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[教程]制作一个全自动换水器

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发表于 2019-12-23 10:47:58 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国北京
本帖最后由 steve.wei 于 2019-12-23 10:49 编辑

所需知识
  • 需要有C语言开发基础(如果熟悉C++更好)。不需要太精通,程序并不复杂。
  • 有动手能力,至少还有初中的电路知识,能够分清正负极,进行简单的连线。
如果你用树莓派制作,那么用python或者其他语言也是可以的,不过不建议使用树莓派,有点太复杂。
原理
利用电子秤(重量传感器),在一个1升容器里面控制进RO水,加盐,混合后,加入到鱼缸里面。然后再从鱼缸抽出同样重量的老水,然后再把老水从容器里面作为废水排出。然后重新进RO水,加盐等。
每次可以更换1升水,如此循环,就可以完成大量的换水。换水过程比较慢,而且每次只更换1升水,对于生物尤其是珊瑚的冲击可以降到最低。
所有的控制都是自动的,只需要在换水之前准备好海盐,并且连接好相应的水管。
可能的缺点:
因为每次是先把新鲜的海水加入到鱼缸,然后再从鱼缸抽出旧的海水,因而可能会导致小部分新水会被浪费。不过可以将新鲜海水出水口放在主泵附近,而把抽取旧水的入水口放在下水处,这样会避免刚加入鱼缸就被抽出来。
所需要的材料必须的材料
下面的材料是最少所需的材料,主要用于控制。(所有材料都可以通过淘宝买到)
  • arduino开发板,我自己用了uno r3
  • 重量传感器以及hx711模块
  • 6路继电器
  • 亚克力容器两个
  • 杜邦线若干
  • 3个12v水泵 (用来添加新鲜海水,抽取旧的海水以及排出旧的海水)
  • 1个电磁阀(控制RO进水)
  • 一个12v潜水泵,用来化盐(因为容器比较小,没有合适的造浪泵,就用一个小型潜水泵代替了。如果你有迷你的造浪泵更好。)
  • 一个12v减速电机,用来控制加盐
  • 12v/5v双路电源,用来给arduino,设备供电。
  • RO水管若干
  • 硅胶管若干
如果你熟悉树莓派,用树莓派也是可以完成工作的,不过肯定不如arduino方便和简单。
可选的材料
下面是可选的材料,主要用来脱离开发状态(开发过程中需要使用电脑调试),以及和手机应用配合,用手机来控制换水过程(开启/停止换水,以及查看换水状态)。
  • 适用于arduino的IO扩展板 (如果要连接显示屏,建议使用扩展版,否则anduino自带的接口不够用)。
  • BT05蓝牙模块(HC06也可以,不过无法用于iPhone手机)
  • 1602 显示屏 (可以直接显示状态)。
准备开发环境
首先按照教程准备arduino开发环境。网上教程很多,请自行搜索。
调试重量传感器
最好购买带有支架的重量传感器,这样可以省的自己制作。
arduino无法直接连接这个传感器,需要通过hx711模块,让arduino连接hx711,然后再通过hx711连接这个传感器。这样就可以在arduino里面获得正确的重量了。
同样网上教程很多,可以通过arduino,hx711搜索。
在可以读取重量之后,就可以进行下一步了。
制作化盐/排水容器
可以用亚克力自行制作一个容器,然后和重量传感器支架粘贴在一起。网上有很多定制亚克力的,自己选择一家即可。我制作的容器大小为151020cm(长宽高),总容量3升。因为要化盐,因此容器高度要尽量高一些,避免水溢出。
同时,这个容器上面,还需要钻孔,用来排水(向鱼缸里面添加新水,以及从容器中排出废水)。钻孔可以在制作盒子的时候呢和厂家说好,也可以自己钻(家用电钻即可,选择合适的钻头)。
打孔之后还需要连接水管。(后续会说明)
连接继电器
将继电器和arduino连接起来。具体请参考卖家教程,这个比较简单。然后通过程序,可以控制继电器的开关。
连接12v电源到继电器
将12v电源正极连接到继电器。
连接水泵
一共三个水泵,负极和12v电源直接连接,正极连接继电器常开端口。
连接好之后,给电源通电,然后通过程序控制继电器,调试水泵是否可以正常工作。
连接RO进水
将电磁阀固定好,进水口接RO机出水,出水口连接水管,通向化盐容器。然后电磁阀一端接12v电源负极,另外一端接继电器。
通过程序控制继电器,打开或者关闭电磁阀,看看RO进水是否正常。
连接化盐泵
将潜水泵在化盐容器里面固定好,然后和电源以及继电器连接好,通过程序控制启动和停止。
调试进出水
将化盐容器的两个出水口,分别连接到两个水泵,其中一个水泵出水口作为新鲜海水出口,用来添加新鲜海水。另外一个作为废水出口,用来排出废水。
再将一个水泵入水口作为抽取鱼缸旧水的的入口,出口连接到化盐容器。
然后通过程序进行模拟换水:
  • 控制进RO水,称重,达到1升(1千克)的时候停止进水。
  • 开启化盐泵一段时间,模拟化盐
  • 把水模拟排出到鱼缸,直至重量接近于0。
  • 抽取旧水到化盐容器,达到1千克左右(正常应该是1.035千克左右)。
  • 排出容器里面的旧水,作为废水排出。
    如此循环。
制作加盐器
这是唯一一个没有成品的机械组件,需要自己制作,通过控制电机转动,将容器里面的海盐缓慢加入化盐容器里面。
然后将加盐器和电源以及继电器连接起来,通过程序控制加盐器启动和停止。
组装
将所有组件组装起来,然后运行程序,进行最后的调试,直至可以正常换水。
其他组件
可以连接显示屏,将当前状态输出到显示屏上面。也可以连接蓝牙或者wifi组件,通过手机应用和arduino进行通信,使用手机进行控制。
注意
本发明已经获得了专利,请勿用于商业用途。

