Канализация: 3 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Канализация түтүктөрүн тазалоонун азыркы процесси активдүү эмес, реактивдүү. Телефон чалуулар аймакта канализация түтүгү бүтүп калган учурда катталат. Мындан тышкары, кол менен тазалоочулар үчүн ката кетирүү кыйын. Алар жабыркаган аймакта бир нече люктарда тазалоо процессин жүргүзүү үчүн уруп-сыноо ыкмасын колдонушат, көп убакытты текке кетиришет. Кошумча уулуу газдардын жогорку концентрациясы кыжырданууга, баш оорууга, чарчоого, синус инфекцияларына, бронхитке, пневмонияга, табиттин жоголушуна, эс тутумунун начарлашына жана баш айланууга алып келет.

Чечим - люктун капкагына салынган калем формалуу кичинекей түзүлүш болгон прототипти иштеп чыгуу. Капкагы жабык кезде люктун ичине туш болгон аппараттын төмөнкү бөлүгү - канализациядагы суунун деңгээлин жана метан, көмүр кычкылын, көмүр кычкыл газын жана азот кычкылдарын камтыган газдардын концентрациясын аныктоочу сенсорлордон турат.. Маалыматтар LoRaWAN аркылуу ар бир люктарга орнотулган бул түзмөктөр менен байланышкан башкы станцияга чогултулат жана маалыматтарды көзөмөлдөө үчүн панелди жайгаштырган булут серверине жөнөтөт. Мындан тышкары, бул канализацияны кармоого жана таштандыларды чогултууга жооптуу муниципалдык бийликтин ортосундагы ажырымды жок кылат. Бул түзмөктөрдү шаар боюнча орнотуу агынды суулар жер бетине жеткенге чейин канализациянын түтүгүнүн тыгынын аныктоо жана аныктоо үчүн профилактикалык чечимге мүмкүндүк берет.

Жабдуулар

1. УЗИ сенсор - HC -SR04

2. Газ сенсор - MQ -4

3. LoRa шлюзу - Raspberry pi 3

4. LoRa модулу - Semtech SX1272

5. NodeMCU

6. Зумер модулу

7. 500mAh, 3.7V Li-ion батарейкасы

1 кадам:

Биринчи прототип үчүн мен корпус катары тик-такты (жаңы жалбыз кутусу) колдондум. УЗИ сенсорлорун тиркөө канализациянын агымына карай Tx жана Rxти көрсөтө тургандай кылып жасалган. УЗИ сенсоруна жана газ сенсоруна туташуу абдан оңой. Жөн эле жеке сенсорлорду иштетүү жана NodeMCUда болгон 8 санариптик казыктын бирин колдонуу үчүн маалыматтарды окуу керек. Мен жакшыраак түшүнүү үчүн байланыштарды тарттым.

2 -кадам: SEMTECH SX1272 менен таанышуу

Кийинки кадамыбыз NodeMCUго китепканаларды орнотуу болмок.

Китепканаларды Semtech LoRa модулуна бул шилтемеден таба аласыз:

Бул китепкананы орнотуу үчүн:

• Аны Arduino китепканасынын менеджери аркылуу орнотуңуз ("Эскиз" -> "Китепкананы кошуу" -> "Китепканаларды башкаруу …"), же
• "ZIPти жүктөө" баскычын колдонуу менен githubдан zip файлын жүктөп алып, IDE аркылуу орнотуңуз ("Эскиз" -> "Китепкананы кошуу" -> ". ZIP китепканасын кошуу …")
• Бул гит репозиторийин эскиздер/китепканалар папкаңызга клон кылыңыз.

Бул китепкананын иштеши үчүн, Arduino (же сиз колдонуп жаткан Arduino менен шайкеш келген такта) трансиверге туташтырылышы керек. Так туташуулар трансивер тактасына жана колдонулган Arduinoго бир аз көз каранды, андыктан бул бөлүмдө ар бир туташуу эмне үчүн жана кайсы учурларда талап кылынарын түшүндүрүүгө аракет кылынат.

Белгилей кетсек, SX1272 модулу 3.3Вда иштейт жана анын казыктарына 5В жакпайт (бирок маалымат барагында бул тууралуу эч нерсе айтылбайт жана менин трансиверим 5V I/O кокусунан бир нече саат бою колдонулгандан кийин сынган жок). Коопсуз болуу үчүн, деңгээлди алмаштыргычты же 3.3V иштеп жаткан Arduino колдонууну тактаңыз. Semtech баалоо тактасында 100 ом резисторлору бар, алар бардык маалымат линиялары бар, бирок алар буга жол бербейт.

SX127x transceivers 1.8V жана 3.9V ортосундагы камсыздоо чыңалуусу керек. 3.3V камсыздоону колдонуу мүнөздүү. Кээ бир модулдарда бирдиктүү электр пини бар (3.3V деп белгиленген HopeRF модулдары сыяктуу), бирок башкалары ар кандай бөлүктөргө (VDD_RF, VDD_ANA жана VDD_FEMге ээ болгон Semtech баалоо тактасы сыяктуу) бир нече кубаттуулукту көрсөтүшөт. Ар кандай GND казыктары Arduino GND пин (-терине) туташуусу керек.

