Ietaupiet ūdeni un naudu, izmantojot dušas ūdens monitoru: 15 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Kurš izmanto vairāk ūdens - vanna vai duša?

Es nesen domāju par šo jautājumu, un es sapratu, ka es īsti nezinu, cik daudz ūdens tiek lietots dušā. Es zinu, ka, atrodoties dušā, dažreiz prāts klīst, domājot par kādu foršu jaunu projektu ideju vai mēģinot izlemt, ko ieturēt brokastīs, kamēr ūdens tikai plūst pa kanalizāciju. Būtu daudz vieglāk samazināt ūdens patēriņu, ja es tiešām zinātu, cik litru es katru reizi lietoju!

Es nedaudz izpētīju un atklāju, ka dažādas dušas galvas var izmantot no 9,5 litriem (2,5 galoniem) minūtē līdz mazāk nekā 6 litriem (1,6 galoniem) minūtē, ja jums ir uzstādīts plūsmas ierobežotājs. Ļoti veca duša varētu izmantot vēl vairāk ūdens.

Es nolēmu izstrādāt un izveidot ierīci, kas parādītu kopējo dušas ūdens daudzumu, ūdens izmaksas un plūsmas ātrumu. Man šī ierīce ir instalēta dažas nedēļas, un ir patiešām ērti iegūt izlietotā ūdens daudzuma tiešo nolasījumu.

Šajā pamācībā es paskaidrošu, kā es to izveidoju. Protams, jums nav precīzi jāseko maniem soļiem! Vienmēr ir labi izmantot detaļas, kas atrodas blakus. Esmu iekļāvis saites uz visām izmantotajām daļām vai līdzvērtīgu daļu, kas darbosies.

Piegādes

(Visas cenas USD)

• Plūsmas sensors - 3,87 ASV dolāri
• LCD ekrāns - 2,29 ASV dolāri
• Arduino Nano - 1,59 ASV dolāri
• Boost Converter - 1,88 ASV dolāri
• LiPo lādētājs - 1,89 ASV dolāri
• Ūdensnecaurlaidīgs pārslēgšanas slēdzis - 0,93 ASV dolāri (nav tieši tas, ko izmantoju, bet tam vajadzētu darboties)
• Ūdensnecaurlaidīga spiedpoga - 1,64 ASV dolāri
• Pārtraukumi, M3 skrūves un uzgriežņi - 6,99 ASV dolāri
• 2X sieviešu 3,5 mm ligzda - 2,86 ASV dolāri.
• 3,5 mm spraudnis vīriešiem - 1,48 ASV dolāri
• 3,5 mm 3 collu kabeļu komplekts - 3,57 USD
• USB kabeļa komplekts - 1,74 ASV dolāri
• 1/2 collu NPS savienojums starp sievietēm un sievietēm-1,88 ASV dolāri
• 500 mAh 3,7 V LiPo akumulators - 3,91 USD

Instrumenti un parastie piederumi

• Lodāmurs un lodētava
• Vads
• Stiepļu griezēji
• Stiepļu noņēmēji
• Divpusēja lente
• Phillips skrūvgriezis
• 3D printeris (pēc izvēles)

1. solis: hidroizolācija

Sarežģītākais šī projekta aspekts ir padarīt visu lietu ūdensizturīgu. Tā kā tas atradīsies dušā, tam jāspēj izturēt ārkārtēju mitrumu un laiku pa laikam izšļakstīties. Aptuveni 75% no visa šim projektam veltītā laika bija šīs daļas izdomāšana.

Manuprāt, ir divas iespējas: noformēt pielāgotu 3D drukātu korpusu vai mēģināt panākt, lai tas darbotos ar plauktu. Tā kā es nesen ieguvu savu 3D printeri, es nolēmu izvēlēties pirmo iespēju.

Ja jums nav piekļuves 3D printerim, šeit ir daži gatavi korpusi, kurus esmu atradis, apgalvojot, ka tie ir ūdensizturīgi un, iespējams, darbosies. Lūdzu, ņemiet vērā, ka neesmu iegādājies nevienu no šiem korpusiem, tāpēc es negarantēju, ka visas sastāvdaļas tiks ievietotas iekšpusē!

Banggood - 100x68x50mm kaste ar caurspīdīgu vāku - 5,35 ASV dolāri

Digikey - 130x80x70mm kaste ar caurspīdīgu vāku - 11,65 ASV dolāri

Turpmāk, kad es atsaucos uz korpusu, es runāju par savu 3D drukāto.

