Monitor Level Garam Pelembut Air: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Pelunak air bekerja menggunakan proses yang disebut pertukaran ion di mana ion kalsium dan magnesium dari air sadah ditukar dengan natrium klorida (garam) melalui resin khusus. Air masuk ke bejana tekan di mana ia bergerak melalui manik-manik resin, dan kalsium dan magnesium digantikan oleh natrium. Manik-manik resin akhirnya akan habis dan tidak dapat mengambil mineral keras lagi. Proses pengisian ulang atau regenerasi melewatkan larutan air garam melalui butiran resin yang melepaskan mineral kekerasan dan membuangnya tanpa membahayakan ke saluran pembuangan. Manik-manik resin dibiarkan segar dan siap untuk membuat lebih banyak air yang dilunakkan.

Pelunak air penukar ion tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran tetapi semuanya memiliki satu kesamaan, tangki air garam yang perlu diisi dengan garam setiap beberapa minggu untuk menjamin pasokan air lunak secara teratur. Pelunak air bukanlah peralatan yang benar-benar menarik sehingga mereka dibuang ke tempat yang tidak dapat diakses yang berarti kunjungan khusus diperlukan untuk memeriksa kadar garam. Seringkali, isyarat untuk menambahkan lebih banyak garam datang dari anggota rumah tangga yang mengeluhkan air sadah. Diperlukan sensor kadar garam yang pas dan lupa yang dapat mengirim pengingat saat kadar garam di pelembut rendah. Dalam Instruksi ini, sensor jarak digunakan untuk mengukur kadar garam dalam pelembut air setiap beberapa jam dan hasilnya diposting di ThingSpeak. Saat kadar garam berkurang, ThingSpeak akan mengirimkan email pengingat untuk mengisi tangki air garam dengan garam. Semua komponen untuk proyek ini tersedia di eBay, seperti biasa, suku cadang termurah berasal dari Asia. Meski harus membeli semua komponen, total biayanya sekitar US$10. Banyak keterampilan seperti menyolder atau menggunakan Arduino IDE diperlukan untuk membuat proyek ini. Semua teknik ini tercakup dalam Instructables lain dan tidak diulang di sini.

Perlengkapan

Dudukan baterai AAVL53L0X modul mulai BAT43 Shottky diode 100nF kapasitor 2 x 5k resistor 2 x 470 Ohm resistor Modul adaptor serial FT232RL ukuran AA Baterai Lithium Thionyl Chloride Modul mikrokontroler ESP-07 Modul mikrokontroler Serba-serbi, kawat, kotak dll.

Langkah 1: Detektor Level Garam

VL53L0X digunakan untuk merasakan permukaan garam dalam pelembut air. Sensor bekerja dengan mengirimkan pulsa cahaya dan mengukur waktu yang diperlukan untuk memantulkan kembali. Hasil terbaik datang dari penggunaan permukaan reflektif putih dalam gelap, persis seperti yang kita miliki di tempat garam. Sensornya sendiri sangat kecil dan sulit ditangani. Dengan demikian, dapat dibeli sebagai modul yang berisi antarmuka I2C. Ini membuatnya lebih mudah untuk terhubung dengan mikrokontroler lain seperti Arduino atau Raspberry Pi. Karena jendela laser dan sensor sangat kecil, lapisan clingfilm digunakan untuk menghentikan kotoran yang menghalangi perangkat. Modul harus diletakkan rata di bagian atas pelembut air sehingga kabel atau solder tidak boleh menonjol di sisi sensor modul. Ini dicapai dengan meletakkan modul selama penyolderan, sensor ke bawah, pada sepotong kayu untuk menghentikan solder atau kawat yang membentuk gundukan di sisi sensor.

