描述

我有一個想法，通過改進我的魚缸來建造一個智能水族箱。聽起來難度很大：監控水量、自動換水、自動喂食等等。這些都是智能水族所需要的功能。

現在我計劃做第一步——監測水質。水中含有大量雜質、污染物和化學物質。檢查水中的 TDS 是監測水質的簡單方法。

什么是 TDS

總溶解固體 (TDS) 表示水中溶解物質的總濃度。TDS 由無機鹽和少量有機物組成。TDS 水平是水中存在的總溶解固體量。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

魚需要一個穩定的環境，其 TDS 和 PH 水平與水族箱或水族箱中的原始習慣相同。不同的魚需要不同 TDS 的水。建議大多數淡水魚生活在水中 400PPM~450PPM TDS。濃度太高會導致魚類死亡并導致大量藻類大量繁殖。水中 TDS 含量低會影響魚類的生長。總之，如果 TDS 超過正常水平，你可能需要幫助小魚……

如何測試 TDS

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

我購買了一個在線測量 TDS 的套件，它由 TDS 探頭和轉換器組成。轉換器通過 TDS 探頭測量水的電導率并將結果轉換為電壓信號。

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對于控制器

除了 TDS 測量的傳感器部分，我還必須準備一個控制器來接收結果和一個顯示器來顯示 TDS 水平。帶ESP32的3.5英寸顯示板是我過去完成許多項目的最佳選擇。

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果更新到互聯網上，這可能是我在項目進行時可能需要的。該板適合連接 TDS 轉換器，因為它具有傳感器/執行器的擴展，方便我的項目：

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硬件連接

將 TDS 探頭連接到 TDS 轉換板。并通過以下連接將轉換器和 ESP32 連接起來。TDS轉換板輸出模擬電壓，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

我已經用 Arduino 對 ESP32 進行了編程以測量 TDS，代碼在Github上可用

ESP32 必須接收 TDS 轉換器輸出的電壓信號，并使用指定的公式計算：

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

為了驅動顯示器，需要安裝庫TFT-eSPI.h 。請參閱庫中包含的示例（TFT_ring_meter），我對其進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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組裝和測試

編程完成后，我嘗試測試自來水TDS，輸出為144PPM，看起來還算合理。我用一些膠帶將顯示器和轉換器固定在水箱壁上，并將 TDS 探頭放在水中進行測量。這在測試中有點冒險，探針是防水的，而 PCBA 不是。

在魚缸中測試了TDS，結果達到了超出范圍的驚人數字。它高于 999PPM。看來我不僅要給魚缸換水，還要清洗魚缸。為了避免TDS的巨大變化可能對魚不利，我取了一些臟水回去，TDS測量值為653PPM。

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