Реалдуу убакытта кудуктун суу деңгээлин өлчөөчү: 6 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Бул көрсөтмөлөрдө казылган кудуктарда колдонуу үчүн суунун деңгээлин эсептегичти арзан, реалдуу убакытта кантип куруу керектиги сүрөттөлөт. Суунун деңгээли өлчөгүч казылган кудуктун ичине илинип, суунун деңгээлин күнүнө бир жолу өлчөп, маалыматтарды дароо көрүү жана жүктөө үчүн WiFi же уюлдук байланыш аркылуу веб -баракчага жөнөтүү үчүн иштелип чыккан. Эсептегичти куруу бөлүктөрүнүн баасы болжол менен WiFi версиясы үчүн 200 доллар жана уюлдук версия үчүн 300 доллар. Эсептегич 1 -сүрөттө көрсөтүлгөн. Курулуш инструкциялары, бөлүктөрдүн тизмеси, эсептегичти куруу жана иштетүү боюнча кеңештер жана сууну кудукка кантип орнотуу керектиги жазылган толук отчет тиркелген файлда келтирилген (Суу деңгээлинин өлчөөчү инструкциясы.pdf). Суунун деңгээлинин өлчөгүчтөрү Канаданын Нова Скотия аймагында реалдуу убакытта тайыз суу катмарын көзөмөлдөө тармагын өнүктүрүү үчүн колдонулган: https://fletcher.novascotia.ca/DNRViewer/index.htm… Суу өлчөөчү ушул сыяктуу эсептегичти куруу боюнча нускамалар. температура, өткөрүмдүүлүк жана суунун деңгээли бул жерде:

Суунун деңгээлин өлчөгүч кудукка суунун тереңдигин өлчөө үчүн УЗИ сенсорун колдонот. Сенсор WiFi же уюлдук тармакка туташкан жана суунун деңгээли жөнүндөгү маалыматты графикке түшүрүү үчүн веб-кызматка жөнөтүүчү нерселердин Интернети (IoT) түзмөгүнө тиркелет. Бул долбоордо колдонулган веб-кызмат ThingSpeak.com болуп саналат, ал коммерциялык эмес чакан долбоорлор үчүн акысыз (8, 200 билдирүү/күндөн аз). Эсептегичтин WiFi версиясы иштеши үчүн, ал WiFi тармагына жакын жайгашышы керек. Үйдөгү суу кудуктары көбүнчө бул шартка жооп берет, анткени алар WiFi менен үйгө жакын жайгашкан. Эсептегичке маалымат жазуучу кирбейт, тескерисинче, ал суунун деңгээли тууралуу маалыматты ThingSpeakке жөнөтөт, ал жерде булутта сакталат. Ошондуктан, эгерде маалымат берүү көйгөйү болсо (мисалы, Интернет үзгүлтүккө учураганда), ошол күндөгү суунун деңгээли тууралуу маалыматтар берилбейт жана биротоло жоголот.

Метр чоң диаметри үчүн иштелип чыккан жана сыналган (ички диаметри 0,9 м), суунун тереңдиги тайыз болгон (жер астынан 10 метрден аз) кудуктарды казган. Бирок, ал потенциалдуу башка жагдайларда суунун деңгээлин өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн, мисалы, экологиялык мониторинг кудуктары, бургуланган скважиналар жана жер үстүндөгү суулар.

Бул жерде берилген эсептегичтин дизайны 2015 -жылы Тим Осли тарабынан чыгарылган, үйдөгү суу сактагычтагы суунун деңгээлин өлчөө жана Twitter аркылуу суунун деңгээлин билдирүү үчүн жасалган эсептегичтен кийин өзгөртүлгөн: https://www.instructables.com/id/Wi -Fi-Twitter-Wa …. Бул жерде көрсөтүлгөн баштапкы дизайн менен дизайндын ортосундагы негизги айырмачылыктар-эсептегичти зымдуу адаптердин ордуна АА батарейкаларында иштетүү, маалыматтарды Twitter билдирүүсүнүн ордуна убакыт сериясындагы графикте көрүү мүмкүнчүлүгү жана колдонуу. суунун деңгээлин өлчөө үчүн атайын иштелип чыккан УЗИ сенсорунун.

Суунун деңгээлин эсептегичти куруу боюнча этап-этабы менен көрсөтмөлөр төмөндө берилген. Бул куруучу эсептегич куруу жараянын баштоо алдында бардык курулуштар кадамдарды окуп сунушталат. Бул долбоордо колдонулган IoT түзмөгү Particle Photon, ошондуктан кийинки бөлүмдөрдө "IoT түзмөгү" жана "Photon" деген терминдер бири -биринин ордуна колдонулат.