Langkah 2: Memprogram ESP-07

Tujuannya adalah untuk membuat monitor level garam digerakkan oleh baterai dan oleh karena itu modul chip ESP8266 versi sederhana dipilih untuk meminimalkan arus siaga dan memberikan masa pakai baterai setidaknya satu tahun. Tidak seperti beberapa versi yang lebih canggih yang mencakup pengatur tegangan dan antarmuka USB, beberapa komponen tambahan harus ditambahkan ke ESP-07 yang digunakan dalam proyek ini. Adaptor serial sementara dihubungkan untuk mem-flash ESP-07 dan monitor port serial selama pengujian. Ingatlah bahwa adaptor serial akan dihapus setelah kami senang semuanya berfungsi dengan benar, jangan membuatnya terlalu padat. Untuk beberapa alasan, jalur SDA dan SCL perlu ditukar agar sensor berfungsi, coba ini jika rentang macet pada skala penuh. Mungkin kekhasan manufaktur Cina? Baterai lithium tionil klorida digunakan untuk memberi daya pada proyek ini. Baterai berukuran AA ini memiliki tegangan stabil 3.6V dan kapasitas 2600 mAh, ideal untuk memberi daya pada ESP-07. Baterai ini dapat ditemukan di pemasok baterai khusus tetapi tidak di gerai ritel biasa. Saya kira mereka tidak berani membiarkan masyarakat umum kehilangan baterai dua kali tegangan normal!

Ketika ESP-07 menyala, pin melakukan hal-hal aneh sampai menyelesaikan rutinitas start up. Sebagai tindakan pengamanan, resistor disertakan dalam koneksi ke output modul untuk mencegah arus yang merusak. Sketsa Arduino untuk proyek ini dilampirkan dalam file teks. Seperti biasa, Anda perlu mengeditnya dengan kredensial router Anda sendiri dan kunci API dari akun ThingSpeak Anda. Juga, alamat IP statis digunakan untuk mempercepat waktu koneksi WiFi dan menghemat arus. Ini mungkin melibatkan mengubah alamat IP agar sesuai dengan jaringan Anda. Catatan koma digunakan dalam alamat IP dan bukan titik! Ada banyak informasi di internet tentang flashing dan menggunakan ESP8266 jika Anda memerlukan bantuan lebih lanjut. Singkatnya, proses flashing sebagai berikut:

Jalankan Arduino IDE di PC dan pastikan board ESP8266 sudah terpasang dan dipilih baterai ke dudukanColokkan adaptor USBUnggah kode untuk memeriksa apakah sudah tersambung dengan benar Lepaskan baterai, lalu lepaskan koneksi GPIO0. Mulai monitor serial dan ganti bateraiAnda akan disambut dengan cetakan serial dari sketsa sebelum modul masuk ke mode tidur

Mengurangi waktu siklus menjadi sekitar 20 detik akan membuat proses debug menjadi lebih mudah. Juga, tergantung pada router Anda, waktu koneksi mungkin perlu disesuaikan untuk memberikan tautan yang andal. Setelah semuanya berfungsi, adaptor USB dapat dilepas dan monitor dapat dihubungkan untuk diservis.

Langkah 3: Pengkabelan Akhir

Ketika kita berpikir monitor sudah diatur sesuai keinginan kita, kabel dapat dirapikan seperti pada gambar. LED daya merah harus dilepas karena ini adalah penguras daya selama tidur nyenyak. Itu dapat dengan lembut di-ping dengan obeng atau tidak disolder. Jika sinyal WiFi rendah, jangkauan dapat ditingkatkan dengan menghubungkan antena eksternal. Dalam hal ini, tautan yang menghubungkan antena keramik harus dilepas seperti LED. Harus selalu ada antena eksternal yang terhubung jika ESP-07 dioperasikan tanpa sambungan antena keramik.

Langkah 4: Pemasangan Sensor

Sensor perlu dipasang di atas level garam tertinggi di tangki air garam. Dalam pemasangan ini, tutup pelembut air terbukti menjadi tempat yang nyaman untuk menempatkan sensor. Sebuah lubang kecil dibor di tutupnya sehingga sensor dapat melihat tingkat garam. Karena campuran air garam sangat korosif, lapisan cling film digunakan untuk menutupi lubang dan melindungi sensor. Baterai dan ESP-07 juga dapat dipasang di sebelah sensor pada tutupnya. Selalu ada opsi untuk memasang antena eksternal jika kekuatan sinyal WiFi terbukti kecil. Dalam pemasangan ini, sensor, ESP-07 dan baterai dipasang hanya direkatkan ke bagian atas tutupnya karena pelembut air disimpan di lemari. Kasus yang tepat akan dibutuhkan dalam situasi yang lebih terbuka.

