배수 펌프 플로트 스위치를 교체했는데, 그 후에 발견한 내용은 다음과 같습니다 6 개월
물이 차오르기 시작하고 내 오래된 플로트 스위치가 그냥... 아니었어
그랬다 2 3월 화요일 아침, 지하실에서 이상한 소리에 잠에서 깼습니다. 한 방울이 아니라 — 수영장. 내 배수 펌프가 고장 났어, 그리고 내가 그것을 찾았을 때쯤, 물이 이미 유틸리티룸 문 밑으로 스며들어 온수기 쪽으로 흘러가고 있었다. 총 피해: ~에 대한 $1,800 망가진 석고보드와 망가진 주말 속에서.
The culprit? A $4 광물이 쌓여 막혀버린 기계식 플로트 스위치. 그날 밤 이후, 저는 연구의 토끼굴로 빠져들었고, 그 결과 광학 수위 센서 — 그리고 그 이후로 뒤돌아본 적이 없어요.
만약 배수 펌프를 다루고 있다면,, 에스프레소 머신 저장고, 수경재배 설치, 또는 어떤 종류의 유체 관리 시스템도 마찬가지입니다, 이건 너를 위한 거야. 지난 6개월 동안 실제 환경에서 광학 센서를 테스트해 왔습니다. 실제로 효과가 있는 방법과 아마존 리뷰들을 설명해 드리겠습니다 안 할 거야 말해줄게요.
광학 센서가 실제로 작동하는 방식 (전문 용어는 없습니다, 약속할게요)
비교에 들어가기 전에, 네가 이해했으면 해. 왜 이런 것들은 원래 작동하는 방식입니다, 왜냐하면 진짜 멋진 일이기 때문이에요.
가장 광학 액체 수위 센서 'a 프리즘 팁 프로브 — 센서 끝에 있는 작은 유리 또는 투명 플라스틱 팁. 하우징 내부, 프리즘 밑부분에 빛줄기를 쏘는 적외선 LED가 있습니다, 그리고 근처에 놓인 수신기가 그것을 받으려 기다리고 있다.
여기서 영리한 부분이 있습니다: 프리즘이 공중에 있을 때, 빛이 반사한다 안으로 프리즘은 전반사 때문에 수신기로 돌아옵니다. 하지만 액체가 프리즘을 덮으면, 굴절률이 변해 빛이 반사되지 않고 액체 속으로 빠져나가게 됩니다. 수신기는 반사되는 빛의 갑작스러운 감소를 감지하고 출력 상태를 약 약 100 전반에 반전시킵니다 50 밀리초.
그거에요. 움직이는 부품 없음, 플로트는 없습니다, 샤프트 없음. 그저 빛과 물리 법칙뿐입니다.
저렴한 Arduino 세트, 즉 KEYTHON 광학 센서로 테스트해봤습니다. $8 아마존에서 — 그리고 팁을 물 한 잔에 담갔을 때 시리얼 모니터가 높음에서 낮음으로 바뀌는 걸 지켜봤어요. 정말 만족스러웠다.
왜 기계식 플로트 스위치를 버렸나요 (그리고 아마 당신도 그래야 할 거예요)
솔직해지자: 기계식 플로트 스위치는 끝 — 그들은 그 일을 해왔다 50 연령. 하지만 "끝" 그리고 "믿을 수 있는" 두 가지 다른 것이었다, 그리고 지하실 홍수 이후에도, 더 이상 괜찮은 것에는 관심이 없었어요.
핵심 문제는 이렇습니다: 움직이는 부품들이 마모된다. 기계식 플로트 스위치는 수위 변화에 따라 샤프트를 따라 오르내리는 물리적 플로트를 가지고 있습니다. 그 플로트는 일정 높이에서 자기 리드 스위치를 작동시킵니다. 간단해 보입니다, 오른쪽? 그렇다 — 잔해가 생기기 전까지는, 칼슘 침전물, 아니면 수년간 사용해서 플로트가 걸리는 경우도 있습니다, 부식 갱도, 또는 리드 스위치를 고정시키는 역할을 합니다.
홍수 후에 예전 플로트 스위치를 빼냈습니다. 샤프트는 약 2mm 두께의 두꺼운 흰색 칼슘 껍질로 덮여 있었습니다. 플로트 자체가 부분적으로 가라앉아 있었는데, 몇 달 동안 제가 모르는 사이에 서서히 부력이 떨어지고 있었습니다.
