基于Arduino的储水系统的制作

步骤1：泵的类型和操作

与大多数泵一样，离心泵将旋转能量（通常来自电动机）转换为运动流体中的能量。一部分能量转化为流体的动能。流体通过外壳的孔眼轴向进入，被叶轮叶片捕获，并沿切线和径向向外旋转，直到流体通过叶轮的所有圆周部分进入外壳的扩散器部分。流体在通过叶轮时会同时获得速度和压力。外壳的甜甜圈形扩散器或涡旋形部分使流量减速，并进一步增加压力。重要的是要注意，水不是通过离心力（不存在力）径向向外推，而是通过惯性，即物体绕圆行进时沿直线（与半径相切）连续的自然趋势。可以将其与洗衣机中旋转周期的工作方式进行比较。

如果您想了解有关泵的更多信息，这是一篇很棒的文章，它更深入地解释了它们的操作：https：//www.allpumps.com.au/blog/2016/01/25/class 。..

只是为了弄清楚为什么我要选择离心泵：性价比是无与伦比的，所以这款3美元的泵非常适合该项目。

这个小型泵可以将240L/H输送到3米高（最大），以200L/H计算，即每分钟约3升，因此，要充满我的10升罐，大约需要3分钟。

齿轮泵用于泵送油等油脂性材料，蠕动泵适用于食品级，医疗级的流体输送，但它们又慢又昂贵，与活塞泵一样。

我在此构建过程中了解到的一件事很困难，那就是您必须将这些泵浸入水中，因为如果它们的吸入管不在水下或气泡进入那里，则泵将停止工作（使流量再次工作的唯一方法是打开/断开回路以将气泡冲洗出叶轮）。正如我最初的构建日志所显示的那样，我计划将泵本身构建到与电路相同的盒子中。仅当将比泵高一点的水箱连接到吸水口以提供恒定的水流量时，这种方法才有效。

步骤2：硬件设计

WasserStation是一款简单的水泵，具有水位检测功能，可以将水箱注满水。

这很有指导意义不适用于那些可能想知道为什么不只是插入12V适配器的水泵，然后看着水箱注满水（使用当前的水泵大约需要5分钟）的人。

这是5分钟，您可以花其他时间，在进行此构建时，您将学到许多有关水系统，水泵的有趣知识，以及有关进度指示器的软件设计小技巧。/p》

您可以轻松地使用此构建来创建满足您需求的多种变化，例如：

1，拥有一个室外水塔，您可以在其中抽水

2，在白天从一口井中使用太阳能

2，您有一个室内水箱，该水箱通过电磁阀连接到主水龙头上

3，

4，具有足够大的属性，可以拥有自己的水塔来存储水以存储潜在的能量，以运行小型发电机（猜测您需要进行的所有修改，以添加具有110V/230V高压的继电器，从而可以打开更大的泵。

超声波水检测非常可靠，并且可以如果您要处理的是封闭的水箱而不是开放的泳池区域，则可以很好地进行调整。

如果您要构建此饮用水系统，请确保所有设备均为食品级，管道，水罐，接头。在我的构建中，我使用1 Y连接器，那里没有更好的方法来对构建进行防水处理，但要对其进行热粘合。由于组件紧密结合在一起，因此甚至没有必要只是预防措施，因为我不想处理泄漏，而不是1年内或5年内。

