描述

我有一個(gè)想法，通過(guò)改進(jìn)我的魚(yú)缸來(lái)建造一個(gè)智能水族箱。聽(tīng)起來(lái)難度很大：監(jiān)控水量、自動(dòng)換水、自動(dòng)喂食等等。這些都是智能水族所需要的功能。

現(xiàn)在我計(jì)劃做第一步——監(jiān)測(cè)水質(zhì)。水中含有大量雜質(zhì)、污染物和化學(xué)物質(zhì)。檢查水中的 TDS 是監(jiān)測(cè)水質(zhì)的簡(jiǎn)單方法。

什么是 TDS

總?cè)芙夤腆w (TDS) 表示水中溶解物質(zhì)的總濃度。TDS 由無(wú)機(jī)鹽和少量有機(jī)物組成。TDS 水平是水中存在的總?cè)芙夤腆w量。TDS水平的單位是PPM，1 PPM TDS代表它在1L水中有1毫克溶解固體。

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TDS 如何影響魚(yú)

魚(yú)需要一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境，其 TDS 和 PH 水平與水族箱或水族箱中的原始習(xí)慣相同。不同的魚(yú)需要不同 TDS 的水。建議大多數(shù)淡水魚(yú)生活在水中 400PPM~450PPM TDS。濃度太高會(huì)導(dǎo)致魚(yú)類死亡并導(dǎo)致大量藻類大量繁殖。水中 TDS 含量低會(huì)影響魚(yú)類的生長(zhǎng)。總之，如果 TDS 超過(guò)正常水平，你可能需要幫助小魚(yú)……

如何測(cè)試 TDS

測(cè)試水的電導(dǎo)率是測(cè)量水中 TDS 的常用方法。溶解的固體可以提高水的電導(dǎo)率，溶解的固體越多，水的電導(dǎo)率就越好。TDS 測(cè)量將指示礦物質(zhì)、鹽和其他化合物是否隨著時(shí)間的推移而積累。

我購(gòu)買了一個(gè)在線測(cè)量 TDS 的套件，它由 TDS 探頭和轉(zhuǎn)換器組成。轉(zhuǎn)換器通過(guò) TDS 探頭測(cè)量水的電導(dǎo)率并將結(jié)果轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

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對(duì)于控制器

除了 TDS 測(cè)量的傳感器部分，我還必須準(zhǔn)備一個(gè)控制器來(lái)接收結(jié)果和一個(gè)顯示器來(lái)顯示 TDS 水平。帶ESP32的3.5英寸顯示板是我過(guò)去完成許多項(xiàng)目的最佳選擇。

除了 3.5 英寸電容式觸控顯示屏外，該模塊還具有 WIFI 連接功能，我什至可以將我的任何結(jié)果更新到互聯(lián)網(wǎng)上，這可能是我在項(xiàng)目進(jìn)行時(shí)可能需要的。該板適合連接 TDS 轉(zhuǎn)換器，因?yàn)樗哂袀鞲衅?執(zhí)行器的擴(kuò)展，方便我的項(xiàng)目：

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硬件連接

將 TDS 探頭連接到 TDS 轉(zhuǎn)換板。并通過(guò)以下連接將轉(zhuǎn)換器和 ESP32 連接起來(lái)。TDS轉(zhuǎn)換板輸出模擬電壓，所以ESP顯示接口上有A/D的任何管腳都可以，我用的是IO36：

ESP32 <------> Converter
3V3 <------> VCC
GND <------> GND
IO36 <------> A0

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然后用 USB 線為 ESP32 供電。

程序

我已經(jīng)用 Arduino 對(duì) ESP32 進(jìn)行了編程以測(cè)量 TDS，代碼在Github上可用

ESP32 必須接收 TDS 轉(zhuǎn)換器輸出的電壓信號(hào)，并使用指定的公式計(jì)算：

tdsValue=(133.42*compensationVolatge*compensationVolatge*compensationVolatge - 255.86*compensationVolatge*compensationVolatge + 857.39*compensationVolatge)*0.5;

為了驅(qū)動(dòng)顯示器，需要安裝庫(kù)TFT-eSPI.h 。請(qǐng)參閱庫(kù)中包含的示例（TFT_ring_meter），我對(duì)其進(jìn)行了編程并得到了一些漂亮的顯示。

xpos = 480 / 2 - 160, ypos = 0, gap = 15, radius = 170;
// Comment out above meters, then uncomment the next line to show large meter
ringMeter(value, 0, 1000, xpos, ypos, radius, "ppm", BLUE2RED); // Draw analogue meter

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用例子編程得到很多圖片。

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組裝和測(cè)試

編程完成后，我嘗試測(cè)試自來(lái)水TDS，輸出為144PPM，看起來(lái)還算合理。我用一些膠帶將顯示器和轉(zhuǎn)換器固定在水箱壁上，并將 TDS 探頭放在水中進(jìn)行測(cè)量。這在測(cè)試中有點(diǎn)冒險(xiǎn)，探針是防水的，而 PCBA 不是。

在魚(yú)缸中測(cè)試了TDS，結(jié)果達(dá)到了超出范圍的驚人數(shù)字。它高于 999PPM。看來(lái)我不僅要給魚(yú)缸換水，還要清洗魚(yú)缸。為了避免TDS的巨大變化可能對(duì)魚(yú)不利，我取了一些臟水回去，TDS測(cè)量值為653PPM。

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這個(gè) TDS 監(jiān)控可以提醒我手動(dòng)更換水箱的水。為了自動(dòng)換水，需要將控制器控制的一些水泵和閥門組裝到水箱中，這是構(gòu)建智能水族箱的下一步