2. darbība: mans pielāgotais 3D drukātais korpuss

Pēc vairāku stundu darba Fusion 360 es izdomāju šo korpusu. Tam ir trīs apaļi izgriezumi, kas piemēroti divām sieviešu 3,5 mm ligzdām un vienam pārslēgšanas slēdzim. Vākam ir 16 mm caurums īslaicīgai spiedpogai un taisnstūrveida izgriezums ekrānam, kā arī četri stiprinājuma caurumi ekrāna noturēšanai. Vāks ir atsevišķa daļa, un tam ir lūpa, kas palīdz novērst mitruma iekļūšanu caur šuvi. Četriem caurumiem kastes stūros ir jānostiprina vāks ar 30 mm atstatumiem. Visi skrūvju caurumi ir 3 mm diametrā, kas atbilst M3 skrūvei.

Jūs varat lejupielādēt STL failus no manas Thingiverse lapas. To var izdrukāt bez plostiem vai balstiem, bet es izmantoju balstus tikai drošībai. Es arī izmantoju 100% pildījumu. Tā kā sienas ir tik plānas, aizpildīšanas procentu samazināšana īsti nemaina kopējo drukāšanas laiku vai kopējo materiālu, tāpēc es to vienkārši saglabāju 100%apmērā.

Lai ekrāns būtu redzams, tas varētu vai nu izvirzīties caur korpusa vāka izgriezumu, vai arī novietot aiz caurspīdīga loga. Tā kā ekrānam nevajadzētu pakļaut mitrumam, mēs esam iestrēguši pie otrās iespējas. Diemžēl 3D drukāšana ar caurspīdīgu kvēldiegu vēl ir sākumstadijā, tāpēc mums būs jākļūst mazliet radošiem.

Mans risinājums bija izveidot taisnstūrveida izgriezumu vākā un pielīmēt caurspīdīgas plastmasas gabalu no kāda dārzeņu iepakojuma. Šo paņēmienu var izmantot pat tad, ja neizmantojat manu pielāgoto korpusu; vienkārši izgrieziet taisnstūri ar nazi vai Dremel. Protams, ja jūs izmantojat korpusu ar caurspīdīgu vāku, tas vispār nav vajadzīgs.

Labākais caurspīdīgās plastmasas avots, ko esmu atradis, ir ražot iepakojumu. Parasti spināti vai citi lapu dārzeņi ir lielos caurspīdīgos plastmasas traukos. Manā gadījumā es izmantoju iepakojumu no "piparu mizas".

Es gribēju, lai pārkare būtu 5 mm, lai iegūtu daudz virsmas līmēšanai, tāpēc es izgriezu 27x77 mm taisnstūri no caurspīdīgas plastmasas. Man bija nedaudz jāapgriež stūri, lai skrūves būtu piemērotas. Ap izgriezuma perimetru es izsmidzināju superlīmes līniju un pēc tam uzliku caurspīdīgo plastmasu. Pēc malas es pievienoju nedaudz vairāk superlīmes, lai pārliecinātos, ka tā ir noslēgta.

Padoms: novietojiet daļu neliela ventilatora priekšā, kamēr līme žūst. Kad superlīme izžūst, tai ir tendence atstāt zemē baltu atlikumu, ko mēs noteikti nevēlamies uz mūsu caurspīdīgā loga. Es izmantoju veco 12V ventilatoru no datora barošanas avota. Es ļāvu līmei nostāvēties 12 stundas, lai pārliecinātos, ka tā ir pilnīgi sausa.

3. darbība: LCD ekrāna montāža

Kad caurspīdīgais logs ir izžuvis, LCD var uzstādīt. LCD ir īpaši populārs 16x2 rakstzīmju displejs ar I²C "mugursomu", kas iepriekš lodēta aizmugurē. Es ļoti iesaku iegūt šo ekrānu ar I²C saskarni. Visu paralēlo līniju pieslēgšana ir diezgan kaitinoša un rada vairāk iespēju kļūdīties - I²C versijā ir tikai divi vadi barošanai un divi vadi signālam.

Ekrāna uzstādīšanai es izmantoju četrus 10 mm ierobežojumus. Katram no šiem ierobežojumiem vienā galā ir vīrišķais pavediens, bet otrā - sieviešu pavediens. Caur šķidro kristālu diska caurumiem es izliku ārējo vītni un pievelku M3 uzgriezni. Tad es izmantoju četras M3 skrūves, lai nostiprinātu atdalītāju sieviešu galus caur korpusa vāku. Es saņēmu šo ierobežojumu paketi, kurā ir 10 mm, lai uzstādītu LCD, un garāki, lai turētu vāku pie pamatnes. Turklāt ir M3 skrūves un uzgriežņi, tāpēc jums nav jāiegādājas papildu aparatūra.

