Acqua filtrata con Arduino

Descrizione

In casa si usa bere acqua filtrata. Infatti si riscontra che a volte pulendo la cartuccia del filtro dimostra una patina melmosa e per questo c’è la preferenza a filtrare l’acqua da bere.

L’anno scorso si è presentato il problema che il flusso passante per il filtro fosse talmente lento che per un litro d’acqua si doveva aspettare oltre un quarto d’ora. Con la conseguenza che alcune volte ci siamo assentati dimenticando il filtro aperto, cosicché alcune volte ha lasciato il segno di allagamento in cucina.

Il filtro consiste di una cartuccia ceramica di una determinata porosità. La durata è tale fintanto che passa l’acqua attraverso. Per questo più si intasa e più filtrerebbe bene.

Per questo, ho scelto di aggiungere una pompetta che accelerasse l’erogazione. Inoltre ho scelto una che elevasse la pressione almeno a 0,7 Mpa (7 bar) con un portata di 4 litri/minuto. Ho fatto bene che ho trovato una che funziona a 12 V e quindi posso usare un alimentatore vecchio di un computer portatile (14 V 42 Watt).
Ora con il sistema nuovo la bottiglia si riempie in un quarto di minuto. Un miglioramento di oltre sessanta volte .

Progetto

Il progetto fa un po più del necessario, perché potrebbe anche bastare un semplice pulsante e avviare l’ erogazione. Tanto per divertimento e per comodità il controllo ha la peculiarità di tenere un conteggio in modo che informerà quando l’erogazione ha raggiunto un certo volume dispensato.

All’inizio ho pensato di mettere il tutto dentro ad un contenitore, non volevo lasciare troppe connessione idriche ed elettriche allo sbaraglio infatti, ho preso il CAD e ho studiato il modo di disporre i componenti.
Quello del CAD pubblicato non ha il controllo montato, visto che ci sono state diverse revisioni, dopo lo studio di implementazione spaziale dei componenti.
Alla fine ho dovuto fare un po i conti con le dimensioni del contenitore, che speravo di poter sistemare in uno più economico.

Lo schema

È stato progettato di poter eliminare i disturbi che il motore e l’ elettrovalvola causano. Infatti il display è incline a perdere la sincronizzazione e i caratteri apparirebbero sballati. Per questo ho adottato transil, MOV, snubbers e anche l’ aggiornamento del display.

Il display che ho utilizzato è un 8×2 blu. S’è previsto che si può programmare per il controllo della retroilluminazione, ma con il blu non è fattibile. Come hardware si può implementare il PWM, ma non c’è previsto l’ingresso per la fotoresistenza. Visto che con il mio display non ho optato alla regolazione in PWM.

Come hardware si può anche optare per qualche altro tipo di controllo, una parte è prevista come interfaccia operatore tramite manopola con encoder e display, una parte permette la comunicazione tramite seriale e una parte prevista per controllare due uscite. Una delle quali può funzionare in modulazione d’ampiezza.

C’è un ponticello che permette di separare l’alimentazione di arduino dal resto del circuito. È previsto per poter programmare arduino senza spostarlo dalla sede e senza strani effetti della alimentazione al di fuori di arduino.

I punti verdi sono connettori del tipo FASTON, in modo da poter rimuovere intervenire rapidamente al circuito.

Per montare il display ho preferito usare dei connettori a tulipano e saldare dei piedini nella posizione delle connessioni. Con questo metodo sarà possibile rimuovere per eseguire modifiche proprio nella sua area sottostante, o sostituire il display.
Si può notare un LED bianco che viene appoggiato sul frontalino trasparente che sta davanti al display. Quando il display è spento si nota sempre un bordino illuminato intorno al display e fa un bell’effetto.

Lista materiale

Il software

Istruzione di utilizzo del firmware

Premessa:

Il sorgente del programma è commentato abbondantemente per aiutare capire cosa si é scritto, e magari, in un periodo successivo eseguirne la manutenzione.

Nell’ultima versione ho dovuto aggiustare molto e aggiunto anche un help online per ricordare le operazioni disponibili.

I messaggi sul display sono in inglese, perché la famiglia non conosce la mia lingua. Rimane la comunicazione tramite seriale che è in italiano. È per altro possibile escludere la compilazione con l’uso della seriale.

Da notare le definizioni all’inizio che determinano una compilazione in modo differenziato di utilizzo dell’hardware.

Le opzioni sono:

Modalità di utilizzo

Primo metodo Comandi dal dispositivo.

Un ingresso unico è governato da una manopola con encoder. Le operazioni preliminari sono tre:

• Girare la manopola, comporta di portarsi alla selezione di un programma di erogazione

• Premere a lungo, permette d’ iniziare l’erogazione fin tanto che si tiene premuto

• Un doppio click, fa commutare l’utilizzo della pompa.

Di seguito ci sono alte opzioni, dopo aver effettuato il primo comando. Infatti si presentano le 10 programmazioni di erogazione. É stato previsto un limite di 10 litri massimo. Si inserisce il valore in decilitri. Comunque si può modificare per un massimo di 255 decilitri.

Quando si vede un programma, si può accedere alla modifica con un doppio click. Oppure una pressione lunga per abbandonare e ritornare al menu principale.

Esiste anche l’ undicesima opzione, che permette di entrare nella fasi di impostazione/informazione. Sempre tramite un doppio click si attua per entrare nel menu. Le spiegazione dei commenti forse rendono meglio l’idea di come funziona.

Io non ho visto la necessità di una misura di 25 litri, tanto di solito si riempie una bottiglia da mettere in fresco al frigo, al massimo qualcun altro membro della famiglia riempie la padella per bollire l’acqua. In ogni caso 4 litri è il limite comunemente raggiungibile.

Nella fase SETTINGS, ci sono cinque opzioni. Azzerare i due allarmi del filtro, modificare gli impulsi per litro del sensore di flusso, modificare il livello di allarme (sempre che sia stato compilata l’opzione), infine azzerare il contatore di avviamenti.

Secondo metodo Comandi da seriale.

È stato previsto la comunicazione con l’arduino tramite seriale. Questa può essere un adattatore USB-RS232 e compatibile coi livelli di tensione del micro. Sarà possibile anche utilizzare un modulo Bluetooth, che magari necessita una attenzione sui livelli di tensione del micro. Io ho messo un partitore di tensione per adattare ai 3,3 Volt del piedino RX del modulo Bluetooth. Il piedino TX non crea problemi severi.

Elenco Comandi da seriale

Il modello dei comandi si basa su una lettera iniziale seguita da cifre, se sono necessarie. La lettera iniziale non ha importanza se maiuscola o minuscola.

Comandi in dettaglio dalla seriale:

Messaggio di fine comando:

Alla fine di ogni comando appare un messaggio d’informazione. Leggendo il sorgente si riesce a comprendere quali sono e come si presentano.

NOTA

Ci possono essere alcune sviste o miglioramenti da apportare e mi farebbe piacere sapere come fare meglio.

Usare il progetto implica le proprie responsabilità, che l’ autore non assume per cause di danno a persone o cose.

Il pacchetto da scaricare se vi interessa.