Трансивер менен баарлашуунун негизги жолу SPI (Serial Perifheral Interface) аркылуу болот. Бул төрт казыкты колдонот: MOSI, MISO, SCK жана SS. Мурунку үчөө түз байланышта болушу керек: ошондуктан MOSIден MOSIге, MISOдон MISOго, SCKдан SCKга. Бул казыктар сиздин Arduino -ңузда жайгашкан жерде ар кандай болот, мисалы, Arduino SPI документтеринин "Байланыштар" бөлүмүн караңыз. SS (кул тандоо) байланышы бир аз ийкемдүү. SPI кул тарабында (transceiver), бул пинге (адатта) NSS деп белгиленген туташуу керек. SPI мастери (Arduino) тарабында, бул пин каалаган I/O пинине туташа алат. Көпчүлүк Arduinoдордо "SS" деп белгиленген пин бар, бирок бул Arduino SPI кулу болуп иштегенде гана тиешелүү, бул жерде андай эмес. Кайсы пинди тандабаңыз, китепканага пин картасын түзүү аркылуу кайсы пинди колдонгонуңузду билдиришиңиз керек (төмөндү караңыз).

Трансивер тактасындагы DIO (сандык I/O) казыктары ар кандай функциялар үчүн конфигурацияланат. LMIC китепканасы аларды трансиверден ыкчам маалымат алуу үчүн колдонот. Мисалы, LoRa берүү башталганда, DIO0 пини TxDone чыгаруу катары конфигурацияланат. Өткөрүү аяктагандан кийин, DIO0 пини LMIC китепканасы тарабынан аныкталуучу трансивер тарабынан жогору жасалат. LMIC китепканасы DIO0, DIO1 жана DIO2ге гана кирүүгө муктаж, башка DIOx төөнөгүчтөрүн ажыратып коюуга болот. Arduino тарабында, алар каалаган I/O пинине туташа алышат, анткени учурдагы ишке ашыруу үзгүлтүктөрдү же башка атайын жабдууларды колдонбойт (бирок бул функцияга кошулушу мүмкүн, бирок "Убакыт" бөлүмүн да караңыз).

LoRa режиминде DIO төөнөгүчтөрү төмөнкүдөй колдонулат:

• DIO0: TxDone жана RxDone
• DIO1: RxTimeoutIn

FSK режими алар төмөнкүчө колдонулат:

• DIO0: PayloadReady жана PacketSent
• DIO2: TimeOut

Эки режимге тең 2 гана төөнөгүч керек, бирок трансивер аларды керектүү картага ошол 2 казыкка карта салууга жол бербейт. Ошентип, эгер LoRa жана FSK режимдери колдонулса, анда үч пиндин баары туташтырылышы керек. Arduino тарабында колдонулган төөнөгүчтөр эскизиңиздеги пин картада конфигурацияланууга тийиш (төмөндү караңыз). Баштапкы абалга келтирүү Трансивердин ачык абалга келтирүү үчүн колдонула турган баштапкы абалга келтирүүчү пини бар. LMIC китепканасы муну чиптин башталышында ырааттуу абалда болушун камсыз кылуу үчүн колдонот. Иш жүзүндө, бул пинди ажыратып койсо болот, анткени трансивер күйгүзүлгөндө акыл-эси жайында болот, бирок аны туташтыруу кээ бир учурларда көйгөйлөрдүн алдын алат. Arduino тарабында, каалаган I/O пини колдонулушу мүмкүн. Колдонулган пин номери пин картада конфигурацияланууга тийиш (төмөндү караңыз).

Трансиверде эки антенна байланышы бар: бири RX үчүн, экинчиси TX үчүн. Кадимки кабыл алгыч тактада антенна которуу чипи бар, бул бир антеннаны бул RX жана TX туташуулары ортосунда которууга мүмкүндүк берет. Мындай антенна алмаштыргычка көбүнчө RXTX деп белгиленген кирүү пини аркылуу кандай позицияда болушу керектигин айтса болот. Антенна которуштурууну башкаруунун эң оңой жолу - SX127x трансивериндеги RXTX пинин колдонуу. Бул пин автоматтык түрдө TX учурунда жогору, ал эми RX учурунда төмөн коюлат. Мисалы, HopeRF такталарында бул байланыш бар окшойт, андыктан алар эч кандай RXTX төөнөгүчтөрүн ачыкка чыгарышпайт жана пин пин картасында колдонулбаган деп белгилениши мүмкүн. Кээ бир такталар антенна алмаштыргыч пинин, кээде SX127x RXTX пинин да ачып беришет. Мисалы, SX1272 баалоо тактасы мурунку FEM_CTX жана экинчисин RXTX деп атайт. Дагы, буларды секирүүчү зым менен бириктирүү эң оңой чечим. Же болбосо, же SX127x RXTX пини жок болсо, LMIC антенна которуштурууну башкаруу үчүн конфигурацияланышы мүмкүн. Антенна которгучту башкаруу пинин (мис. Semtech баалоо тактасындагы FEM_CTX) Arduino тарабындагы каалаган I/O пинке туташтырыңыз жана пин картасында колдонулган пинди конфигурациялаңыз (төмөндү караңыз). Трансивер эмне үчүн антеннаны түз башкарууну каалабасы толук түшүнүксүз.

3 -кадам: 3D басып чыгаруу

Баарын ишке киргизгенден кийин, мен модулдун корпусун жакшы карап чыгуу үчүн 3D басып чыгарууну чечтим.

Колунда акыркы продукт болгондо, тешикчеге орнотуу жана тактадан реалдуу убакытта натыйжаларды алуу оңой эле. Суу деңгээлинин көрсөткүчү менен реалдуу убакытта газдын концентрациясы бийликке көйгөйдү чечүүнүн коопсуз жолу менен бирге активдүү мамиле кылууга мүмкүндүк берди.