Pārliecinieties, ka uzgriežņi ir ļoti cieši pievilkti, lai, pievelkot skrūves, atdalītāji negrieztos. Tāpat pārliecinieties, ka neesat pārāk pievilkusi skrūves, pretējā gadījumā plastmasas vāks var deformēties un nav pareizi noslēgts.

LCD ekrāna 16 galvenes tapām jābūt augšpusē - pārliecinieties, ka LCD nav uzstādīts otrādi!

4. solis: mirkļa pogas uzstādīšana

Es nolēmu izmantot šo slima izskata hroma pogu priekšējā panelī. Esmu tos izmantojis iepriekšējos projektos, un man ļoti patīk, kā tie izskatās. Tiem jābūt ūdensizturīgiem, un tiem ir gumijas gredzens, lai novērstu mitruma iekļūšanu korpusā caur pavedieniem.

Šis solis ir diezgan vienkāršs. Atskrūvējiet uzgriezni, bet paturiet gumijas gredzenu. Ievietojiet pogu caur vāka atveri un pievelciet uzgriezni no aizmugures. Izvairieties no uzgriežņa pārāk stingras pievilkšanas, pretējā gadījumā gumijas gredzens tiks saspiests un nedarbosies.

5. darbība: barošanas un uzlādes ķēde

Tagad mēs apkoposim akumulatora enerģijas komponentus. Tas ietver akumulatoru, galveno slēdzi, akumulatora uzraudzības/uzlādes plati un pastiprinātāja pārveidotāju.

Akumulators, kuru izmantoju, ir 3.7V 1500 mAh vienšūnu litija jonu akumulators. Konkrētais, ko izmantoju, tika izvilkts no salauztā Playstation kontroliera. Jebkurš vienšūnas Li-Ion vai LiPo akumulators darbosies, ja vien tas iederēsies jūsu korpusā. Šāda veida akumulators mēdz būt ļoti plāns un plakans, tāpēc jūs, iespējams, bez problēmām varētu izmantot vienu, kas ir divas reizes lielāks nekā mans. 18650 šūna darbotos, taču tā neietilps manā pielāgotajā korpusā, tāpēc jums būs jāizstrādā savs dizains vai jāizmanto iebūvēts korpuss. Ja iespējams, iesaku izmantot izglābtu akumulatoru (kā es to darīju), jo bateriju nosūtīšana bieži vien ir dārga!

Vispirms akumulators jāpielodē pie uzlādes paneļa TP4056. Ja vēlaties, ērtībai varat pielodēt akumulatoru un lādētāju JST RCY savienotāju (es to izdarīju), bet tas nav nepieciešams. Noteikti ievērojiet pareizo polaritāti, kā norādīts marķējumos uz lādētāja paneļa, jo tā nav aizsargāta pret akumulatora pretējo polaritāti!

Pēc tam pielodējiet vadu no lādētāja pozitīvās izejas (kas atrodas blakus pozitīvajam akumulatora vadam) līdz pozitīvajai ieejai pastiprinātāja pārveidotājā. Pēc tam pielodējiet vadu no negatīvās izejas (atrodas blakus negatīvajam akumulatora vadam) līdz galvenā pārslēgšanas slēdža kopējai (centrālajai) tapai. Visbeidzot, pielodējiet vadu no slēdža parasti atvērtās tapas līdz pastiprinātāja pārveidotāja negatīvajai ieejai. Ja pastiprinātāja pārveidotāja izejai pievienojat multimetru un ieslēdzat galveno slēdzi, jāparāda spriegums.

Tā kā mūsu Arduino, LCD ekrānam un plūsmas sensoram ir nepieciešami 5 V, mums ir jāiestata pastiprinātāja pārveidotāja izeja uz 5 V. Tas tiek panākts, pagriežot potenciometra pogu ar nelielu skrūvgriezi. Kad galvenais slēdzis ir ieslēgts, akumulators ir pievienots un multimetrs ir pievienots pastiprinātāja izejai, lēnām grieziet potenciometru, līdz izejas rādījums ir 5 V. Būs grūti iegūt nolasījumu tieši 5.000V, bet mērķējiet uz spriegumu starp 4.9V un 5.1V.

Tā kā mans pielāgotais korpuss tiek aizvērts ar vairākām skrūvēm, mēs nevēlamies atvērt korpusu katru reizi, kad tas ir jāuzlādē. Šim nolūkam es izmantoju 3,5 mm austiņu ligzdu. Precīzs savienotājs, kuru es izmantoju, ir šis Digikey savienotājs (tieši tam ir piemēroti izgriezumi manā korpusā), taču tam vajadzētu darboties arī šim no Banggood.

