마지막 센서를 망쳐서 광학 센서로 바꿨습니다. 무슨 일이 있었는지 말씀드릴게요.

지난 봄에 지하실에서 작은 침수 사고가 있었습니다. 심각한 문제는 아니었어요, 하지만 몇 년간 디지털화하려고 했던 오래된 비닐 레코드 상자를 망칠 정도는 충분히 심했다. The culprit? 내 배수 펌프 저장소에 있는 싸구려 플로트 스위치가 회색 슬러지에 걸려 있었는데, 아마도 수년간 그 구덩이에 들어간 광물 퇴적물과 다른 물질이 섞여 있었던 것 같다. 플로트가 '다운' 위치에 고정되어 있었다, 펌프는 작동하지 않았다, 그리고 나는 축축한 카펫과 그 냄새에 깨어났다.

그때부터 수위 감지를 진지하게 하기 시작했습니다.

플로트 스위치의 문제 (그리고 왜 우리가 계속 그들을 사용하는지에 대해)

봐, 플로트 스위치는 저렴합니다. 아마존에서 3달러에서 5달러 정도 되는 거예요, 그리고 배선도 아주 간단합니다. 많은 사람들에게, 대화는 여기서 끝입니다. 하지만 아무도 너무 늦기 전까지 말하지 않는 게 있어요: 그들은 즉흥 연주를 한다. 미네랄이 경첩 메커니즘에 쌓입니다. 수경재배 탱크나 영양분이 있는 곳에서 사용하면 부유체에 조류가 자라요. 작은 잔해 — 잎 조각, 끈 한 줄이 부표 밑에 걸려서 고정됩니다. 물이 이미 있어야 할 곳에 있을 때까지는 알 수 없어.

8개월 동안 플로트 스위치를 세 번 돌려봤는데, 더 이상 참지 못했습니다.

초음파 센서: 더 좋아졌어, 하지만 완벽하지는 않아

다음 선택은 HC-SR04 초음파 모듈이었는데, 아두이노 스타터 키트에 모두 포함된 그런 종류입니다. 저수지 위에 설치했어요, 수면 쪽으로 향해 쏘았다, 거리를 측정하는 코드를 작성했다. 효과가 있었다... 대부분은.

문제는 사각지대입니다. 초음파 센서는 최소 감지 거리를 가집니다 (보통 약 2cm 정도), 그리고 저수지가 얕다면, 그건 진짜 문제예요. 또한 트랜스듀서 면에 응축 현상이 생기는 문제도 있습니다, 온도 변화 시 음속이 온도에 따라 변하는 등 측정값이 이상해지는 것을 발견했습니다, 그리고 제 보정되지 않은 세팅이 그 부분을 보완하지 못했습니다.

대형 탱크에서 비접촉 수위 감지를 위해 — 예를 들어, 500리터 빗물 수집통 — 초음파는 정말 훌륭합니다. 하지만 작은 섬프나 수경재배 저수지에서 정밀한 점평 탐지에 대해 말이죠? 마치 줄자로 물 한 방울도 있는지 확인하는 느낌이었어요. 과잉 대응, 그리고 제가 필요로 했던 것에 비해 정확하지 않았습니다.

광학 촬영: W150-AH-PH 탐사

늦은 밤 포럼 다이빙 후, 저는 Everlight라는 회사의 W150-AH-PH 광학 액체 수위 센서를 선택했습니다. 판매자에 따라 다르지만 가격은 8달러에서 12달러 정도였어요 — 저는 AliExpress에서 유통업체에서 구입했는데, $9.50 출하됨. 가장 저렴한 센서는 아닙니다, 하지만 산업 공급업체 사이트에서 본 40달러에서 60달러 정도와는 거리가 멀었습니다.

이 게임을 다른 점으로 만드는 점은 다음과 같습니다: 움직이는 부품이 없습니다. 없음. 비즈니스 쪽은 적외선 LED와 내부에 밀봉된 광트랜지스터가 있는 투명 프리즘 콘입니다. 팁이 공중에 있을 때, IR 조명은 프리즘 표면 내부에서 반사되어 수신기에 도달합니다. 물이 끝에 닿을 때, 굴절 각도가 변해 빛이 액체 안으로 새어나가고 반사되지 않고 수신기가 어두워집니다. 출력이 뒤집힙니다.

본질적으로 솔리드 스테이트 스위치입니다. 부표를 막지 않아도 됩니다, 부식될 경첩이 없다, 기계적 마모 없음. 전체가 방수 에폭시에 화분에 꽂혀 있습니다. 저는 5개월 동안 계속 배수구덩이에 잠겨 있는데, 플로트 스위치가 몇 주 안에 고장 났을 겁니다.