Жабдуулар

Электрондук тетиктер:

Сенсор - MaxBotix MB7389 (5м диапазону)

IoT түзмөгү - Particle Photon башы менен

Антенна (эсептегич корпустун ичине орнотулган ички антенна) - 2,4 ГГц, 6дБи, IPEX же u. FL туташтыргычы, узундугу 170 мм

Батарея пакети - 4 X AA

Зым - туташтыргычтары бар секирүүчү зым (узундугу 300 мм)

Батарейкалар - 4 X AA

Сантехникалык жана аппараттык тетиктер:

Түтүк - ABS, диаметри 50 мм (2 дюйм), узундугу 125 мм

Жогорку капкак, ABS, 50 мм (2 дюйм), суу өткөрбөс мөөр жасоо үчүн прокладка менен сайылган

Төмөнкү капкак, ПВХ, 50 мм (2 дюйм) сенсорго ылайыктуу ¾ дюймдук аялдык NPT жип менен

2 түтүк кошкучу, ABS, 50 мм (2 дюйм) ABS түтүгүнө үстүнкү жана астындагы капкакты туташтыруу үчүн

Көз болт жана 2 гайка, дат баспас болоттон жасалган (1/4 дюйм) үстүңкү капкакка илгич жасоо үчүн

Башка материалдар: электр лента, тефлон тасмасы, ширетүүчү, силикон, корпусту чогултуу үчүн клей

1 -кадам: Метрдин корпусун чогултуңуз

Метр корпусун жогорудагы 1 жана 2 -сүрөттөрдө көрсөтүлгөндөй чогулткула. Чогулган эсептегичтин жалпы узундугу, учу -кыйырына чейин, сенсор жана көз болт, болжол менен 320 мм. Метрдин корпусун жасоо үчүн колдонулган 50 мм диаметри ABS чоору болжол менен 125 мм узундукта кесилиши керек. Бул корпустун ичинде IoT түзмөгүн, батарейканы жана 170 мм узундуктагы ички антеннаны жайгаштырууга жетиштүү орун берет.

Корпусту суу өткөрбөө үчүн бардык муундарды кремний же ABS клейи менен жабыңыз. Бул абдан маанилүү, антпесе ным корпустун ичине кирип, ички компоненттерди бузушу мүмкүн. Нымдуулукту сиңирүү үчүн корпустун ичине кичинекей кургаткыч пакетин койсо болот.

Көздүн болтун жогорку капкакка тешип, көздүн болтун жана гайкасын салыңыз. Гайканы көздүн болтуна бекитүү үчүн корпустун ичинде да, сыртында да колдонуу керек. Кремнийди капкактын ичине болт тешигине суу өткөрбөйт.

2 -кадам: Зымдарды сенсорго тиркеңиз

Фотонго (башкача айтканда сенсор казыктары GND, V+жана Pin 2) туташтыруу үчүн сенсорго үч зым (3а -сүрөттү караңыз) ширетилиши керек. Зымдарды сенсорго кошуу кыйын болушу мүмкүн, анткени сенсордун туташуу тешиктери кичинекей жана бири -бирине жакын. Зымдардын сенсорго туура ширетилгени абдан маанилүү, ошондуктан жакшы, күчтүү физикалык жана электрдик байланыш бар жана чектеш зымдардын ортосунда эч кандай ширетүүчү догалар жок. Жакшы жарык берүү жана чоңойтуучу линза ширетүү процессине жардам берет. Мурун ширетүү тажрыйбасы жоктор үчүн, зымдарды сенсорго ширетүүдөн мурун, кээ бир практикалык ширетүү сунушталат. Кантип ширетүү боюнча онлайн үйрөткүч SparkFun Electronicsтен жеткиликтүү (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…).

Зымдар сенсорго ширетилгенден кийин, сенсордон чыккан ашыкча жылаңач зым болжол менен 2 мм узундуктагы зым кескичтер менен кыркылышы мүмкүн. Бул ширетүүчү муундарды кремнийдин калың мончогу менен жабуу сунушталат. Бул байланыштарга көбүрөөк күч берет жана нымдуулук эсептегич корпусуна кирсе, датчиктин туташууларында коррозия жана электр көйгөйлөрүнүн ыктымалдыгын азайтат. Электр лентасын кошумча коргоо жана штаммды басаңдатуу үчүн сенсордун туташуусундагы үч зымдын айланасына ороп койсо болот, бул зымдардын ширетүүчү түйүндөрдө үзүлүп кетүү ыктымалдыгын азайтат.