이제 광학 센서와 비교해 보세요:
움직이는 부품이 없음 = 장애 없음. 센서는 그냥 거기 앉아 있을 뿐입니다. 끼면 안 돼, 샤프트에 부식이 안 돼, 부력을 잃으면 안 돼.
어디서든 어울려. 내 예전 기계식 플로트는 최소한 필요했어 4 작동을 위한 수직 여유 공간 인치. 제가 설치한 KEYTHON 센서는 AA 배터리 크기 정도입니다. 집 배수 구덩이 옆벽에 지퍼 타이와 약간의 실리콘으로 직접 설치했습니다. 끝났어.
실제 조건에서는 더 오래 지속됩니다. 저는 약 3년간 상업용 광센서를 설치해온 HVAC 기술자 친구와 이야기를 나눴습니다. 그의 말: "중요한 응용 분야에서 광학 작업을 시작하면, 다시 돌아가지 마."
그렇긴 해도 기계식 플로트 스위치는 여전히 훨씬 저렴합니다, 일반적 으로 $3–10달러 단위당, 그리고 정원 관개 저수지와 같은 비필수 용도에도 사용됩니다, 충분히 적절할 수도 있습니다. 식료품점에 가는 데 페라리가 꼭 필요하지 않습니다.
실제 센서, 실제 가격 — 제가 실제로 구매하고 테스트한 것들
단순히 사양서를 읽는 대신에, 가장 자주 논의되는 센서 몇 개를 직접 구입해 직접 테스트해봤습니다. 제가 발견한 내용은 다음과 같습니다:
KEYTHON 광학 액체 수위 센서 — ~$8–12 예산 취미 선택지입니다. 저는 이 제품을 Arduino 배수 펌프 프로젝트에 사용했습니다. 컴팩트해요, 5V DC 전압에서 작동합니다, 그리고 세 개의 전선을 가지고 있습니다 (VCC, GND, 나가세요). 배선은 정말 간단합니다. 플라스틱 프리즘 팁은 고온이나 강한 화학물질에 견딜 수 없습니다, 그래서 실내에서는 이 방법만 쓰는 게 좋겠어요, 상온에서 사용하는 물만 사용할 수 있습니다. 가격 대비 훌륭한 가성비.
플로선 IP68 수위 센서 — ~$15–25 이 부품은 결국 제가 장기적으로 배수 구덩이에 설치한 것입니다. 완전히 에폭시로 화분에 심어 있습니다 (진정한 IP68), 유리 프리즘을 가지고 있습니다, 지속적인 잠수도 문제 없이 처리합니다. 나는 이리저리 돈을 냈어 $22 해운과 함께. 설치는 간단했습니다 — 세 개의 선을 릴레이 모듈에 연결하기만 하면 됩니다, 끝났어. 제조사는 작동 범위가 -10°C에서 85°C까지 있다고 주장합니다, 이는 대부분의 주거용 사용 사례를 포함합니다.
옴론 FL7M 시리즈 (산업의) — ~$55–$120, 구성에 따라 다르다 이건 안 샀어요 (산업용 애플리케이션은 없습니다), 하지만 공학 포럼에서 널리 인용되어 있어서 철저히 조사했습니다. 옴론 FL7M은 사파이어 프리즘 팁이 달린 스테인리스 스틸 하우징을 사용합니다, 최대 압력에 대해 등급 1 MPa와 최대 120°C 온도. 화학물질을 다루고 있다면, 증기, 또는 고압 시스템, 이게 바로 당신이 보고 있는 등급입니다. 가격은 분명히 다른 수준입니다, 상업용 화학 탱크나 보일러 시스템에는 해당됩니다, 비용은 잠재적 피해에 비해 미미합니다.