Pirmkārt, es ievietoju savienotāju korpusa apakšējā caurumā. Tā kā lielāko daļu laika tas tiks atvienots no elektrotīkla un tāpēc ir jutīgs pret mitruma iekļūšanu, vislabāk to uzstādīt apakšā, lai novērstu ūdens pilēšanu iekšā. Pēc bloķēšanas paplāksnes uzstādīšanas un uzgriežņa pievilkšanas es pielodēju divus vadus pie savienotāja "uzgaļa" un "piedurknes" cilnēm. Savienotāja kontaktdakša ir parādīta vienā no maniem attēlotajiem attēliem. Es pielodēju otru "piedurknes" stieples galu pie lādētāja negatīvās ieejas blakus mikro USB portam. Visbeidzot, es lodēju "galu" vadu pie +5V spilventiņa, USB porta otrā pusē. Lādētāja USB ports netiks izmantots, jo būtu grūti panākt, lai USB ports iekļūst korpusā, neielaižot mitrumu.

6. darbība: uzlādes kabelis

Tā kā mēs izmantojam 3,5 mm audio ligzdu kā uzlādes portu, mums ir jāizveido adaptera kabelis, kura vienā galā ir 3,5 mm spraudnis, bet otrā - USB A kontaktdakša. Tas ļaus mums šīs ierīces uzlādēšanai izmantot jebkuru vispārēju mobilās ierīces lādētāju (piemēram, iPhone lādētāju).

Jūs varētu iegādāties USB kabeļa komplektu ar USB A savienotāju vienā galā un tinētiem vadiem otrā galā, bet, ja jūs esat tāds kā es, jums, iespējams, ir ducis nejaušu USB kabeļu, kas jums nav vajadzīgi. Tā vietā, lai iegādātos USB kabeļa komplektu, es tikko saņēmu mikro USB uz USB A kabeli, kas man nebija vajadzīgs, un noņēmu mikro USB savienotāju.

Tālāk es noņemu balto jaku no kabeļa, lai atklātu tikai divus vadus: sarkanu un melnu vadu. Dažiem USB kabeļiem būs četri vadi: sarkans, melns, zaļš un balts. Zaļā un baltā krāsa ir paredzēta datu pārsūtīšanai, un tās var ignorēt. Izņemiet izolāciju tikai no sarkanajiem un melnajiem vadiem.

Tālāk jums būs nepieciešams 3,5 mm spraudnis. Es izmantoju šo no Banggood. Lodējiet sarkano vadu no USB kabeļa līdz vidējai cilnei (kas ir savienotāja gals) un melno vadu - cilnei ar garām piedurknēm. Lai iegūtu skaidrojumu, skatiet manas fotogrāfijas.

Es iesaku pirms USB spraudņa vienmēr pieslēgt 3,5 mm spraudni, jo kabeļa pievienošanas process var izraisīt kontaktdakšas īssavienojumu visā metāla kontaktligzdā.

7. solis: Par plūsmas sensoru

Es paņēmu šo plūsmas sensoru no Banggood par 3,87 USD. Pirms lietošanas es nolēmu izpētīt, kā tas darbojas.

Dizains ir pārsteidzoši vienkāršs un ģeniāls. Elektronika ir pilnībā noslēgta no ūdens. Ir bezmaksas griešanās dzenskrūve, kas griežas lēnāk vai ātrāk atkarībā no plūsmas ātruma. Vienā vietā uz dzenskrūves ir magnēts. Sensora ārpusē ir neliels nodalījums, kurā ir neliels PCB ar diviem komponentiem: rezistors un zāles efekta sensors. Katru reizi, kad magnēts iet garām zāles efekta sensoram, tas pārslēdzas starp augstu un zemu. Citiem vārdiem sakot, tas pārslēdzas starp 5V un 0V katru reizi, kad dzenskrūve griežas.

Lai nolasītu sensoru, mēs pieliekam +5 V sarkanajam vadam, negatīvo - melnajam vadam un nolasām ciparu signālu no dzeltenā stieples. Mana osciloskopa fotoattēlā varat redzēt, kā mainās signāls, kad tiek ieslēgta plūsma. Sākumā signāls pastāvīgi ir nulle volti. Kad plūsma sākas, impulsu biežums ātri sasniedz ātrumu un sasniedz vienmērīgu stāvokli.

Saskaņā ar datu lapu sensors izdala 450 impulsus litrā. Tas būs svarīgi vēlāk, rakstot programmatūru.

8. solis: plūsmas sensora elektroinstalācija

Plūsmas sensoram ir 3 kontaktu JST-XH savienotājs. Tas nav ideāli, jo vadi ir pārāk īsi, un savienotājam ir atklāti kontakti, kurus var viegli saīsināt ar noklīdušiem ūdens pilieniem. Es pasūtīju šo 3,5 mm audio spraudņa kabeļa komplektu no Digikey. Tas ir 3 collas garš, kas ir ideāls garums, un tam ir konservēti vadi, kas atvieglo lodēšanu. Es neiesaku mēģināt izmantot veco austiņu vadu, jo tiem parasti ir ļoti plāns emaljēts vads, kuru gandrīz nav iespējams pielodēt.

