前のセンサーを壊してしまったので、光学式に切り替えました. 起こったことはこうです.
昨年の春、地下室でちょっとした洪水事故がありました. 壊滅的なことは何もありません, でも、何年もデジタル化しようと思っていた古いビニールレコードの箱を台無しにするには十分だった. 犯人? サンプポンプの貯水池に安価なフロートスイッチがあり、灰色のスラッジのようなもので詰まってしまっていたのです。おそらく鉱物の堆積物や、長年その穴に入り込んだものが混ざったのでしょう. フロートは「下」の位置に固まっていました, ポンプは作動しませんでした, そして、濡れたカーペットとあの匂いで目が覚めました.
その瞬間から水位感知を真剣に取り組み始めました.
フロートスイッチの問題点 (そしてなぜ私たちがそれらを使い続けているのか)
Look, フロートスイッチは安価です. Amazonで3〜5ドルくらいの話をしています, しかも配線もとても簡単です. 多くの人にとっては, これで会話は終わりです. でも、誰も手遅れになるまで教えてくれないことがある: ジャムする. ヒンジ機構に鉱物がたまります. 水耕栽培タンクや栄養分のある水槽で使う場合、浮き体に藻が生えます. 小さな破片 — 葉っぱの一片, 少しの紐がフロートの下に引っかかって押さえつける. そして、水が本来あるべきでない場所にいるまで、そのことがわからない.
8ヶ月で3回フロートスイッチを使い、もう我慢できなくなった.
超音波センサー: いいよ, しかし完璧ではありません
次に手を挙げたのはHC-SR04超音波モジュールでした。これはすべてのArduinoスターターキットに付属しているタイプのものです. 貯水槽の上に取り付けました, 水面に向けて, そして距離を測定するコードを書きました. それはうまくいった...ほとんどの場合は.
問題は盲点です. 超音波センサーには最小検出距離があります (通常は約2cmです), そして貯水池が浅い場合, それは本当に問題です. また、トランスデューサー面の結露にも苦労します, 温度変動で音速が変わるのに気づきました, そして、未校正のセットアップではそれを補ってくれませんでした.
大きなタンクでの非接触レベルのセンシングの場合、例えば, 500リットルの雨水収集バレル — 超音波は本当に素晴らしいです. しかし、小さなサンプや水耕栽培貯水池での正確な点レベルの検出には? まるで一滴の水があるかどうかもメジャーで測るような感覚だった. 過剰に, そして、必要なものに対して正確さが足りませんでした.
光学的移行: W150-AH-PHプローブ
深夜のフォーラムのダイビングの後, そこでEverlightという会社のW150-AH-PH光学液位センサーにたどり着きました. 売り手によりますが8ドルから12ドルくらいかかりました。私はAliExpressのディストリビューターから購入しました。 $9.50 出荷. 最も安価なセンサーではありません, しかし、工業用サプライヤーのサイトで見た40ドルから60ドルの価格とは大きく異なります.
ここで、このゲームが違う点を挙げます: 動く部品は一切ありません. 全くありません. ビジネス側は透明なプリズムコーンで、赤外線LEDと内部にフォトトランジスタが密封されています. 先端が空気中にあるとき, 赤外線光は内部でプリズム表面に反射し、受信機に当たる. 水が先端に触れたとき, 屈折角が変わり、光が液体に漏れ出し、反射して戻らず、受信機は暗くなります. 出力が反向化します.
基本的にはソリッドステートスイッチです. ジャムするフロートもない, 腐食する蝶番もない, 機械的な摩耗はありません. 全体が防水エポキシで鉢植えされています. 私は5ヶ月間ずっとサンプピットに浸けていて、フロートスイッチが数週間で壊れてしまう状態です.