Сенсор зымдарынын бир учунда Photonго тиркөө үчүн түртүүчү туташтыргычтар болушу мүмкүн (3б сүрөтүн караңыз). Түртүүчү коннекторлорду колдонуу эсептегичти чогултууну жана ажыратууну жеңилдетет. Сенсор зымдары узундугу 270 ммден кем болбошу керек, андыктан алар метр корпусунун бардык узундугун узарта алышат. Бул узундук Photonду корпустун ылдый жагындагы сенсор менен корпустун жогорку четинен туташтырууга мүмкүндүк берет. Бул сунушталган зымдын узундугу метр корпусун жасоо үчүн колдонулган ABS чоору 125 мм узундукта кесилгенин болжолдойт. Зымдарды сенсорго кесүүнү жана ширетүүнү алдын ала ырастаңыз, анын узундугу 270 мм болгон зым метрдин корпусунун чегинен ашып кетиши үчүн жетиштүү, ошондуктан корпус чогултулуп, сенсор биротоло тиркелгенден кийин Photon туташтырылышы мүмкүн. иш.

Сенсор эми эсептегич корпусуна тиркелиши мүмкүн. Бул суу өткөрбөөчү мөөрдү камсыз кылуу үчүн тефлон лентасын колдонуп, астынкы капкактын ичине бекем сайылышы керек.

3 -кадам: IoT түзмөгүнө сенсорду, батареяны жана антеннаны тиркеңиз

Сенсорду, батарейканы жана антеннаны Photonго (4 -сүрөт) тиркеп, бардык бөлүктөрүн эсептегич корпусуна салыңыз. Сүрөттө көрсөтүлгөн пин байланыштарынын тизмеси төмөндө келтирилген. Сенсор менен батарейка зымдарын Photonго түз туташтыруу жолу менен же Photon астындагы башкы казыктарга бекитилүүчү түртүү коннекторлору менен тиркөөгө болот (2-сүрөттө көрүнүп тургандай). Түртүүчү коннекторлорду колдонуу эсептегичти ажыратууну же эгерде ал иштебей калса, Photonду алмаштырууну жеңилдетет. Photonдогу антенна туташуусу u. FL тибиндеги туташтыргычты талап кылат (Figure 4) жана туташуу үчүн Photonго өтө бекем турушу керек. Батареяны эсептегич сыноого же кудукка орнотууга даяр болгонго чейин батарейкаларга орнотпоңуз. Бул дизайнга киргизилген өчүрүү/өчүрүү жок, андыктан эсептегич батареяларды орнотуу жана алуу аркылуу күйгүзүлүп жана өчүрүлөт.

IoT түзмөгүндөгү пин туташуулардын тизмеси (Particle Photon):

Photon pin D3 - туташуу - Sensor pin 2, data (күрөң зым)

Photon pin D2 - туташуу - Sensor pin 6, V+ (кызыл зым)

Photon pin GND - туташуу - Sensor pin 7, GND (кара зым)

Photon пин VIN - туташуу - Батарея пакети, V+ (кызыл зым)

Photon pin GND - туташуу - Батарея пакети, GND (кара зым)

Photon u. FL пин - туташуу - Антенна

4 -кадам: Программаны орнотуу

Эсептегичтин программасын орнотуу үчүн беш негизги кадам керек:

1. Photon менен интерфейсти камсыз кыла турган бөлүкчөнүн эсебин түзүңүз. Бул үчүн Particle мобилдик тиркемесин смартфонго жүктөп алыңыз: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. Колдонмону орноткондон кийин, Particle эсебин түзүңүз жана Photon эсепке кошуу үчүн онлайн көрсөтмөлөрүн аткарыңыз. Белгилей кетсек, кандайдыр бир кошумча Фотондор ошол эле эсепке Particle тиркемесин жүктөп туруп, кайра эсеп жазуусуз кошулушу мүмкүн.

2. ThingSpeak эсебин түзүңүз https://thingspeak.com/login жана суунун деңгээли тууралуу маалыматты көрсөтүү үчүн жаңы канал орнотуңуз. Суу өлчөгүч үчүн ThingSpeak веб -баракчасынын мисалы 5 -сүрөттө көрсөтүлгөн, аны дагы бул жерден көрүүгө болот: https://thingspeak.com/channels/316660. ThingSpeak каналын орнотуу боюнча нускамалар https://docs.particle.io/tutorials/device-cloud/w… дарегинде берилген.. Башка фотондор үчүн кошумча каналдар ошол эсепке башка ThingSpeak эсебин түзбөстөн кошулушу мүмкүн экенин эске алыңыз..