Plūsmas sensoram ir plastmasas pārsegs, ko tur divas Phillips skrūves. Vienkārši noņemiet šīs skrūves un izvelciet shēmas plati. Tas netiek turēts ar līmi, tas tiek turēts vietā ar plastmasas vāku. Pēc tam atlaidiniet trīs vadus, sasildot tos ar lodāmuru un paņemot tos pa vienam.

Pēc tam pie spilventiņiem pielodējiet 3,5 mm audio kabeli. Es iesaku saskaņot krāsas tā, kā es to darīju. Šai konfigurācijai ir +5V uz gala, signāls uz gredzena un zeme uz piedurknes. Šī ir tā pati konfigurācija, kas izmantota lādēšanas portam, sākot ar 6. darbību. Ja nejauši pievienojat lādētāju sensora pieslēgvietai vai otrādi, ierīce netiks bojāta.

9. solis: Plūsmas sensora uzstādīšana

Līdz šim viss mūsu darbs ir noticis darbnīcā. Bet tagad ir pienācis laiks doties uz vannas istabu!

Pirmkārt, es noņēmu dušas galvu. Tas atklāja īsu caurules gabalu, kas izvirzīts no sienas ar 1/2 collu NPS vītņoto vītni. Ērti mūsu plūsmas sensoram ir tieši tāds pats vītnes izmērs! Vienīgā problēma ir tā, ka sensoram ir vītne abos galos, tāpēc mēs nepieciešams savienojums no sievietes uz sievieti.

Manā vietējā datortehnikas veikalā bija 1/2 collu savienojumi no misiņa, dzelzs un PVC. PVC bija lētākais, tāpēc es to saņēmu. Lai gan, raugoties vēlāk, misiņš vai tērauds būtu izskatījušies jaukāk.

Kad esat ieguvis sakabi, vienkārši ieskrūvējiet plūsmas sensoru savienojumā un pēc tam pieskrūvējiet sakabes otru galu pie caurules. Plūsmas sensoram ir bultiņa, kas norāda paredzēto plūsmas virzienu. Neuzstādiet to atpakaļ, pretējā gadījumā mērījumi var būt neprecīzi. Visbeidzot, pieskrūvējiet dušas galvu pie plūsmas sensora gala.

Protams, es pieņemu, ka jūsu dušā tiek izmantota 1/2 collu NPS vītne, tāpat kā manējā. Ja tas tā nav, jums būs jāiegādājas papildu adapteri.

Ieteikums: pirms gabalu pieskrūvēšanas visiem pavedieniem pievienojiet teflona santehniķa lenti, lai novērstu noplūdes. Man nebija pa rokai, bet tuvākajā laikā plānoju to pievienot.

10. solis: Arduino un Perfboard

Tā kā mums būs jādara daudz elektroinstalāciju, ir laba ideja iegādāties perforētu dēļu gabalu, lai padarītu lietas mazliet sakoptākas. Es izgriezu perforatora taisnstūri apmēram 1 "2". Tālāk es ievietoju savu Arduino Nano tāfeles vidū un atzīmēju, kur iet caur galvenes tapas. Tad es izgriezu divus sieviešu galvenes garumus, katrs 15 tapas garš. Es tos pielodēju uz plātnes, kur iepriekš atzīmēju. Tas ļaus mums programmēšanai noņemt Arduino.

Ieteikums: atzīmējiet Arduino USB porta orientāciju, lai jūs vienmēr to pievienotu perfboard.

11. solis: visu vadu pievienošana

Tagad ir pienācis laiks lodēt visu kopā! Esmu iekļāvis pilnu elektroinstalācijas shēmu, kurai varat sekot, vai skatīt manas rakstiskās darbības zemāk, ja vēlaties vadāmāku pieeju.

Pirmkārt, es nogriezu dažus vīriešu galviņu tapas un pielodēju tos uz plātnes uz +5 V un zemes sliedēm. Tad es lodēju vēl divas galvenes tapas, kas savienotas ar tapām A4 un A5 uz Arduino. Šīs galvenes ļaus mums savienot LCD ekrānu, izmantojot džemperus no sievietēm līdz sievietēm.

Tālāk es lodēju pāris vadus no pastiprinātāja pārveidotāja izejas uz +5 V un zemes sliedēm. Tas nodrošinās strāvu Arduino, LCD un plūsmas sensoram.

Pēc tam es nogriezu divus vadus un pievienoju tos spiedpogas spailēm. Vienu vadu pielodēju pie zemes sliedes, bet otru pie digitālās tapas 3.

