapopungua, ThingSpeak itatuma barua pepe ya ukumbusho kujaza tangi ya brine na chumvi. Vipengele vyote vya mradi huu vinapatikana kwenye eBay, kama kawaida, sehemu za bei rahisi zinatoka Asia. Hata lazima ununue vifaa vyote, jumla ya gharama itakuwa karibu dola 10 za Kimarekani. Ujuzi mwingi kama kuuza au kutumia IDE ya Arduino inahitajika kufanya mradi huu. Mbinu hizi zote zimefunikwa katika Maagizo mengine na hazirudiwi hapa.

Vifaa

Mmiliki wa betri AA VL53L0X kuanzia moduli BAT43 Shottky diode 100nF capacitor 2 x 5k resistors 2 x 470 Ohm resistors FT232RL serial adapter moduli AA size Lithium Thionyl Chloride Battery ESP-07 moduli ya kudhibiti microcontroller, waya, sanduku nk.

Hatua ya 1: Kigundua Kiwango cha Chumvi

VL53L0X hutumiwa kuhisi uso wa chumvi kwenye laini ya maji. Sensor inafanya kazi kwa kutuma mpigo wa taa na kupima wakati inachukua kutafakari nyuma. Matokeo bora hutoka kwa kutumia uso mweupe wa kutafakari gizani, haswa kile tunacho kwenye pipa la chumvi. Sensor yenyewe ni ndogo sana na ngumu kushughulikia. Kama hivyo, inaweza kununuliwa kama moduli iliyo na kiolesura cha I2C. Hii inafanya iwe rahisi sana kuungana na wadhibiti wengine wadogo kama Arduino au Raspberry Pi. Kwa kuwa laser na sensa windows ni ndogo sana, safu ya clingfilm hutumiwa kuzuia uchafu wowote unaozuia kifaa. Moduli inahitaji kulala juu juu ya laini ya maji na kwa hivyo waya au solder haipaswi kujitokeza upande wa sensorer. moduli. Hii ilifanikiwa kwa kupumzika kwa moduli wakati wa kutengenezea, sensorer chini, kwenye kipande cha kuni ili kuzuia kutengenezea au kutengeneza matuta upande wa sensorer.

Hatua ya 2: Kupanga programu ya ESP-07

Kusudi lilikuwa kufanya kiwango cha chumvi kufuatilia betri inayoendeshwa na kwa hivyo toleo la mifupa iliyo wazi ya moduli ya chip ya ESP8266 ilichaguliwa kupunguza hali ya kusubiri na kutoa angalau maisha ya betri ya mwaka. Tofauti na matoleo mengine ya kisasa zaidi ambayo ni pamoja na vidhibiti vya voltage na kiolesura cha USB, vifaa vingine vya ziada lazima viongezwe kwenye mifupa isiyo wazi ya ESP-07 inayotumiwa katika mradi huu. bandari ya serial wakati wa kupima. Kumbuka kwamba adapta ya serial itaondolewa mara tu tutakapofurahi kuwa kila kitu hufanya kazi kwa usahihi, usiifanye iwe ngumu sana. Kwa sababu fulani, laini za SDA na SCL zinahitaji kubadilishana ili kufanya kazi ya sensorer, jaribu hii ikiwa masafa yamekwama kwa kiwango kamili. Labda quirk ya utengenezaji wa Wachina? Lithium thionyl kloridi betri hutumiwa kuwezesha mradi huu. Ukubwa wa AA ya betri hii ina voltage thabiti ya 3.6V na uwezo wa 2600 mAh, inayofaa kuwezesha ESP-07. Betri hizi zinaweza kupatikana kwa wauzaji wa betri maalum lakini sio katika maduka ya kawaida ya rejareja. Nadhani wanathubutu kutoweka umma kwa jumla juu ya betri ya voltage mara mbili ya kawaida!