3. Photon'дон ThingSpeak каналына суунун деңгээли жөнүндө маалыматтарды берүү үчүн "webhook" керек. Webhook орнотуу боюнча нускамалар https://docs.particle.io/tutorials/device-cloud/w… дарегинде берилген. Эгерде бирден ашык суу эсептегич курулуп жатса, ар бир кошумча Photon үчүн уникалдуу аталышка ээ болгон жаңы вебхук түзүлүшү керек.

4. Жогорудагы кадамда түзүлгөн вебкук Photon менен иштеген кодго киргизилиши керек. Суу деңгээлинин өлчөгүчүнүн WiFi версиясынын коду тиркелген файлда берилген (Code1_WiFi.txt). Компьютерде, Particle webpage https://login.particle.io/login?redirect=https://… Particle эсебине кирип, Particle колдонмосунун интерфейсине өтүңүз. Кодду көчүрүп, аны Particle колдонмосунун интерфейсинде жаңы колдонмо түзүү үчүн колдонуңуз. Жогоруда түзүлгөн веб -хуктун атын коддун 87 -сабына киргизиңиз. Бул үчүн, тырмакчалардын ичиндеги текстти өчүрүп, 87 -саптагы тырмакчалардын ичине жаңы вебхуктун атын киргизиңиз, ал төмөнкүчө жазылган:

Particle.publish ("Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes", String (GWelevation, 2), PRIVATE);

5. Эми кодду текшерүүгө, сактоого жана Photonго орнотууга болот. Көңүл буруңуз, код булуттан Photonго сакталат жана орнотулат. Бул код суу эсептегичти суу кудукта турганда иштетүү үчүн колдонулат. Талаа орнотуу учурунда, отчеттуулуктун жыштыгын күнүнө бир жолу коюп, суу кудугу тууралуу маалыматты кошуу үчүн кодго кээ бир өзгөртүүлөрдү киргизүү керек болот (бул тиркелген файлда "Суу деңгээлин ченегич Instructions.pdf" бөлүмүндө " Метрди суу кудугуна орнотуу »).

5 -кадам: Метрди текшериңиз

Учурда эсептегичтин курулушу жана программалык камсыздоону орнотуу аяктады. Бул учурда эсептегичти сыноо сунушталат. Эки сынак бүтүшү керек. Биринчи тест суунун деңгээлин туура өлчөй аларын жана маалыматты ThingSpeakке жөнөтө аларын ырастоо үчүн колдонулат. Экинчи тест Photonдун энергия керектөөсү күтүлгөн диапазондо экенин ырастоо үчүн колдонулат. Бул экинчи тест пайдалуу, анткени Photon өтө көп энергия колдонуп жатса, батарейкалар күтүлгөндөн эртерээк иштен чыгат.

Сыноо максатында код ар бир эки мүнөттө суунун деңгээлин өлчөө жана билдирүү үчүн коюлган. Бул эсептегич сыналып жатканда өлчөөлөрдүн ортосунда күтүү үчүн практикалык убакыт. Эгерде башка өлчөө жыштыгы керек болсо, коддун 16 -сабындагы MeasureTime деп аталган өзгөрмөнү каалаган өлчөө жыштыгына өзгөртүңүз. Өлчөө жыштыгы секунда менен киргизилет (б.а. 120 секунд эки мүнөткө барабар).

Биринчи тестти офисте, метрди полдун үстүнө илип, күйгүзүү жана ThingSpeak каналынын сенсор менен полдун ортосундагы аралыкты так билдирерин текшерүү аркылуу жасаса болот. Бул сыноо сценарийинде УЗИ импульсу кудуктагы суунун бетин окшоштуруу үчүн колдонулган полдон чагылдырылат.