如果您将水储存更长的时间，还值得检查系统中的藻类。这对于我的建筑物来说从来没有发生过，因为水大约需要3-4周。

抱歉，但是这次没有电路图。我什至没有为这个项目制作PCB，它是如此的简单。继电器通过外部连接直接连接到Arduino，例如LCD和超声波传感器。

关于设计的另一点说明：您需要在罐顶的某个地方有气孔，不会太大也不会太多，以免脏物进入水中，但是如果水箱中有真空，水显然不会流动。

步骤3：硬件零件

1x Go＆Camp Wasserkanister 10l mit Hahn（McTrek户外运动）

1x Y JOINER Piece 3 WAY塑料倒刺连接器PIPE软管减速器空气燃料水2x 12V

12mm N/C塑料电磁阀电磁水空气常闭

1x微型DC-DC降压转换器降压模块电源，用于航空建模（ 12-》 5V）

1x 12V DC 5W微型迷你超静音无刷水泵潜水车0〜75℃

1x SIP-1A05簧片开关继电器

1x Arduino Pro Micro

1x液晶显示屏-》 Winstart 2004A-CTI-JT

1x on/关闭开关1x 3.5电源插孔1x 4针接口，用于超声波1x 10kOhm可变电阻，用于LCD对比线，面包板

步骤4：软件设计

此代码很简单，因为它不与任何PC，Xbee或其他设备通信，只是从超声传感器中读取值，打开泵

我还利用RGB LCD屏幕根据水位来更改背景光：

const int LCD_R = A1; // BackLight - R

const int LCD_G = A0; // BackLight - G

const int LCD_B = 15; // BackLight - B

在启动时，泵总是关闭，然后调用 water_check（）例程检查水位。这里要注意的一件事是，HC-SR04超声波传感器只能在距离物体2-3 cm的距离内可靠地工作，因此我们的停止值为100％。如果我们整天都可以通过各种科学计算确定其余的值，但是由于我希望这个项目尽快完成，因此我遵循了旧的unix KISS原则，并简单地检查了传感器读数在一定的水位上并将其硬编码到代码中（与JavaStation相同）。这将始终取决于您使用的储罐的大小，形状，这是您必须校准自己的构造所必须进行的测量。

如果储罐已满，将应用5分钟的保持计时器。在使用泵，压缩机的回路中，使用保持计时器是一种好习惯。这些设备不应该反复打开和关闭，在这种情况下，绝对没有必要这样做。

/* Water level is on full no need to keep polling it every second， lock for 1 minute. */

if （water_level 》= 100）

如果水箱未打开100％，则泵将打开，并且LCD上将同时显示水位％和CM。

最大值如果您不想使用其他传感器，填充时间检查是一种简单而有效的检查溢出的方法。

您可以测量将油箱加满所需的时间，并在其中多加+1分钟。该检查将立即关闭泵并中断主程序流程，因为显然有问题。从这一点开始，Arduino必须重新通电。

#ifdef MAX_FILLUP_TIME

wait_count++;

if （wait_count==MAX_FILLUP_TIME）

{

#ifdef DEBUG

Serial.println（“WSTATION_ERROR_REFILL”）;

#endif

myISR（）;

}

#endif

如果水位低于20，则背光为红色；如果背光在20至80之间，则切换为绿色；如果超过80，则为蓝色；当水箱装满时到100％，然后变成青色。

要在便宜的非图形LCD屏幕上创建外观更好的进度条，我使用了一个巧妙的技巧。一个字符被分割为另外5个较小的框架，使进度条看起来更紧密相连（尽管您仍然会看到字符之间的空白）。

例如，字符字段的第一列亮起：

B10000，

B10000，

B10000，

B10000，

B10000，

B10000，

B10000，

B10000

然后将第一列和第二列一起显示：

B11000，

B11000，

B11000，

B11000，

B11000，

B11000，

B11000，

B11000

仅此而已，您可以轻松地修改此代码，以适合不同尺寸的水箱和LCD屏幕的需求。

第5步：关闭和待办事项列表

希望此简短的指导对您有所帮助，并将帮助您成功建立自己的蓄水设施。尽管这是一个简单的构建，但是可以做一些改进：

-在水箱壁上添加溢水（水分）传感器，以提高安全性（在我的其他JavaStation项目中完成）。

-安装带插头和小腔室的超声波传感器，以便于更换（以防泛滥：P）

-安装前向流量阀，以防进料管下来。超声波装置的主要缺陷之一是，如果水从远处倾泻而下，将导致水面混乱，并且传感器读数将波动，并且波动范围为+/- 20相对于此，最佳做法是将输入管向下馈入水箱的底部，从而获得透明的表面，但是这又带来了另一个问题，即当泵停止运转时，该管将开始将水回流。为此，您必须使用前进流阀。