Доброго времени суток!
Данная переливайка была создана в условиях, когда я жил на съемной квартире (пока еще живу), а пить и готовить еду надо, рядом станций налива питьевой воды нет, а бутылки с питьевой водой копятся, да и покупать обходится дороже, чем фильтрование воды. Плюс, надо подождать, пока вода профильтруется, чтобы просто попить, не то что чай сделать. Бутыль 19 литров разместить особо негде.
В качестве воды из проточного фильтра не был уверен, так же не уверен, согласовал ли бы собственник установку фильтра со сверлением отверстий под кран.
Насаживаемый на излив крана фильтр не устраивает по качеству фильтрованной воды и подходит не ко всем кранам.
В результате была создана система по автоматическому переливу воды.
Итак, выработаны следующие требования:
Устройство содержит датчики уровня и насосы фильтрованной и нефильтрованной воды. Насос фильтрованной воды и датчики ставятся в кувшин, а насос нефильтрованной воды — в сосуд с нефильтрованной водой (например, бутыль 5 литров).
Устройство заполняет резервуар с нефильтрованной водой, пока он не заполнится или пока не истечет время заполнения T.
Если устройство не смогло в течение T заполнить резервуар с нефильтрованной водой и он пустой, звучит звуковой сигнал и наполнение этого резервуара прекращается до перезапуска системы автоперелива.
В режиме автоперелива при заполнении резервуара с фильтрованной водой включается насос фильтрованной воды для его опорожнения (и соответственно, для заполнения бутыли с фильтрованной водой).
Кнопка Пуск/стоп запускает или останавливает систему автоперелива.
Кнопка ручного налива включает насос фильтрованной воды на время удержания этой кнопки (например, чтобы налить в кружку воды).
Индикаторы статуса и уровней воды.
Попытка номер раз
Собрал устройство на базе Arduino Nano V3 и на макетной плате. Напечатал каркасы для датчиков уровня воды для размещения в кувшине и выбраны небольшие насосы. Преимущество в том, что пролезают в некоторые из горловин бутылей и не мешается в резервуаре фильтрованной воды.
Принцип работы датчиков резистивный: в воду опущен электрод +5В и сенсорные электроды. Через воду +5В заряжаются затворы мосфетов, подключённых к датчикам, указывая контроллеру текущий уровень воды. Через высокоомный резистор происходит разрядка затворов при осушении сенсорного электрода. Транзисторы датчиков разнесены на отдельные платы датчиков и плату контроллера.
В качестве датчиков уровня воды в начале использовались луженые провода. На вкус вода так себе через некоторое время. Электроды были заменены на алюминиевые пластины. Корродируют гораздо меньше, но в следующей итерации заменю на куски проволоки из нержавейки.
Была замечена просадка напряжения на мосфете, управляющем мотором: из 5 вольт до мотора доходило только 3, и напор был слабый. Эксперимент показал, что оптимальное время Т, за которое можно и понять, что бутыль с нефильтрованной водой пустая, и заполнить резервуар, составляет 3 минуты.
Также были глюки блока, когда в автоматическом режиме контроллер самопроизвольно отключал его, а насос заполнения резервуара нефильтрованной воды оставался включенным, и другие непредсказуемые вещи, хотя код отладил, и первое время устройство корректно работало.
Из‑за перелива воды в бутылку с фильтрованной водой устройство могло залить стол. Обходным вариантом было залить в бутылку нефильтрованной воды на 10% меньше, чем вмещает в себя бутылка с фильтрованной водой. В следующей итерации предусмотрен дополнительный датчик, останавливающий программу автоперелива.
Попытка номер два
Для уверенности в конструкции контроллера была заказана отдельная плата, а также был сделан ряд доработок:
Транзисторые ключи датчиков теперь все на плате контроллера. Сами датчики будут подключаться экранированным проводом к электродам из нержавейки.
Добавлен датчика водного стопа, по которому прекращается автоперелив.
Применен контроллер CH32V003.
Применены микросхемы драйверов моторов L9110D.
Применены линейные стабилизаторы.
Питание от DC Jack.
Платы для новой версии сейчас едут, обновлю статью после ее сборки.
Заключение
До того, как начались глюки (около 3-х месяцев), я заполнял за день батарею из 10 5-литровых бутылок через кувшин, и питьевой воды хватало на неделю.
При этом было израсходовано 5 фильтрующих кассет.
По расходам: на первую итерацию ушло около 1000 рублей, и это были в основном недостающие элементы:
Пара насосов погружных с питанием от 5В — 500 рублей.
Метр силиконового шланга — 300 рублей.
Разъемы и провода — 200 рублей.
Новая итерация вышла уже в 2000 рублей, и большую часть расходов составляет партия из 5 печатных плат, остальная часть — компоненты.
UPD 09.08.2023
Пришли печатные платы, один экземпляр уже собран, программа отлажена.
Так как не хватает исправного насоса, установка собрана частично
Фото платы:
Осталось напечатать корпус и получить новые погружные насосы