Экинчи сыноо үчүн, батарейка менен Photon ортосундагы электр тогу анын Photon маалымат барагындагы өзгөчөлүктөргө дал келерин ырастоо үчүн өлчөнүшү керек: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… Тажрыйба көрсөткөндөй, бул тест бузулган IoT түзмөктөрүн талаага жайгаштырууга чейин аныктоого жардам берет. Батарея пакетиндеги оң V+ зымынын (кызыл зым) жана Photonдогу VIN пиндин ортосуна ток өлчөгүчтү коюп, токту өлчөңүз. Токту иштөө режиминде жана терең уйку режиминде өлчөө керек. Бул үчүн, Photonду күйгүзүңүз, ал болжол менен 20 секунда иштей турган иштөө режиминде иштей баштайт (Фотондогу циан түсүн бурган LED менен көрсөтүлгөндөй). Ушул убакыттын ичинде иштеп жаткан токту байкоо үчүн учурдагы эсептегичти колдонуңуз. Андан кийин Photon автоматтык түрдө эки мүнөткө терең уйку режимине өтөт (Фотондогу өчүрүүчү LED менен көрсөтүлгөндөй). Учурдагы эсептегичти колдонуп, учурда терең уйку агымын байкаңыз. Иштөө агымы 80ден 100мАга чейин, терең уйкунун агымы 80ден 100мкАга чейин болушу керек. Эгерде ток бул маанилерден жогору болсо, анда Фотонду алмаштыруу керек.

Эми эсептегич суу кудугуна орнотууга даяр (6 -сүрөт). Сууну кудукка кантип орнотуу боюнча нускамалар тиркелген файлда берилген (Суу деңгээлин өлчөөчү инструкциясы.pdf).

6 -кадам: Метрдин уюлдук версиясын кантип жасоо керек

Суу эсептегичтин уюлдук версиясын мурда сүрөттөлгөн бөлүктөр тизмесине, нускамаларга жана кодго өзгөртүү киргизүү менен курууга болот. Уюлдук версия WiFi талап кылбайт, анткени ал Интернетке уюлдук сигнал аркылуу туташат. Эсептегичтин уюлдук версиясын куруу үчүн бөлүктөрдүн баасы болжол менен $ 300 (салыктарды жана жеткирүүнү эске албаганда), плюс уюлдук IoT түзмөгү менен келген уюлдук маалымат планы үчүн болжол менен $ 4 түзөт.

Уюлдук эсептегич төмөнкү өзгөртүүлөр менен жогоруда саналып өткөн ошол эле бөлүктөрдү жана курулуш кадамдарын колдонот:

• WiFi IoT түзмөгүн (Particle Photon) уюлдук IoT түзмөгүнө (Particle Electron) алмаштырыңыз: https://store.particle.io/collections/cellular/pr…. Эсептегичти курууда, 3 -кадамдагы эсептегичтин WiFi версиясы үчүн жогоруда сүрөттөлгөн төөнөгүчтөрдү колдонуңуз.

• Уюлдук IoT түзмөгү WiFi версиясына караганда көбүрөөк энергияны колдонот, ошондуктан эки батарея булагы сунушталат: 3.7V Li-Po батареясы, IoT түзмөгү менен келген батарея жана 4 АА батарейкасы бар батарейка. 3.7V LiPo батарейкасы түздөн -түз IoT түзмөгүнө туташтырылган туташтыргычтар менен кошулат. AA батарейкасы IoT түзмөгүнө 3 -кадамдагы эсептегичтин WiFi версиясы үчүн жогоруда айтылгандай эле тиркелет. Талаа тестирлөө уюлдук версиясы эсептегичтин 9 ай бою жогоруда сүрөттөлгөн батареяны колдонуу менен иштээрин көрсөттү.. AA батарейкасын жана 2000 мАч 3.7 В Li-Po батарейкасын колдонуунун альтернативасы-кубаттуулугу жогору болгон бир 3.7V Li-Po батареясын колдонуу (мис. 4000 же 5000 мАч).

• Сырткы антенна эсептегичке тиркелиши керек, мисалы: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p…. Суу өлчөгүч колдонула турган уюлдук кызмат провайдери колдонгон жыштык үчүн бааланганын тактаңыз. Уюлдук IoT түзмөгү менен келген антенна сыртта колдонуу үчүн ылайыктуу эмес. Тышкы антеннаны узун (3 м) кабель менен туташтырууга болот, бул антеннаны кудуктун башындагы кудуктун сыртына бекитүүгө мүмкүндүк берет (7 -сүрөт). Антенна кабелин корпустун түбүнө салып, нымдын кирүүсүн алдын алуу үчүн кремний менен жакшылап жабуу сунушталат (8 -сүрөт). Сапаттуу, суу өткөрбөй турган, сырткы коаксиалдуу узартуу кабели сунушталат.

• Уюлдук IoT түзмөгү эсептегичтин WiFi версиясынан башка коддо иштейт. Эсептегичтин уюлдук версиясынын коду тиркелген файлда берилген (Code2_Cellular.txt).