참고로 — 초음파 센서 (비교를 위해서요): 필요하다면 연속 레벨 측정 — 단순히 측정하는 것이 아닙니다 "이 지점의 물은, 예 아니오로 대답해" — 그리고 JSN-SR04T와 같은 초음파 센서가 사용되었습니다 ($10–15) 또는 지멘스 초음파 수평 송신기 ($150–400 산업용 등급) 이 도구는 올바른 것입니다. 초음파는 액체 표면에 음파를 반사시켜 탱크가 0에서 100%까지 얼마나 가득 차 있는지 알려줍니다. 트레이드오프: 최소 탐지 거리가 있습니다 (a "사각지대"), 폼과 난류의 영향을 받을 수 있습니다, 그리고 비용도 더 많이 들 수 있습니다. 넘침 방지와 건조 방지를 위해, 그렇지만, 포인트 레벨 광학 센서가 더 빠릅니다, 더 저렴해, 그리고 더 신뢰할 수 있습니다.
설치: 생각보다 쉬웠어요
궁금한 점은, 이런 것들이 실제로 설치하기 어려운지 —?
아니요. 진심으로, 아니요.
기본 Arduino/Raspberry Pi/ESP32 프로젝트를 위한 목적입니다, 이게 바로 당신이 하는 전부예요:
- 마이크로컨트롤러에서 VCC를 5V 또는 3.3V에 연결하세요 (먼저 센서 등급을 확인하세요).
- GND를 접지에 연결해.
- 신호 연결 (나가세요) 디지털 입력 핀에 연결되는 선을.
- 핀 상태를 읽기 위해 10줄 스케치를 업로드하세요.
저는 제 걸 밑으로 돌렸어요 20 분, 처음에 릴레이 모듈을 거꾸로 연결해서 배선을 다시 하는 데 드는 시간도 포함해서요. (내 잘못이야, 센서 때문이 아니라.)
저와 같은 배수 펌프 설치 시, 배선은 비슷하지만 120V 펌프 회로를 전환하기 위해 릴레이를 사용합니다. 반드시 DPST 릴레이 (이중 극자, 단발 투구) 그래서 센서가 작동할 때 핫과 중성선 모두 분리됩니다. 이것은 안전에 반드시 필요한 일입니다 — 한 다리만 바꾸는 것에 의존하지 마세요.
제 배수 펌프 설치 총 소요 시간: ~에 대한 45 분, 여기에는 장착 구멍을 뚫고 와이어를 케이블 글랜드에 통과시키는 것도 포함됩니다. 센서 자체 외에 설치된 자재 비용도: 대략 $8–15 릴레이 모듈에 대해, 케이블 글랜드, 배선.
한 가지 주목할 점이 있습니다: 식수 시스템이나 건축법이 적용되는 어떤 용도에 설치한다면, 지역 규정을 확인하세요. 대부분의 주거용 배수 펌프 및 온수기 트레이 설치는 허가가 필요하지 않습니다, 하지만 상업 및 산업 응용 분야에는 종종 구체적인 요구사항이 있습니다.
Insurance Discounts: 여러분이 모를 수도 있는 보너스입니다
조사 중에 예상치 못한 사실을 알게 되었습니다: 여러 주택 보험 제공업체가 제공합니다 보험료 할인 누수 감지 시스템을 설치하는 보험 가입자들을 위한 경우, 일부 보험 가입자는 해당 장비에 수위 센서를 명시적으로 명시하고 있습니다.
광학 센서 시스템을 설치한 후, 보험사에 연락해 문의했습니다. 그들은 필요로 했습니다:
- 면허가 있는 배관공의 서명된 편지 (저는 관련 없는 문제로 제 서류를 꺼냈고, 그에게 한 페이지짜리 서명을 받았습니다)
- 설치된 센서 사진
- 센서 제품 사양서
결과: 8% 할인 내 연간 보험료에, 이게 바로 $34 연간. 센서와 설치 비용은 꽤 들었어요 $40 총. 회수 기간: ~에 대한 14 개월, 그 후에는 순수 절약 효과를 내고 있습니다.
재산은 아니야, 그래도 뭔가. 보험사에 연락하세요 — 많은 보험사가 이를 광고하지 않습니다, 하지만 승인된 기기 목록은 가지고 있습니다. 만약 센서가 IP68 등급이고 누수/침수 감지기로 마케팅되어 있다면, 자격이 될 가능성이 큽니다.
더 나스티 비트: 광학 센서가 할 수 없는 것들 (그리고 흔한 문제들)
솔직히 말씀드리자면, 이 글은 후원 게시물이 아니에요 — 사실 저도 그 과정에서 골치 아픈 일이 있었어요.