Pēdējā lodēšanas daļa ir plūsmas sensors. Tā kā sensoram jau esam piestiprinājuši 3,5 mm spraudni, mums vienkārši jāpielodē 3,5 mm ligzda. Vispirms es lodēju trīs vadus - vienu pie katras domkrata cilnes. Tad es ievietoju domkratu caur korpusu un nostiprināju to ar uzgriezni. Visbeidzot, es pielodēju piedurkni pie zemes, galu līdz +5 V un gredzenu pie digitālās tapas 2.

Pogai un plūsmas sensoram es izvēlējos izmantot 2. un 3. ciparu tapas, jo tās ir aparatūras pārtraukšanas tapas. Tas ievērojami atvieglos koda rakstīšanu.

Tagad mēs esam pabeiguši lodēšanu, bet mums joprojām ir jāpieslēdz LCD. Tā kā mēs lodējām galvenes, mums ir nepieciešami tikai četri sieviešu džemperi. Pievienojiet "Vcc" tapu pie +5V, "Gnd" tapu pie zemes, "SCL" tapu pie A5 un "SDA" tapu ar A4. Lai LCD ekrāns ietilptu korpusā, galvenes tapas ir jāsaliek atpakaļ. Vairākas reizes saliekot tapas uz priekšu un atpakaļ, metāls tiks nogurdināts un tapas saplīsīs, tāpēc es iesaku tās saliekt tikai vienu reizi un dariet to uzmanīgi.

Tagad elektroinstalācija ir pabeigta!

12. solis: programmēšana

Tagad, kad visa aparatūra ir pievienota, mēs varam ieprogrammēt Arduino.

Es vēlos, lai programmai būtu šādas funkcijas:

• Pirmajā rindā parādiet strauji atjaunināmo kopējo litru skaitu
• Otrajā rindā parādiet kopējās ūdens izmaksas vai plūsmas ātrumu
• Kad duša darbojas, spiedpoga pārslēdzas starp izmaksu vai plūsmas ātruma rādīšanu
• Kad duša nedarbojas, spiedpogai vajadzētu notīrīt visus datus un atiestatīt ekrānu
• Sensors jālasa, izmantojot pārtraukšanas režīmu, lai izvairītos no rupjām aptaujas metodēm
• Atjauninot ekrānu, mums vajadzētu atjaunināt tikai tās vērtības, kuras ir mainījušās, nevis katru reizi pārrakstīt visu ekrānu (tas izraisītu manāmu mirgošanu)

Programmai ir vienkārša struktūra. Izmantojot funkciju millis (), mēs varam radīt aizkavēšanos, kas faktiski neaptur programmas izpildi. Skatiet šo pamācību, lai uzzinātu LED mirgošanas piemēru, neizmantojot funkciju delay ().

Funkcija millis () atgriež milisekundes pēc Arduino ieslēgšanas. Izveidojot mainīgo "previousMillis" un atņemot Millis () - previousMillis (), mēs varam redzēt pagājušo laiku kopš iepriekšējāMillis atjaunināšanas.

Ja mēs vēlamies, lai kaut kas notiktu vienu sekundē, mēs varam izmantot šādu koda bloku:

ja ((milis () - iepriekšējaisMillis)> = 1000) {

previousMillis = milis (); toggleLED (); }

Tas pārbauda, vai starpība starp miliem () (pašreizējais laiks) un iepriekšējiem milisiem (pēdējo reizi) ir lielāka vai vienāda ar 1000 milisekundēm. Ja tā ir, pirmā lieta, ko mēs darām, ir iestatīt iepriekšējo Millisu vienādu ar pašreizējo laiku. Tad mēs veicam jebkādas papildu darbības, kuras vēlamies. Šajā piemērā mēs pārslēdzam LED. Tad mēs izejam no šī koda bloka un pabeidzam atlikušo cikla () funkciju, pirms atgriežamies pie sākuma un atkārtojam visu no jauna.

Šīs metodes izmantošanas priekšrocība salīdzinājumā ar vienkāršo delay () funkciju ir tāda, ka delay () ievieto starplaiku starp instrukcijām, bet neņem vērā laiku, kas nepieciešams citu cilpas () funkcijas norādījumu izpildei. Ja jūs darāt kaut ko, kas prasa ilgāku laiku nekā tikai gaismas diodes mirgošana, piemēram, atjaunināt LCD ekrānu, laiks, kas nepieciešams, nav nenozīmīgs, un pēc dažiem cikliem tas tiks summēts. Ja jūs atjaunināt LCD ekrānu pulkstenī, tas ātri kļūtu neprecīzs un atpaliktu.