もう一つ考えたもの: シード・スタジオSEN020578
W150の引き金を引く前に, また、Seeed Studio Groveの光学式水位センサーも調べました (SEN020578, 約7ドルから9ドル). 同じ屈折原理を使いながら、Groveの4ピンコネクターシステムを搭載しています, すでにGroveのエコシステムにいるなら便利です. トレードオフ: ケーブルの長さは約50cmしかありません, また、ハウジングはW150のスリムなプローブ形状よりもややかさばっています. 狭いサンプピットの設置状況のために, W150のフォームファクターが勝利しました. でもデスクでの水耕栽培やGroveを拠点に建てる場合, シードモジュールは十分に合理的な選択です.
配線 (本当に簡単です)
W150は3本のピンがあります: VCC, GND, そしてアウト. Arduino NanoでVCCを5Vに接続しました, GNDからグラウンドへ, そしてOUTからデジタルピンへ 2 内部プルアップが有効の場合. プローブが水中に潜るとき、モジュールはラインをLOWに引きます. それでおしまい. 外部部品は使いません, 抵抗はありません, キャリブレーションポットなし. 配線作業はせいぜい4分ほどで終わった.
一つだけ言っておきます: 私が受け取ったモジュールはデジタル版でした. 一部の販売者は、クリーンな高低の代わりに電圧範囲を表示するアナログ版も提供しており、ウェット/ドライの二進状態ではなく、段階的なレベル変化を検出したい場合に役立ちます. サンプポンプの用途, デジタルはまさに私が必要としていたものでした.
コード: シンプルに保て (ワン・キャッチとの共に)
基本的な読み書きはデジタルリードです(SENSOR_PIN). もしそれが低いなら, 濡れてるよ. もし高めなら, 乾いてるよ. 初心者は寝ていてもコアロジックを書けるほどです.
ただし、これは重要なことですが、低い数値が出た瞬間にポンプを作動させないでください. 水面のさざ波. サンプスプラッシュ. ポンプを直接センサー出力に接続すると, 急激なオンオフのサイクルが起こり、リレーやおそらくポンプモーターも焼き切れてしまうでしょう.
私が使っているデバウンスのコツはこちらです: ポンプを作動させる前に、センサーが少なくとも2秒間連続して「湿っている」と表示されることが必要です. 2秒間の連続沈水は、実際の水位変化です, 一つも水しぶきはない. 逆に, ドライと表示された瞬間にポンプを切り、ドライ側ではデバウンスはありません, ポンプが空きになって過熱したくないからです.
取り付け: 私が痛い目を見て学んだこと
インストール中にデータシートに記載されていない2つの点が気になりました:
太陽光干渉. 最初はプローブをサンプピットの上端に取り付けました, その部分は地下室の窓に部分的に露出しています. 晴れた午後に, 太陽光からの赤外線は、プリズムが水中にあっても受信機に乾いていると誤感させるのに十分でした. 修正方法: 1インチの黒いPVCパイプをピットに通し、その中にセンサーを取り付けました. もう日光の問題はありません. PVCの総コスト: について $1.50 金物店より.
取り付け向き. 最初に取り付けたとき, プローブは少し上向きに向けていました. 水位が下がったとき, プリズムの裏側に水滴が付着し、センサーの読み取りが数分間「湿った状態」のままになるため、ポンプが遅く停止する. 私の応募書類では大きな問題ではありません, しかし、重要なのは精密なセットアップです. プローブは水平に取り付けるか、先端を下に向けて取り付けてください. 重力が水滴を除去します.
保険: 実際にお金を節約できるのでしょうか??
予想外のことです: センサーシステムを設置し、住宅保険のために記録した後です, 保険料が少し割引されました. オールステート (私の担当医) 「保護デバイス」割引を提供していますが、それほど大きなものではありません, について 5% 水害補償に関連する保険料の一部から除外します, 年間約30〜40ドルの収入に相当します. 人生を変えるようなものではありません, しかし、センサーとArduinoの購入費は1年以内に支払われました. 医療提供者によって異なります, でも聞いてみる価値はある.