거품과 거품이 그들을 속일 거예요. 이것이 가장 큰 한계입니다. 광학 센서는 빛의 굴절에 의존하기 때문입니다, 두꺼운 거품층이나 기포 무리가 센서에 액체처럼 보일 수 있습니다. 거품이 많이 발생하는 수조를 다루고 있다면 (일부 화학적 과정, 특정 세척 용액, 심지어 격렬한 발효도 마찬가지입니다), 이건 진짜 문제야.
수정: 센서를 찾아보세요. 소프트웨어 조절 가능한 지연 설정 또는 기포를 방출하도록 설계된 특수 프리즘 기하학. 제가 설치한 Flosun은 보드에 있는 작은 트리머 포텐셔미터를 통해 0.5–5초 정도 조절 가능한 지연이 있는데, 저는 이렇게 설정했습니다 2 몇 초 만에 배수 피트 난기류로 인한 오작동을 제거했습니다. KEYTHON 저가형 센서에는 이 기능이 없습니다, 그래서 코드 지연을 대신 처리해야 했습니다.
경수 스케일링. 그 후 4 몇 달간 내 배수 구덩이에서 (이 지역은 적당히 경수입니다), 센서가 가끔 끊기는 걸 발견했어요 — 잠깐 작동했다가 다시 해제되다가 다시 안정되는 것 같았어요. 꺼내보니 프리즘에 희미한 칼슘 막이 있었다. 흰 식초에 담근 천으로 닦는 것이었다, 30 초, 끝났어. 전부 문제. 하지만 미네랄 함량이 높은 애플리케이션에 설치할 때는 이 점을 인지해야 합니다.
포인트 수준입니다, 연속 수준이 아닙니다. 이 구분을 명확히 이해해야 합니다. 광학 센서가 알려줍니다 "리퀴드는 바로 이 지점에 도달했습니다." 말해주지 않아 "수조는 62% 부르다." 지속적인 모니터링이 필요하다면요, 초음파가 필요해, 용량 성, 또는 압력 기반 센서를 사용해. 이것은 결함이 아니라 단지 다른 용도의 도구일 뿐입니다.
실제로 어떤 센서를 사야 할까요??
솔직한 제 생각을 말씀드릴게요, 제가 테스트한 것과 같은 상황에 있는 다른 사람들의 글을 기준으로 한 것입니다:
가정용 배수 펌프를 위해, 온수기 팬, 또는 지하실 누수 감지기: → IP68 방출 (~$15–25) — 프라이스의 적정점, 내구성, 그리고 신뢰성. 설치해, 설정해, 잊어버리세요.
DIY Arduino/ESP32 취미 프로젝트를 위해: → 키톤 (~$8–12) — 정말 싸, 아주 효과가 좋아요, 단, 산업용 내구성은 기대하지 마세요.
어떤 광고든, 산업의, 또는 안전 중요 적용: → 옴론 FL7M 또는 동등한 제품 (~$55–120) — 추가 비용은 신뢰성 등급에 의해 충분히 정당화됩니다, 온도 범위, 그리고 내압성.
연속 수위 모니터링을 위해 (단순한 포인트 검출이 아닙니다): → 광학 센서 위에 초음파 센서를 추가하거나, 포인트 레벨 감지가 부족하면 완전 초음파 센서로 전환할 수도 있습니다.
결론
광학 센서로 6개월간 배수 펌프 경보 시스템을 작동시킨 후, 자신 있게 말할 수 있어요: 이 기술은 진정으로 성숙하고 신뢰할 수 있습니다. 물리 엔진은 탄탄합니다, 부품이 저렴합니다, 그리고 고장 모드는 예측 가능하고 문제 해결이 쉽습니다.
만약 복잡하거나 비쌀 거라 생각해서 수상한 플로트 스위치 업그레이드를 미뤄왔다면, 그렇지 않습니다. 당신은 언제든 운영할 수 있습니다 $40 그리고 네 시간 한 시간 정도.
그리고 어쩌면 더 중요한 것은: 보험사에 전화하세요. 그 할인 하나만으로도 마침내 그렇게 할 수 있는 자극이 될 수 있습니다.
*이 글에서 언급한 모든 센서는 제 돈으로 구매했습니다. 후원도 없어요, 제휴 링크 없음. 이 의견들은 전적으로 제 개인적인 의견입니다.
