微型物联网水质TDS和水位监测器控制

对于依赖储存水的设备，清晰了解水箱水位和水质至关重要。传统水位监测器通常是体积庞大的离线设备，仅配备简单的LED指示器，而许多新型智能型号价格昂贵，且仍忽视总溶解固体和浑浊度等关键质量参数。随着环境污染的加剧，持续监测水位和水质变得必要。

该系统通过Wi-Fi远程泵控制、数据记录，并支持跨多个水箱或监测点的网状配置，提供成本效益高的解决方案。它实时测量水位、TDS和浊度，跨越阈值时发出警报，并存储读数以便后续审核，相比许多商业方案节省了显著的费用。

该系统体积紧凑且安装简便，采用IndusBoard Coin V2作为中央控制器，因体积小且集成了模拟转数字功能。当水变浑或溶解固体增加时会发出警报，所有数据存储在本地。图1展示了原型和仪表盘，物料清单表列出了所需组件。

图1：作者原型和网页仪表盘

图2展示了微型物联网水质TDS和水位监测兼控制器系统的电路图。核心元件包括IndusBoard Coin V2、TDS传感器、浊度传感器、用于水位感测的不锈钢探头及支持组件。

图2：电路图

水位通过测量放置在罐内不同高度的不锈钢探头的电导率和电容来检测。对于形状均匀的坦克，可以使用战斗时间激光距离传感器来更精确地计算体积。

这里，我们使用I/O引脚3、4和5进行水位检测。如果你需要更细的水位检测（比如10%、20%、30%的油箱填充），你可以利用Coin板上的额外免费GPIO引脚。IndusBoard Coin 提供超过 30 个 I/O 引脚以实现灵活性。第5脚用于TDS和浊度传感器，第33脚连接继电器以控制水泵或阀门。还可以利用剩余的空闲I/O引脚添加额外的继电器。

电路板和传感器通过3V输出供电，继电器通过VIN线供电。电源通过标准5V适配器通过USB端口供电。

GravityTDS.h 库必须通过库管理器下载并添加到 Arduino IDE。安装后，网络访问的 Wi-Fi SSID 和密码会被配置好。IndusBoard Coin 支持STA（站点）模式、AP（接入点）模式，或两者同时使用。示例代码可用于仅STA作以及结合STA+AP的功能。

图3：配置Wi-Fi凭证的代码片段

传感器引脚在代码中分配，并为浊度、TDS、温度和水位定义阈值。网页仪表盘和数据库功能预设为实时处理和显示读数。最终验证后，通过选择合适的板和通信端口，通过Arduino IDE上传代码。

最后，在配置好代码后，通过在Arduino IDE设置中选择正确的主板和端口，将代码上传到IndusBoard Coin。

IndusBoard Coin V2、TDS传感器、浊度传感器和继电器模块可安装在丙烯酸或木质底座上。不锈钢探针应垂直放置于罐内，并连接到3、4、5号针脚。探针必须保持清洁、绝缘，且不能物理接触。TDS探头应浸入约一半处，而浊度传感器在测量过程中必须保持对齐并浸没。

图4：传感器安装在罐体上

图5：显示水位数据的仪表盘

电源通过5V适配器供电。上传程序后，串行监控器或网页仪表盘可用于实时观察数据。逐渐加满水箱可以让水位读数更新。加入盐会增加TDS读数，而添加灰尘或肥皂等颗粒则增加浊度。当达到配置阈值时，泵会自动开关。一旦确认稳定运行，系统可装入3D打印或模制外壳中，进行长期安装。

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