Langkah 5: Masa Pakai Baterai

Untuk memperkirakan masa pakai baterai, kita perlu mengukur arus siaga dan arus saat monitor menyala. Ini terbukti cukup sulit karena ESP-07 dapat dengan mudah mengunci saat melakukan perubahan seperti mengubah rentang meteran. Solusi terakhir adalah menambahkan resistor 0,1 Ohm ke kabel daya dan mengukur arus dengan lingkup selama periode bangun. Setiap pengukuran berlangsung 6,7 detik dengan arus rata-rata 77mA. Arus tidur diukur dengan meletakkan dioda dan resistor 5k secara paralel ke kabel daya. Dioda membawa arus bangun tetapi arus siaga rendah dibawa oleh resistor. Ini memberikan arus siaga 28,8 uA. Waktu tidur dalam program diatur sekitar 1 jam di antara pengukuran. Selama setahun, monitor akan menggunakan 250 mAh dalam keadaan siaga dan 1255 mAh atau total 1505 mAh. Baterai 2600 mAh yang digunakan di monitor ini dapat bertahan lebih dari satu tahun dengan mudah. Masa pakai baterai dapat diperpanjang lebih jauh dengan mengukur kadar garam lebih jarang. Sayangnya waktu tidur ESP-07 tidak dapat dengan mudah dibuat lebih dari sekitar satu jam. Salah satu cara mengatasi masalah ini adalah dengan membangunkan ESP-07 setiap jam dan kemudian segera mengembalikannya ke mode tidur lagi. Ada pilihan untuk tidak membangunkan modem dan grafik menunjukkan ini membagi dua jumlah daya yang digunakan. Dengan mengukur kadar garam hanya 4 kali sehari, kita dapat mengharapkan masa pakai baterai sekitar 5 tahun. Kode di bawah ini menggunakan memori ESP8266 RTC untuk menyimpan berapa kali modul dalam tidur nyenyak. Dalam sketsa ini, ada 6 periode tidur sebelum melakukan pengukuran yang memberikan 7 jam antara pembacaan. Tentu saja ini dapat disesuaikan dengan aplikasi Anda. Selalu pasang baterai dengan kuat di tempatnya, koneksi yang terputus dapat mengunci ESP-07 dan menguras baterai. Baterai harus bertahan beberapa tahun sebelum diganti dengan waktu tidur yang lebih lama ini. Sekali lagi yang terbaik adalah menguji modul dengan tidur 10 detik, 7 jam adalah waktu yang lama untuk menunggu untuk memeriksa apakah itu berfungsi …

Langkah 6: Bagan Tingkat Garam

Dua grafik menunjukkan tingkat garam dalam pelembut air dan kekuatan sinyal WiFi, alat pemecahan masalah yang berguna. Regenerasi pelembut air ini dikendalikan meter dan menjadi model tangki kembar, tangki dapat beralih kapan saja sepanjang hari. Grafik tingkat garam menunjukkan kapan regenerasi terjadi dan waktu antara regenerasi memberikan gambaran penggunaan air. Monitor ini tidak hanya menunjukkan ketika lebih banyak garam dibutuhkan tetapi pada pelembut terukur, monitor ini dapat menyoroti penggunaan air yang berlebihan. VL53L0X memiliki jangkauan hingga sekitar 2m, tergantung pada permukaan pantul. Aplikasi lain dimungkinkan seperti memantau level tangki minyak atau air di mana kedalaman berubah perlahan seiring waktu.

Langkah 7: Pengingat Email

Email pengingat tentang kadar garam rendah dapat dikirim dari ThingSpeak. Ini melibatkan pengaturan dua Aplikasi dari menu APPS, yang pertama adalah Analisis MATLAB yang akan membuat dan mengirim email jika tingkat garam melebihi batas yang ditentukan. Aplikasi lainnya adalah TimeControl di mana Anda dapat memutuskan seberapa sering untuk memeriksa tingkat garam. Menyiapkan Aplikasi TimeControl cukup intuitif, dalam hal ini, tingkat garam diperiksa setiap hari dengan menjalankan Analisis MATLAB. Email yang mengganggu akan dikirim setiap hari setelah level garam mencapai level rendah. Analisis MATLAB yang digunakan dalam Instruksi ini terlampir di bawah. Ini perlu diperbarui dengan ID saluran dan ApiKey Anda sendiri. Juga, tingkat garam minimum untuk tangki Anda perlu dimasukkan dalam pernyataan 'jika'. Semoga ini memberikan detail yang cukup untuk menerima email tanpa harus mempelajari seluk-beluk pengkodean ThingSpeak.