내가 고려했던 다른 사람: 시드 스튜디오 SEN020578

W150을 구매하기 전에, Seeed Studio Grove의 광학 수위 센서도 살펴봤습니다 (SEN020578, 약 $7–$9). 동일한 굴절 원리를 사용하지만 Grove의 4핀 커넥터 시스템을 탑재하고 있습니다, 이미 그로브 생태계에 있다면 편리하죠. 트레이드오프: 케이블 길이는 약 50cm 정도밖에 안 됩니다, 그리고 하우징은 W150의 슬림한 프로브 폼팩터보다 약간 더 부피가 큽니다. 좁은 섬프 피트 설치 상황을 위해서요, W150의 폼팩터가 승리했습니다. 하지만 책상 수경재배 환경이나 그로브 기반 건축에는 적합하지 않습니다, Seeed 모듈은 충분히 합리적인 선택입니다.

배선 연결 (정말 쉽습니다)

W150은 핀이 세 개 있습니다: VCC, GND, 그리고 나가세요. 저는 Arduino Nano에서 VCC를 5V에 연결했습니다, GND에서 접지로, 그리고 OUT은 디지털 핀으로 연결됩니다 2 내부 풀업이 활성화된 상태에서. 프로브가 잠기면 모듈이 라인을 LOW로 당깁니다. 그거에요. 외부 부품 없음, 저항 없음, 보정 포트가 없어요. 전체 배선 작업은 아마 4분 정도 걸렸습니다.

한 가지 말씀드리고 싶습니다: 제가 받은 모듈은 디지털 버전이었습니다. 일부 판매자는 깨끗한 고/저 대신 전압 범위를 제공하는 아날로그 버전도 제공하는데, 습격/건조 상태가 아닌 점진적인 전압 변화를 감지하고 싶을 때 유용합니다. 저의 배수 펌프 적용, 디지털이 바로 제가 필요로 했던 것이었습니다.

코드: 간단하게 지내세요 (원 캐치와 함께)

기본 리드는 그냥 디지털리드입니다(SENSOR_PIN). 만약 낮다면, 젖었어. 만약 그 수치가 높다면, 말랐어. 초보자는 잠결에도 핵심 논리를 쓸 수 있을 거예요.

하지만 — 그리고 이 점이 중요합니다 — 낮은 수치가 나오자마자 바로 펌프를 작동시키지 마세요. 수면의 물결. 섬프 스플래시. 펌프를 센서 출력에 직접 연결하면, 빠르게 켜졌다 꺼졌다 하는 사이클링이 발생해 릴레이와 아마도 펌프 모터까지 고장 날 수 있습니다.

제가 사용하는 디바운스 요령은 이렇습니다: 펌프를 작동시키기 전에 센서가 최소 2초 동안 계속 '젖음'을 표시해야 합니다. 2초간 계속 잠기면 실제 수위 변화가 있다는 뜻이에요, 한 방울도 없었다. 반대로, 펌프가 건조 상태임을 나타내면 바로 꺼요 — 건조 쪽에서는 디바운스가 없어요, 펌프가 고갈되어 과열되는 걸 원하지 않기 때문입니다.

설치: 내가 힘들게 배운 것

설치 중에 데이터시트에 언급되지 않은 두 가지가 저를 괴롭혔습니다:

햇빛 간섭. 처음에는 프로브를 섬프 피트 상단 가장자리에 장착했습니다, 이 부분은 지하실 창문에 노출되어 있습니다. 화창한 오후에야, 햇빛의 적외선 신호는 때때로 수신기를 속여 프리즘이 잠겨 있어도 마른 것처럼 착각하게 만들었습니다. 수정: 1인치 두께의 검은색 PVC 파이프를 구덩이에 넣고 센서를 그 안에 장착했습니다. 더 이상 햇빛 문제는 없습니다. PVC 총 비용: ~에 대한 $1.50 철물점에서.

장착 방향. 처음 설치했을 때, 프로브가 약간 위쪽을 향하게 했어요. 수위가 떨어졌을 때, 방울이 프리즘 밑면에 달라붙어 센서가 몇 분 더 '젖은 상태'로 표시되어 펌프가 늦게 꺼지게 됩니다. 제 지원서에는 큰 문제가 아니에요, 하지만 정밀한 세팅에서 중요한 부분이 중요합니다. 프로브를 수평으로 또는 팁을 아래로 향하게 장착하세요. 중력이 방울을 제거해 줍니다.

보험: 실제로 돈을 절약할 수 있나요??

예상치 못한 게 있어요: 센서 시스템을 설치하고 주택 보험에 문서화한 후에, 보험료에서 약간의 할인을 받았어요. Allstate (나의 제공자) "보호 장치" 할인도 제공하지만 — 큰 할인은 아닙니다, ~에 대한 5% 보험료에서 물 피해 보장과 관련된 부분에서 제외됩니다, 연간 대략 30달러에서 40달러 정도 합산되었습니다. 인생을 바꾸는 일은 아니야, 하지만 센서와 아두이노 비용은 첫 해에 충당했습니다. 의료진마다 상황이 다를 수 있습니다, 하지만 물어볼 가치는 있습니다.