无线自动水塔控制器产品设计

项目概述

项目背景

如上图，所见之处，每家每户房顶上都有一个水箱。该水箱用于日常用水的蓄水。根据笔者1年多的调研，水箱里水的来源主要有井水和自来水，自来水是一个趋势，也是政府农村建设的重点项目。但是井水和水箱还是无法替代的，原因主要有4个。

1.村民家里已经打好了水井，而且也装好了水泵设备，不可能弃之不用；

2.农村用水量很大，自来水很难满足日常需求；

3.自来水可能会收费，对于有大量用水量的农村而言这是一个不小的开支；

4.村里大部分家庭都会使用太阳能热水器，而太阳能热水器里的水就是水箱供应的，所以水箱不可能退出使用。

而使用水箱时，有两个问题：1.不知道水用没用完，所以需要定期手动开水泵抽水，有的时候忘记了，热水器里就会缺水；2.不知道什么时候抽满，我调研的结果是，大部分人会忘记关掉，因为要抽满水箱需要20分钟左右，一般人都会忙别的事情去了，导致水漫出来了，有时候楼顶就像发大水一样。这种情况常有发生，严重的时候，会抽一上午，或一下午。

所以村民迫切需要一个自动水塔控制器，这也是一个巨大的市场。

自动水塔控制器市场分析

其实这类产品早已存在了很久，在淘宝上有很多。

市面上主要有2种，一种是浮球开关，一种是3点探测类，其实就根据2种不同的开关原理实现的。

浮球开关类

浮球开关类原理很简单，就是根据水位浮力，而触发开关。但是种类型的控制器有3个严重缺陷。

由于开关需要放水箱里，长时间浸泡，产品时很难做到完全防水的，经过我长达1年多的调研，这类产品开始的时候，确实好使，但是不出1年，就基本泡废了。根据我多年的机器人开发经验，要做好防水是非常难的一件事（可以参考潜水艇），尤其是常年浸泡，所以商家说防水，只能做到一两天内。
这个浮球开关是直接控制水泵电机通断的，也就是说开关直接是控制220V市电的，这样的开关直接放在水箱里，有漏电的风险。
浮球开关是通220V市电的，所以线径有一定的要求，对于高楼层的水箱而言，这是一个不小的成本，淘宝一下就知道，浮球的价格和距离是有关系的。而我安装的经验告诉我，一般家庭是3层楼房，水箱是架起来的，而水泵都安装的比较远，所以平均要30米的线才能满足。这种线材的成本在2元/米左右。

所以这类产品买的并不是很好。

3点探点类

这类产品很安全，因为探头是带弱电的，相对浮球类而言，有绝对的优势，价格也便宜，我刚开始发现这个东西时，几乎没有想法再开发其他这类产品了。

但是经过我1年多的调研、安装经验，还是有一些问题的。

主要是安装的问题，有的家庭都没有办法布线，有的需要在墙上打洞，有的水泵和水箱之间空间隔断，有的想要联通水泵和水箱，需要100米的线材，需要绕很对弯弯，而这些成本最终要消费者买单的。很多消费者不太乐意因为安装一个水塔控制器，而打孔，布线。面对这些用户，我几乎是想要放弃的。
这类产品的控制器需要有点电工专业的人才能安装，安装费时费力。我调研的过程中，安装费高达150元，这也是可以理解的，因为安装工人单独跑你家安装一个控制器，安装工人确实付出了那么多时间和专业技能。当然，很多家庭也可以自己安装，那也是需要一点时间和技能的。当然，这种问题浮球开关也是存在的。

安装这类产品需要安装环境，比如安装导轨等，而有很多环境下，不允你安装。而产品的性能绝大部分取决于安装。

无线自动水塔控制器

产品说明

考虑到前面2类产品的缺陷，同时也吸取他们的设计优势，我们开发设计了一款无线自动水塔控制。

产品分为2部分，传感器控制器和无线插座，传感器控制器上自带10米线材，线材终端是探测传感器，传感器控制器用2节5号电池工作，工作节能，2节南孚电池可以工作1年以上。

本产品有以下几个特点：

无线控制，无需布线；
即插即用，无需安装，只需要将水泵电机插头插在无线插座上即可；
安全可靠，水位探头不带电；

使用方法很简单，将传感器探头放入水箱合适的位置，水位可调节。水泵电机插头插在无线插座上即可工作。

如下图。

无线插座安装

探头安装

截止到本文写作之时，本产品已经正常工作一年以上了，表现满意。

产品设计

写在前面

一个产品看起来越简单，说明在设计时做了越多的探索和尝试。的确如此，这个产品，我先后迭代了5，6代，边测试边迭代。期间需要自己安装，与客户沟通，理解客户的需求。有的用户不是很理解这个东西，他一开始觉得非常麻烦，我详细和他解释完以后，他才恍然大悟“这个太简单了”。