Wakati ESP-07 inapoweka nguvu, pini hufanya vitu vya kushangaza hadi itakapomaliza utaratibu wa kuanza. Kama kipimo cha usalama, vipingaji vimejumuishwa kwenye unganisho na matokeo ya moduli kuzuia mikondo yoyote inayoharibu. Mchoro wa Arduino wa mradi huu umeambatanishwa kwenye faili ya maandishi. Kama kawaida, utahitaji kuibadilisha na sifa zako za router na ufunguo wa API kutoka kwa akaunti yako ya ThingSpeak. Pia, anwani ya IP tuli hutumiwa kuharakisha wakati wa unganisho la WiFi na kuokoa ya sasa. Hii inaweza kuhusisha kubadilisha anwani za IP ili zilingane na mtandao wako. Kumbuka koma hutumiwa katika anwani ya IP na sio kipindi! Kuna habari nyingi kwenye wavuti juu ya kuangaza na kutumia ESP8266 ikiwa unahitaji msaada zaidi. Kwa muhtasari, mwangaza unaendelea kama ifuatavyo:

Anzisha IDE ya Arduino kwenye PC na uhakikishe kuwa bodi ya ESP8266 imewekwa na imechaguliwa Unaweza kuhitaji kusanikisha maktaba za sensorer na WiFiLoad kwenye mchoro wa ufuatiliaji ulioambatishwa hapo chini na urekebishe inavyotakiwa Angalia michoro ya mchoro bila makosa Unganisha GPIO0 hadi chini kupitia kontena la 5k betri ndani ya kishikilia Ingiza kwenye adapta ya USB Pakua msimbo wa kuangalia ikiunganisha vizuri Ondoa betri na kisha uondoe unganisho la GPIO0 Anzisha ufuatiliaji wa serial na ubadilishe betri Unapaswa kusalimiwa na printa za serial kutoka kwa mchoro kabla ya moduli kulala

Kupunguza muda wa mzunguko hadi sekunde 20 itafanya utatuzi kuwa rahisi zaidi. Pia, kulingana na router yako, wakati wa unganisho unaweza kuhitaji kurekebisha ili kutoa kiunga cha kuaminika. Mara tu kila kitu kinapofanya kazi, adapta ya USB inaweza kuondolewa na mfuatiliaji anaweza kushonwa kwa huduma.

Hatua ya 3: Wiring ya mwisho

Tunapofikiria mfuatiliaji ni usanidi wa jinsi tunavyopenda, wiring inaweza kuangaziwa kama kwenye picha. Taa ya nguvu nyekundu inapaswa kuondolewa kwani hii ni bomba la umeme wakati wa usingizi mzito. Inaweza kubanwa kwa upole na dereva wa screw au isiyosafirishwa. Ikiwa ishara ya WiFi iko upande wa chini, anuwai inaweza kuboreshwa kwa kuunganisha antenna ya nje. Katika kesi hii, kiunga kinachojiunga na antena ya kauri lazima kiondolewe kama LED. Lazima kuwe na antenna ya nje iliyounganishwa ikiwa ESP-07 inaendeshwa bila kiunga cha antenna ya kauri.

Hatua ya 4: Ufungaji wa Sensor

Sensor inahitaji kuweka juu ya kiwango cha juu cha chumvi kwenye tangi ya brine. Katika usanikishaji huu, kifuniko cha laini ya maji kilionekana kuwa mahali pazuri pa kuweka sensor. Shimo ndogo hupigwa kwenye kifuniko ili sensor itazame kiwango cha chumvi. Kwa kuwa mchanganyiko wa brine ni babuzi sana, safu ya filamu ya chakula hutumiwa kufunika shimo na kulinda sensorer. Betri na ESP-07 pia zinaweza kuwekwa karibu na sensa kwenye kifuniko. Daima kuna chaguo la kuingiza antena ya nje ikiwa nguvu ya ishara ya WiFi inathibitisha pembezoni. Katika usanikishaji huu, sensa, ESP-07 na betri zilikuwa gundi tu juu ya kifuniko wakati laini ya maji ilikuwa imewekwa kwenye kabati. Kesi sahihi itahitajika katika hali zilizo wazi zaidi.