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发表于 2019-12-23 11:08:39 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国新疆
啧啧!大概原理懂了,脑子懂了手没有懂
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发表于 2019-12-23 14:50:33 | 显示全部楼层 来自: 中国福建福州
不错  推动水族行业发展进步
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发表于 2019-12-31 09:51:20 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
加盐量能控制?   让我脑补一下超大  自动喂食器 哈哈哈  你这有点复杂了吧    其实两个水泵  一个小造浪  配合一个智能定时插排就能弄吧     
我曾经考虑过全自动烧水壶 比如金灶k9 有高地水位控制的那种里面扔一个抽水泵在    自动加水   把加热控制开关变成造浪开关    这样 就是  自动加水  造浪开   喂食器加盐    20秒后   壶内水泵抽水进缸  加水泵于缸里排水泵联动  同时缸内开始排水   哈哈哈     2升3升的   还行   大缸的话就不好控制水量了     哈哈哈  
我还考虑过 全自动洗衣机的漂洗功能   其实主要问题还是在于  如何自动加盐这问题上
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发表于 2019-12-31 19:02:38 | 显示全部楼层 来自: 中国福建福州
xbyshy 发表于 2019-12-31 09:51
加盐量能控制?   让我脑补一下超大  自动喂食器 哈哈哈  你这有点复杂了吧    其实两个水泵  一个小造浪   ...

盐巴的保存,防潮是最大的问题
第二大的问题是盐度的监控 如果用探头 探头时间长要校准维护,否则结果不准确
自动化系统要尽量减少变量,都是确定的量,就好做了,都是不确定的变量就很难搞了
还有就是你说的适用性,总不能只有小鱼缸用大鱼缸不能用
这一切都要解决,不是DIY能搞得来,也不是小公司能搞得来,最少我公司搞不来
美国一家公司搞出来3999美金一套 好不好用我不知道,我只知道拿到中国来这个价卖不太动

楼主最后那句话道出了这个系统的精髓:本发明已经获得了专利,请勿用于商业用 我这个小人之心看出来背后的潜台词是:
“这个设计我也不确定能不能成,你们有能力的去测试吧,成功了算我的,失败了算你的”
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发表于 2020-1-3 13:11:20 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
礁岩极限 发表于 2019-12-31 19:02
盐巴的保存,防潮是最大的问题
第二大的问题是盐度的监控 如果用探头 探头时间长要校准维护,否则结果不 ...

全自动不行 搞半自动呗      设备都是需要调校的   很多人自己设计的化盐桶 我觉得都特别好   手动控制加盐量就行了    非要做成全自动监测   全自动换水    算算要多少探头 多少设备     所以我说小缸没什么意义   万八千块钱 给个45方换水?  补水加换水桶都赶上缸大了   哈哈   投入产出严重不成正比     但是如果是海洋馆几十吨的水体   投入个几万也是合算的对吧  
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发表于 2020-1-3 13:58:09 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国四川成都
直接把盐化成盐浆,用的时候勾兑
看清净的大海,不看混乱的鱼缸。
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发表于 2020-1-3 17:29:06 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
礁岩极限 发表于 2019-12-31 19:02
盐巴的保存,防潮是最大的问题
第二大的问题是盐度的监控 如果用探头 探头时间长要校准维护,否则结果不准确
自动化系统要尽量减少变量,都是确定的量,就好做了,都是不确定的变量就很难搞了
还有就是你说的适用性,总不能只有小鱼缸用大鱼缸不能用
这一切都要解决,不是DIY能搞得来,也不是小公司能搞得来,最少我公司搞不来
美国一家公司搞出来3999美金一套 好不好用我不知道,我只知道拿到中国来这个价卖不太动

楼主最后那句话道出了这个系统的精髓:本发明已经获得了专利,请勿用于商业用 我这个小人之心看出来背后的潜台词是:
“这个设计我也不确定能不能成,你们有能力的去测试吧,成功了算我的,失败了算你的”

盐度不需要测量吧。把盐分成标准规格,水和盐按比例混合,然后造浪吹就好,配合蛋分还可以换水。盐的保存确实是非常大的问题
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发表于 2020-1-3 17:32:00 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
彩虹小羊 发表于 2020-01-03 13:58
直接把盐化成盐浆,用的时候勾兑

盐浆可能会有更多未知的问题吧,比如元素过浓ca沉淀,溶解不好,比例还不好确定(每一批盐浆盐度很难一样)
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 楼主| 发表于 2020-1-3 17:43:03 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
彩虹小羊 发表于 2020-01-03 13:58
直接把盐化成盐浆,用的时候勾兑

那就不是全自动了,还是需要手工化盐
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