产品方案

经过多次测试和安装试用，最终确定本产品的设计思路是3点探测和无线插座的融合。整体的BOM成本相对与前面2类产品，应该是最低的，因为无线插座是成熟的方案。

我用了大概一个月的时间研究了一下无线插座的原理，并且逆向了一款，验证有效可靠。核心方案是CMOSTEK公司的CMT2150L，他公司还有其他类似的解决方案，都是可行的。

传感器控制器是发射器，无线插座是接收器。

传感器控制器是比较简单就是一个双比较器+CMT2105L，前几版也尝试了用MCU去实现，后来觉得没必要编程，就直接纯硬件了，这样生成也是很方便的。

还有关键的环节就是传感器，也就是放在水里的探针，我测试过很多材料，最终确定了使用纯铜+不锈钢的组合，材料越光滑越好，因为粗糙的表面更容易生锈，也更容易附着水垢。

总结

本产品已经试用1年多了，没有什么打问题，但是有个别特别远距离的，需要特别定制控制器，不然控制不了。另外一个问题就是营销的问题，本产品虽然在我身边卖了十几个，售价100元一个，包安装。但是开发成本明显没有回来，想要寻求一个大佬或者伙伴能够将这个产品做起来。也欢迎各位大佬能提出一些宝贵的意见。

无线自动水塔控制器产品设计相关推荐

自动驾驶控制器，车道偏离预警系统，基于Prescan设计场景和交通流，在Simulink中建立了相应的控制模型
自动驾驶控制器,车道偏离预警系统,基于Prescan设计场景和交通流,在Simulink中建立了相应的控制模型. 进行LDW功能验证. 整个模型自己建立,再次强调不是Prescan自带的那种很乱很模糊 ...
基于单片机智能灯光光控照明系统设计、基于单片机HX711电子秤自动计价系统设计、基于单片机GPRS远程测控系统设计、基于单片机多功能循迹避障无线遥控蓝牙智能小车-设计资料
基于单片机智能灯光光控照明系统设计智能光控照明系统设计原理: 本系统采用STC89C52系列的单片机为核心,利用BH1750传感器测量实时光照强度,并将亮度的模拟信号转化成数字信号,大大减少了系统的 ...
基于单片机的自动分拣小车的设计--毕业设计参考
基于单片机的自动分拣小车的设计第1章.课题内容 1.系统应用单片机的基础功能,设计相关的电子电路,搭配合适的电子器件和传感器技术等,实现自动分拣的功能. 2.对方案的总体成份进行论证和设计. 3.根 ...
微机保护装置智能操控及无线测温等产品在某助剂厂新建项目的应用
摘要 ■ 在现阶段工业建设的发展中,化工企业得到了快速的发展,化学工业生产在整个国民生产中占据着非常重要的位置,也是近年来国家发展比较重视的一个行业,化工企业的发展还能够在一定程度上反映出国家的综合国 ...
ARM及ZigBee技术实现智能家居控制器的设计
来源:飞象网 2011-7-29 10:08:25 关键词: ARM ZigBee 智能家居 [提要]本文所介绍的智能家居控制器利用ZigBee技术将家庭中许多相对独立的家用电 ...
基于stm32自动伸缩雨伞的设计与实现
基于stm32自动伸缩雨伞的设计与实现 **==整篇文章字数有一万三左右,图片太多了,实在是懒得全部放在这上面来,太废时间了.完整论文可通过q963160156获得,也可在微信公众号 *高级嵌入式软件 ...
北通xbox360模拟器_如何将无线Xbox 360控制器连接到计算机
北通xbox360模拟器 The wired Xbox 360 controller is USB, so using it for PC gaming is easy–but things get ...
东软睿驰标准化域控制器产品正式发布
2021年8月26日,东软睿驰两款标准化域控制器产品(面向自动驾驶领域的行泊一体域控制器,和面向整车的通用域控制器)在上海正式发布. 东软睿驰总经理曹斌先生发布现场随着汽车新E/E架构的转型升级,软 ...
【分享】基于单片机嵌入式的家用智能节水淋浴控制器的设计-基于单片机的电子贺卡控制系统设计-基于单片机的倒计时牌控制系统设计-基于单片机的彩灯控制器系统设计-多模式彩灯-单片机的八路路数字电压表控制设计
1334基于单片机嵌入式的家用智能节水淋浴控制器的设计-全套毕设课设设计资料三个ds18b20分别采集进水口热水冷水和温水的水温,然后分别显示出来,按下开始按键,系统初始化,自动设置出水温度为 ...