Hatua ya 5: Maisha ya Batri

Ili kukadiria maisha ya betri, tunahitaji kupima hali ya kusubiri na ya sasa wakati mfuatiliaji ameamka. Hii ilionekana kuwa ngumu sana kwa sababu ESP-07 inaweza kujifunga kwa urahisi wakati wa kufanya mabadiliko kama kubadilisha safu za mita. Suluhisho la mwisho lilikuwa kuongeza kontena la 0.1 Ohm ndani ya risasi ya nguvu na kupima sasa na upeo wakati wa kipindi cha kuamka. Kila kipimo kilidumu sekunde 6.7 na wastani wa sasa wa 77mA. Sasa ya kulala ilipimwa kwa kuweka diode na kontena la 5k sambamba na risasi ya nguvu. Diode hubeba mkesha wa kuamka lakini sasa ya chini ya kusubiri inabebwa na kontena. Hii ilitoa sasa ya kusubiri ya 28.8 uA. Wakati wa kulala katika programu umewekwa kwa saa 1 kati ya vipimo. Zaidi ya mwaka, mfuatiliaji atatumia 250 mAh kwa kusubiri na 1255 mAh macho au 1505 mAh jumla. Betri ya 2600 mAh iliyotumiwa katika mfuatiliaji huu inapaswa kudumu kwa urahisi zaidi ya mwaka. Maisha ya betri yanaweza kupanuliwa hata zaidi kwa kupima kiwango cha chumvi mara kwa mara. Kwa bahati mbaya wakati wa kulala wa ESP-07 hauwezi kufanywa kwa muda mrefu zaidi ya saa moja. Njia moja ya kuzunguka shida hii ni kuamka ESP-07 kila saa na kuirudisha kulala tena mara moja. Kuna chaguo la kutokuamsha modem na chati inaonyesha hii kupunguza nusu ya nguvu inayotumika. Kwa kupima kiwango cha chumvi mara 4 tu kwa siku, tunaweza kutarajia maisha ya betri ya karibu miaka 5. Nambari hapa chini hutumia kumbukumbu ya ESP8266 RTC kuhifadhi mara ngapi moduli imekuwa katika usingizi mzito. Katika mchoro huu, kuna vipindi 6 vya kulala kabla ya kufanya kipimo ambacho hutoa masaa 7 kati ya usomaji. Kwa kweli hii inaweza kupangwa vizuri kwa programu yako. Daima piga betri mahali pazuri, unganisho lililokatizwa linaweza kupata ESP-07 na kumaliza betri. Betri inapaswa kudumu miaka kadhaa kabla ya kubadilishwa na nyakati hizi za kulala zaidi. Tena ni bora kujaribu moduli na kulala mara ya pili 10, masaa 7 ni muda mrefu kusubiri kuangalia ikiwa inafanya kazi…

Hatua ya 6: Chati ya Kiwango cha Chumvi

Chati hizo mbili zinaonyesha kiwango cha chumvi kwenye laini ya maji na nguvu ya ishara ya WiFi, zana muhimu ya risasi ya shida. Kuunda upya kwa laini hii ya maji inadhibitiwa mita na kuwa mfano wa tanki pacha, mizinga inaweza kubadilika wakati wowote wa siku. Chati ya kiwango cha chumvi inaonyesha wakati kuzaliwa upya kulitokea na wakati kati ya kuzaliwa upya hutoa wazo la matumizi ya maji. Mfuatiliaji huu hauonyeshi tu wakati chumvi zaidi inahitajika lakini kwenye laini ya mita, inaweza kuonyesha utumiaji mwingi wa maji. Matumizi mengine yanawezekana kama ufuatiliaji wa viwango vya mafuta au tanki la maji ambapo kina hubadilika polepole kwa muda.

Hatua ya 7: Kikumbusho cha Barua pepe

Kumbusha barua pepe juu ya viwango vya chini vya chumvi zinaweza kutumwa kutoka ThingSpeak. Hii inajumuisha kuanzisha Programu mbili kutoka kwa menyu ya APPS, ya kwanza ni Uchambuzi wa MATLAB ambao utatunga na kutuma barua pepe ikiwa kiwango cha chumvi kinazidi kikomo kilichofafanuliwa. Programu nyingine ni TimeControl ambapo unaweza kuamua ni mara ngapi kuangalia kiwango cha chumvi. Kuweka AppControl App ni angavu kabisa, katika kesi hii, kiwango cha chumvi hukaguliwa kila siku kwa kuendesha Uchambuzi wa MATLAB. Barua pepe inayosumbua itatumwa kila siku mara kiwango cha chumvi kinafikia kiwango cha chini. Uchambuzi wa MATLAB uliotumiwa katika Agizo hili umeambatanishwa hapa chini. Itahitaji kusasishwa na ID yako ya kituo na ApiKey. Pia, kiwango cha chini cha chumvi kwa tanki yako kinahitaji kuingizwa katika taarifa ya 'ikiwa'. Tunatumahii kuwa hii inatoa maelezo ya kutosha kupokea barua pepe bila kuuliza ugumu wa usimbaji wa ThingSpeak.