サンプポンプのフロートスイッチを交換しました — その後の調査結果は以下の通りです 6 月数
水が上がり始めた瞬間、古いフロートスイッチがただ.... そうじゃない
それは 2 3月の火曜日の朝、地下室から奇妙な音がして目が覚めました. 滴りではなく、 プール. 私のサンプポンプが故障していました, そして見つけた時には, 水はすでにユーティリティルームのドアの下から忍び込み、給湯器の方へ向かっていた. 総損害: について $1,800 壊れた石膏ボードと壊れた週末の中で.
犯人? ある $4 機械式フロートスイッチは鉱物の蓄積で固まって閉じていた. あの夜の後, 私は研究の深みにハマり、その結果 光学式水位センサー — それ以来、私は振り返ったことがありません.
もしサンプポンプを扱っているなら, エスプレッソマシンの貯蔵庫, 水耕栽培のセットアップ, またはあらゆる種類の流体管理システム, これは君のためだ. 過去6ヶ月間、実際の条件下で光学センサーをテストしてきました. 実際に効果がある方法とAmazonのレビューについて説明しましょう しない 教えてやるよ.
光学センサーの実際の仕組み (専門用語は使わない, 約束する)
比較に入る前に, 君にちゃんと理解してほしいんだ なぜでしょうか こういうものはこういう仕組みで動く, 本当にちょっとかっこいいからです.
最も 光学液体レベルセンサー いわゆる a プリズムチッププローブ — センサーの先端にある小さなガラスまたは透明プラスチックの先端. 住宅内部, 赤外線LEDがそのプリズムの基部に直接光線を照射します, そして近くに置かれた受信機がそれをキャッチするのを待っている.
ここが巧妙なところです: プリズムが空気中に置かれているとき, 光が跳ね返る 中に プリズムは全反射によるもので、受信機に戻ってきます. しかし、液体がプリズムを覆うと, 屈折率が変化し、光は反射せずに液体の中に逃げ出します. 受信側は戻ってくる光の急激な減少に気づき、出力状態を約4000年で反转させます 50 ミリ秒.
それです. 可動部品なし, フロートはなし, シャフトはなし. 光と物理法則だけが問題です.
安価なArduinoセットアップ、約600年分のKEYTHON光学センサーで試しました $8 Amazonで そして、先端を水に浸した瞬間にシリアルモニターが高から低に切り替わるのを見ていた. 本当に満足感がありました.
なぜ機械式フロートスイッチをやめたのか (そして、あなたもおそらくそうしたほうがいいでしょう)
正直に言おう: 機械式フロートスイッチは以下の通りです fine — 彼らはずっと仕事をしてきた 50 月日. だがしかし "fine" および "頼もしい" それは全く別のものです, そして地下室の洪水の後も, もう「大丈夫」には興味がなかった.
ここが核心の問題です: 可動部品の摩耗. 機械式フロートスイッチは、水位の変化に合わせてシャフトを上下に動く物理的なフロートを持っています. そのフロートは特定の高さで磁気リードスイッチを作動させます. シンプルに聞こえますね, そうだ? そうだ――だが、瓦礫が起きるまでは, カルシウム沈着, あるいは長年の使用でフロートが詰まってしまうこともあります, 腐食するシャフト, リードスイッチで固まる.
洪水の後、古いフロートスイッチを外しました. 軸は厚さ約2mmの厚い白色カルシウムのクラストで覆われていました. フロート自体は部分的に沈んでいて、私が知らないうちに数ヶ月間徐々に浮力を失っていたのです.
それを光学センサーと比較してみてください:
可動部品なし=ジャムなし. センサーはただそこに置かれているだけです. 詰まってはいけない, シャフトは腐食しない, 浮力は失ってはいけない.
どこにでも収まる. 私の古い機械式フロートは少なくとも必要でした 4 操作に必要な垂直クリアランス数インチ. 私が取り付けたKEYTHONセンサーは単三電池くらいの大きさです. サンプピットの側面壁に直接ジップタイとシリコンで取り付けました. 完成です.
実際の条件では長持ちします. 私は、約3年間商業用途に光学センサーを設置しているHVAC技術者の友人と話しました. 彼の言葉: "重要な用途で光学的に切り替えると, 戻るな。"
とはいえ、機械式フロートスイッチは依然としてかなり安価です, 通常 $3–10ドル 単位あたり, また、庭の灌漑貯水池のような非重要用途にも対応しています, 十分に十分な場合もあります. スーパーに行くのにフェラーリは必要ありません.