Tātad, tagad, kad mēs saprotam programmas vispārējo struktūru, ir pienācis laiks ievietot instrukcijas. Tā vietā, lai šeit izskaidrotu katru koda rindu, es iesaku vispirms izlasīt pievienoto blokshēmu, kas sniedz augsta līmeņa pārskatu par programmas darbību.

Kad esat redzējis blokshēmu, apskatiet pievienoto Arduino kodu. Esmu komentējis gandrīz katru rindu, lai būtu skaidrs, ko katra rinda dara.

Kodā ir dažas daļas, kuras, iespējams, vēlēsities mainīt. Vissvarīgākais ir maksa par litru. Manā pilsētā ūdens maksā 0,2523 ¢ par litru. Atrodiet šo rindu un mainiet šo vērtību, lai tā atbilstu dzīvesvietas izmaksām:

const pludiņš COST_PER_LITRE = 0,2523; // maksa par litru, centos, no pilsētas tīmekļa vietnes

Ja vēlaties litrus izmantot litros, nomainiet visas līnijas "LCD.print ()", kas attiecas uz "L" vai "L/s", uz "G" vai "G/s". Pēc tam izdzēsiet šādu rindu:

const pludiņš KONVERCIJA = 450,0; // paturēt šo nekomentējamu par litriem

… Un noņemiet komentāru šajā rindā:

const float CONVERSION = 1703.0; // noņemiet komentāru un izdzēsiet galonu galīgo rindiņu

Ir vēl viena dīvainība, kuru jūs, iespējams, pamanījāt manā kodā. Noklusējuma rakstzīmju kopa neietver "¢" rakstzīmi, un es negribēju izmantot dolārus, jo izmaksas lielākoties tiks rādītas kā "0,01 ASV dolāri" vai mazāk. Tāpēc es biju spiests izveidot pielāgotu raksturu. Šī simbola attēlošanai tiek izmantots šāds baitu masīvs:

baits cent_sign = {B00100, B00100, B01111, B10100, B10100, B01111, B00100, B00100};

Pēc šī masīva izveidošanas īpašā rakstzīme ir "jāizveido" un jāsaglabā.

lcd.createChar (0, cent_sign);

Kad tas ir izdarīts, lai drukātu pielāgoto rakstzīmi, mēs izmantojam šādu rindu:

lcd.write (baits (0)); // drukāt centu zīmi (¢)

LCD ekrānā var būt līdz 8 pielāgotas rakstzīmes. Plašāka informācija par to ir šeit. Es arī saskāros ar šo noderīgo tiešsaistes rīku, kas ļauj uzzīmēt pielāgotu rakstzīmi, izmantojot grafisko interfeisu, un tas automātiski ģenerēs pielāgoto baitu masīvu.

13. solis: vāka aizvēršana

Beidzot esam gandrīz pabeiguši!

Ir pienācis laiks iebāzt kamerā visu elektroniku un cerēt, ka vāks aizvērsies. Bet vispirms mums jāpiestiprina 30 mm atdalītāji. Nopirktajā izslēgšanas paketē nav iekļauti tik gari, bet komplektā ir 20 mm un 10 mm, kurus var piestiprināt kopā. Ar četrām M3 skrūvēm es ieskrūvēju četrus atdalījumus korpusa apakšā esošajos caurumos (skat. 1. un 2. attēlu). Noteikti pievelciet tos droši, bet ne pārāk stingri, pretējā gadījumā jūs riskējat salauzt plastmasas korpusu.

Tagad mēs varam ievietot visu elektroniku iekšā. Es pievienoju lādētāju un pastiprinātāja pārveidotāju pie vāka ar abpusēju lenti, kā redzams trešajā attēlā. Tad es aptinu kādu elektrisko lenti ap atklāto metālu uz divām 3,5 mm ligzdām, lai nodrošinātu, ka, saskaroties ar savienotājiem, nekas nav īss.

Es varēju padarīt Arduino piemērotu, novietojot to uz sāniem kreisajā apakšējā stūrī ar USB portu pa labi. Es izmantoju vairāk divpusēju lenti, lai akumulatoru nostiprinātu korpusa apakšā zem LCD ekrāna.

Visbeidzot, kad viss ir vairāk vai mazāk droši iestrēdzis kastē, vāku var noskrūvēt ar vēl četrām M3 skrūvēm.

14. darbība: pārbaude

Vispirms pievienojiet 3,5 mm savienotāju no plūsmas sensora. Es iesaku to darīt pirms ierīces ieslēgšanas, jo kontaktdakša var ievietot nevēlamu savienojumu, kad tā tiek ievietota.

