Ultrasone draadloze waterniveau-indicator - op zonne-energie

Een ultrasone waterpeilregelaar is een apparaat dat waterpeilen in een tank kan detecteren zonder fysiek contact en de gegevens naar een verre LED-indicator kan sturen in een draadloze GSM-modus.

In deze post gaan we een ultrasone, op zonne-energie werkende draadloze waterniveau-indicator maken met Arduino waarin de Arduino's zouden zenden en ontvangen op een draadloze frequentie van 2,4 GHz. We zullen het waterniveau in de tank detecteren met ultrasoon in plaats van met de traditionele elektrodemethode.

Overzicht

Waterniveau-indicator is een must-have gadget, als u een huis bezit of zelfs in een gehuurd huis woont. EEN waterniveau-indicator toont één belangrijke gegevens voor uw huis die net zo belangrijk is als de uitlezing van uw energiemeter, namelijk hoeveel water is er nog over? Zodat we het waterverbruik kunnen bijhouden en we niet naar boven hoeven te klimmen om bij de watertank te komen om te zien hoeveel water er nog is en geen plotselinge stopzetting van het water uit de kraan.

We leven in 2018 (op het moment dat dit artikel wordt geschreven) of later, we kunnen onmiddellijk communiceren met overal ter wereld, we hebben een elektrische raceauto naar de ruimte gelanceerd, we hebben satellieten en rovers naar Mars gelanceerd, we kunnen zelfs mensen landen wezens op de maan, nog steeds geen goed commercieel product om te detecteren hoeveel water er nog in onze watertanks zit?

We kunnen zien dat waterniveau-indicatoren zijn gemaakt door leerlingen van het 5de leerjaar voor een wetenschapsbeurs op school. Hoe pasten zulke eenvoudige projecten niet in ons dagelijks leven? Het antwoord is dat watertankniveau-indicatoren geen eenvoudige projecten zijn die een 5e grader er een voor ons huis kan maken. Er zijn veel praktische overwegingen voordat we er een ontwerpen.

• Niemand wil een gat in de behuizing van de watertank boren voor elektroden die later water zouden kunnen lekken.
• Niemand wil 230/120 VAC-draad in de buurt van de watertank leggen.
• Niemand wil elke maand batterijen vervangen.
• Niemand wil extra lange draden aan een kamer laten hangen voor indicatie van het waterpeil, aangezien dit niet vooraf is gepland tijdens het bouwen van het huis.
• Niemand wil het water gebruiken dat vermengd is met metaalcorrosie van de elektrode.
• Niemand wil de opstelling van de waterniveau-indicator verwijderen tijdens het schoonmaken van de tank (binnenkant).

Sommige van de bovengenoemde redenen zien er misschien raar uit, maar u zult minder bevredigend zijn met in de handel verkrijgbare producten met deze nadelen. Daarom is de penetratie van deze producten bij de gemiddelde huishoudens * veel lager.
* Op de Indiase markt.

Na het overwegen van deze kernpunten, hebben we een praktische waterniveau-indicator ontworpen die de genoemde nadelen moet wegnemen.

Ons ontwerp:

• Het maakt gebruik van een ultrasone sensor om het waterpeil te meten, dus geen corrosieprobleem.
• Draadloze indicatie van het waterpeil in realtime op 2,4 GHz.
• Goede draadloze signaalsterkte, genoeg voor gebouwen met 2 verdiepingen.
• Werkt op zonne-energie, geen wisselstroom meer of batterij vervangen.
• Tank vol / overloop alarm tijdens het vullen van de tank.

Laten we de circuitdetails eens bekijken:

Zender:

De draadloos zendercircuit die op de tank wordt geplaatst, zal elke 5 seconden 24/7 waterpeilgegevens verzenden. De zender bestaat uit Arduino nano, ultrasone sensor HC-SR04, nRF24L01 module die de zender en ontvanger draadloos zal verbinden op 2,4 GHz.

Een zonnepaneel van 9 V tot 12 V met een stroomuitvoer van 300 mA zal het zendercircuit van stroom voorzien. Een printplaat voor batterijbeheer laadt de Li-ion-batterij op, zodat we het waterpeil kunnen volgen, zelfs als er geen zonlicht is.

Laten we eens kijken hoe u de ultrasone sensor in de watertank plaatst:

Houd er rekening mee dat u uw creativiteit moet gebruiken om het circuit te beklimmen en te beschermen tegen regen en direct zonlicht.

Snijd een klein gaatje boven het deksel van de tank om de ultrasone sensor te plaatsen en sluit deze af met een soort lijm die u kunt vinden.

Meet nu de volledige hoogte van de tank van onder tot deksel, noteer deze in meters. Meet nu de hoogte van de wateropslagcapaciteit van de tank zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding en noteer deze in meters.
U moet deze twee waarden in de code invoeren.

Schematisch diagram van zender:

OPMERKING: nRF24L01 gebruikt 3,3 V omdat Vcc geen verbinding maakt met de 5 V-uitgang van Arduino.

Voeding voor zender:

Zorg ervoor dat het uitgangsvermogen van uw zonnepaneel, d.w.z. vermogen (volt x stroom), groter is dan 3 watt. De zonnepaneel moet 9V tot 12V zijn.

Een paneel van 12 V en 300 mA wordt aanbevolen, dat u gemakkelijk op de markt kunt vinden. De batterij moet ongeveer 3,7 V 1000 mAh zijn.

5V 18650 Li-ion oplaadmodule:

De volgende afbeelding toont een standaard 18650 oplaadcircuit

De invoer kan USB (niet gebruikt) of externe 5V van LM7805 IC zijn. Zorg ervoor dat u de juiste module krijgt, zoals hierboven weergegeven TP4056 bescherming, die een lage batterijuitschakeling en kortsluitbeveiliging heeft.

De output hiervan moet naar de ingang van de XL6009 worden geleid, die naar een hogere spanning zal stijgen, met behulp van een kleine schroevendraaier moet de output van XL6009 worden aangepast naar 9V voor Arduino.

Afbeelding van XL6009 DC naar DC boost-omzetter:

Dat concludeert de hardware van de zender.

Code voor zender:

​

Wijzig de volgende waarden in de code die u hebt gemeten:

​

Dat concludeert de zender.

De ontvanger:

De ontvanger kan 5 niveaus weergeven. Alarm, wanneer de tank de absolute maximale wateropslagcapaciteit heeft bereikt tijdens het vullen van de tank. 100 tot 75% - Alle vier de leds zullen oplichten, 75 tot 50% drie leds zullen oplichten, 50 tot 25% twee leds zullen oplichten, 25% en minder zal één led oplichten.
De ontvanger kan worden gevoed door een 9V-batterij of vanaf smartphonelader naar USB mini-B-kabel.

Code voor ontvanger:

​

Dat concludeert de ontvanger.

OPMERKING: als er geen LED's branden, kan de ontvanger geen signaal van de zender ontvangen. U moet 5 seconden wachten om het signaal van de zender te ontvangen nadat u het ontvangercircuit hebt ingeschakeld.

Prototypes van de auteur:

Zender:

Ontvanger:

Als u vragen heeft over dit op zonne-energie aangedreven ultrasone draadloze waterniveauregelaarcircuit, aarzel dan niet om dit in de opmerking te vermelden, u kunt een snel antwoord verwachten.