リアルセンサー, 実際の価格 — 実際に購入し、試したもの
スペックシートを読むだけでなく, よく話題になるセンサーをいくつか買って自分で試してみました. 私が見つけたものは以下の通りです:
KEYTHON 光学液位センサー — ~$8–12 予算趣味のおすすめ. 私はこれをArduinoサンプポンププロジェクトで使いました. コンパクトです, 5V DCで動作します, そして3本のワイヤーを持っています (VCC, GND, 出て行け). 配線はとても簡単です. プラスチックのプリズムチップは高温や強い化学薬品には耐えられていません, なので、屋内ではこの方法を使い続けるのが良いと思います, 常温水の用途のみ. 価格に見合った価値があります.
Flosun IP68 水位センサー — ~$15–25 これが私が長期的にサンプピットに設置したものです. 完全にエポキシで鉢植えされています (真のIP68), ガラスプリズムを持っています, 連続的な水没も問題なくこなせます. 私は支払いを回しました $22 船舶と共に. 取り付けは簡単で、3本の線をリレーモジュールに接続するだけでした, これで終わりです. メーカーは動作範囲を-10°Cから85°Cと謳っています, これはほとんどの住宅用ユースケースをカバーしています.
オムロン FL7Mシリーズ (インダストリアル) — ~55ドル〜120ドル、構成によって変わる これは買ってない (私は産業用途ではありません), しかし、工学フォーラムで広く引用されているので、私は徹底的に調べました. オムロンFL7Mは、サファイアプリズムチップ付きのステンレス製ハウジングを使用しています, 最大圧力に耐えられる定格 1 MPaと最大120°Cの温度. 化学物質を扱う場合は, 蒸気, または高圧システム, これがあなたが見ているティアです. 価格は明らかに別格です, しかし、商業用の化学タンクやボイラーシステムの場合, そのコストは潜在的な被害に比べてごくわずかです.
参考までに — 超音波センサー (比較のために): 必要なら 連続 レベル測定 — 単に "この点の水は, はいかいいえか" — その後、JSN-SR04Tのような超音波センサーが使われます ($10–15) またはシーメンスの超音波レベル送信機 ($150–400工業グレード) 正しいツールです. 超音波は音波を液体表面に反射させ、タンクの満杯を0%から100%まで教えてくれます. トレードオフ: 最小検出距離があります (ある "ブラインドスポット"), 泡や乱流の影響を受けることがあります, そしてコストも高くなっています. 溢れ防止および乾燥防止のために, しかし, ポイントレベルの光学センサーはより高速です, 安い, そしてより信頼性が高い.
取り付け: 思ったより簡単でした
ここで話題になっているのですが、これらは本当に設置が難しいのでしょうか?
いいえ. 本当に, いいえ.
基本的なArduino/Raspberry Pi/ESP32プロジェクト用, これが本当にやることのすべてです:
- VCCをマイコンの5Vまたは3.3Vに接続してください (まずはセンサーの評価を確認してください).
- GNDをグラウンドに接続.
- 信号をつなげる (出て行け) 任意のデジタル入力ピンへの配線.
- ピン状態を読むために10行のスケッチをアップロードしてください.
私は下に入っていました 20 分, リレーモジュールを逆に接続したため配線のやり直しに時間をかけました. (私のせいだ, センサーのものではない。)
私のようなサンプポンプ設置の場合, 配線は似ていますが、120Vポンプ回路を切り替えるためにリレーを使っています. 使っていることを確認してください DPSTリレー (二極, 一投) つまり、センサーが作動するときにホット線とニュートラル線の両方が切り離されます. これは安全面で必須であり、片足だけに頼ってはいけません.
私のサンプポンプセットアップの合計設置時間: について 45 分, 取り付け穴を開けてケーブルグランドを通してワイヤーを通す作業も含まれます. センサー自体以外の設置材料の費用: roughly $8–15 リレーモジュールの場合, ケーブルグランド, および配線.
一つ注目すべきことがあります: これを飲料水システムや建築基準法の対象となる用途に設置する場合, 地元の規制を確認してください. ほとんどの住宅用サンプポンプや給湯器トレイの設置は許可を必要としません, しかし、商業用および産業用の用途には特定の要件があることが多いです.
保険割引: ご存じないおまけです
調査中に予想外の発見があります: いくつかの住宅保険会社は提供しています 保険料割引 水漏れ検知システムを設置する保険契約者のために — そして、対象機器に水位センサーを明記している場合もあります.