Pēc tam ieslēdziet galveno barošanas slēdzi. Lai gan ūdens neplūst, priekšējā paneļa pogai nevajadzētu darīt neko citu, kā tikai notīrīt kopējo summu un notīrīt ekrānu. Tā kā kopsumma pēc noklusējuma būs nulle, šķiet, ka poga vēl neko nedara.

Ja ieslēdzat dušu, kopējam skaitam jāsāk pieaugt. Pēc noklusējuma tiek parādītas izmaksas. Nospiežot priekšējā paneļa pogu, plūsmas ātrums tiks parādīts apakšējā rindā. Nospiežot priekšējā paneļa pogu, tiek pārslēgts starp plūsmas ātruma rādīšanu un izmaksu rādīšanu, kamēr darbojas duša. Kad duša apstājas, nospiežot priekšējā paneļa pogu, tiek atiestatīti mērījumi un notīrīts ekrāns.

Montāža

Ierīces uzstādīšanas veids ir atkarīgs no jūsu dušas izkārtojuma. Dažām dušām varētu būt dzega pietiekami tuvu dušas galvai, lai jūs varētu vienkārši ievietot ierīci tur. Manā dušā man ir piestiprināts grozs ar piesūcekņiem, kurā es ievietoju ierīci. Ja jums nav greznības ar dzegu vai grozu, varat mēģināt ierīci turēt pie sienas ar divpusēju piesūcekni. Tas darbosies tikai tad, ja izmantosit noliktavā iebūvētu korpusu ar vienmērīgu pamatni vai arī izdrukāsit manu pielāgoto korpusu uz printera ar stikla konstrukcijas plāksni. Ja jūsu korpusam ir raupja pamatne (piemēram, manējā), varat mēģināt izmantot abpusēju lenti, lai gan, mēģinot noņemt ierīci, uz dušas sienas var palikt atlikumi.

Traucējummeklēšana

Ekrāns ir ieslēgts, bet fona apgaismojums ir izslēgts - pārliecinieties, vai džemperis ir uzstādīts uz divām tapām I ² C moduļa sānos

Ekrāns ir tukšs, ar ieslēgtu fona apgaismojumu - pārbaudiet, vai I² C adrese ir pareiza, palaižot I²C skeneri

Ekrāns ir ieslēgts, bet vērtības paliek nulles - pārbaudiet, vai no sensora nāk signāls, izmērot spriegumu 2. tapā. Ja signāla nav, pārbaudiet, vai sensors ir pareizi pievienots.

Ekrāns ir tukšs ar izslēgtu apgaismojumu - pārbaudiet, vai Arduino barošanas gaismas diode ir ieslēgta, un pārbaudiet, vai ekrānam ir strāva

Ekrāns īslaicīgi ieslēdzas, tad viss apstājas - jūs, iespējams, esat iestatījis pārāk augstu spriegumu no pastiprinātāja (komponenti nevar izturēt vairāk par 5 V)

Ierīce darbojas, taču vērtības ir nepareizas - pārliecinieties, vai jūsu izmantotajam plūsmas sensoram ir tāds pats konversijas koeficients - 450 impulsi litrā. Dažādiem sensoriem var būt dažādas vērtības.

15. solis: Tagad sāciet taupīt ūdeni

Uzlabojumi

Pašreizējā programmatūras versija darbojas pietiekami labi, taču galu galā es vēlos pievienot iespēju izmantot dažādus lietotājus (ģimenes locekļus, mājiniekus utt.) Ierīce saglabātu katras personas statistiku (kopējais ūdens un kopējais dušu skaits) parādīt vidējo ūdens patēriņu katrai personai. Tas varētu mudināt cilvēkus sacensties par vismazākā ūdens daudzuma izmantošanu.

Būtu arī forši, ja būtu veids, kā eksportēt izklājlapā apskatāmos datus, lai tos varētu attēlot. Tad varēja redzēt, kādos gadalaikos cilvēkiem ir biežākas un garākas dušas.

Visām šīm funkcijām būtu nepieciešams izmantot EEPROM-Arduino iebūvēto nemainīgo atmiņu. Tas ļautu saglabāt datus pat pēc ierīces izslēgšanas.

Vēl viena noderīga funkcija būtu akumulatora indikators. Pašlaik vienīgā norāde, ka ierīce ir jāuzlādē, ir tad, kad akumulatora pārvaldības pults pārtrauc strāvu. Būtu viegli pieslēgt papildu analogo ieeju, lai izmērītu akumulatora spriegumu. Sprieguma dalītājs pat nebūtu vajadzīgs, jo akumulatora spriegums vienmēr ir mazāks par 5 V.

Dažas no šīm idejām robežojas ar iezīmju slīdēšanu, tāpēc programmatūru tālāk neizstrādāju.

Pārējais ir jūsu ziņā!

Pirmā balva sensoru konkursā