光学センサーシステムを設置した後, 保険会社に連絡して尋ねました. 彼らは必要としていた:
- 免許を持つ配管工からの署名入りの手紙 (私は別の問題で自分のものを出していて、彼に1ページのサインをもらいました)
- 取り付けられたセンサーの写真
- センサーの製品仕様書
結果: 8% 割引 年次保険料について, つまり、 $34 年間. センサーと設置に約30ドルかかりました $40 合計. 返済期間: について 14 月, その後は純粋な節約になります.
大金じゃない, でも、何かはある. 保険会社に連絡してください — 多くの保険会社はこれを公示していません, しかし、承認された機器のリストはあります. もしあなたのセンサーがIP68認証を受けていて、漏れや洪水検知器として販売されているなら, 該当する可能性が高いです.
ナスティ・ビッツ: 光学センサーにできないこと (そしてよくある問題)
正直に言うと、これはスポンサー投稿ではありません。実は途中でいくつか頭痛の種がありました.
泡や泡があれば騙されます. これが最大の制約です. 光学センサーは光の屈折に依存しているからです, 厚い泡の層や気泡の塊は、センサーには液体のように見えることがあります. もし泡を大量に発生させる水槽を扱っているなら (いくつかの化学的プロセス, 特定の洗浄液, 激しい発酵も含まれます), これは本当に深刻な問題です.
修正方法: 以下のセンサーを探してください ソフトウェアで調整可能な遅延設定 または気泡を放出するための特殊なプリズム形状. 私が設置したFlosunには、基板上の小さなトリマーポテンショメーターで0.5〜5秒の調整可能な遅延があります — 私は設定しました 2 数秒でサンプピットの乱流による誤作動を排除しました. KEYTHONの予算センサーにはこの機能はありません, だからコードの遅延を処理しなければなりませんでした.
硬水スケーリング. その後 4 何ヶ月もサンプピットにいる (水質は中程度の硬質です), センサーが時折カクつき、一瞬素早くトリガーを起こしたり解除したりしてから安定するのに気づきました. 取り出すと、プリズムにかすかなカルシウム膜がありました. 白酢に浸した布で拭く, 30 お代わり, done. 全ての問題. ただし、ミネラル含有量の高いアプリケーションに設置する場合は注意が必要です.
ポイントレベルです, 連続レベルではありません. この違いをはっきり理解する必要があります. 光学センサーが教えてくれます "リキッドはまさにこの地点に達した。" それはあなたに教えてくれません "タンクは 62% 一杯。" 継続的な監視が必要な場合, 超音波が必要だ, 容量, または圧力ベースのセンサーを用いる. これは欠点ではなく、単に別の仕事のための別のツールに過ぎません.
実際にどのセンサーを買うべきでしょうか?
私の率直な意見を述べます, 私がテストしたことや、同じ状況の他の人から読んだ情報に基づいています:
家庭用サンプポンプ用, 給湯器のパン, または地下室漏水検知器: → IP68 放射 (~$15–25) — 価格のちょうど良いポイント, 耐久性, そして信頼性. インストールしてください, セットして, 忘れてください.
DIYのArduino/ESP32趣味プロジェクト用に: → キーソン (~$8–12) — デッド・チープ, とても効果的です, ただし、工業グレードの耐久性は期待しないでください.
どんなコマーシャルでも, インダストリアル, または安全に関わる用途: → オムロンFL7Mまたは同等モデル (~$55–120) — 追加コストは信頼性評価によって十分に正当化されます, 温度範囲, そして耐圧性.
連続レベル監視のために (単なるポイント検出ではありません): → 光学センサーに加えて超音波センサーを追加することもできます。ポイントレベルの検出が不十分な場合は、完全超音波に切り替えることもできます.
要するに
光学センサーで6ヶ月間、サンプポンプの警報システムを動かしていました, 自信を持って言えます: この技術は本当に成熟していて信頼性が高いです. 物理演算はしっかりしています, 部品は安価です, 故障モードは予測可能でトラブルシューティングも簡単です.
もし怪しいフロートスイッチのアップグレードが複雑か高価になると思い込んで先延ばしにしていたなら、そうではありません. アンダーで立ち上がって動くことができます $40 そしてあなたの時間を約1時間.
そしておそらくそれ以上に重要なのは: 保険会社に連絡してください. その割引だけでも、ついにそれをやるきっかけになるかもしれません.
*この記事で挙げたすべてのセンサーは自分のお金で購入しました. スポンサーはなし, アフィリエイトリンクはありません. 意見はすべて私自身のものです.
