Bell Sifhon Rain Gauge: 8 Кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Мунун жакшыртылган версиясы - PiSiphon Rain Gauge

Адатта жаан -чачын кол менен өлчөөчү жаан өлчөгүч менен өлчөнөт.

Автоматташтырылган аба ырайы станциялары (анын ичинде IoT метеостанциялары) көбүнчө челектерди, акустикалык дисдрометрлерди же лазердик дисдрометрлерди колдонушат.

Чөмүлүүчү чакалардын тыгылып калышы мүмкүн болгон кыймылдуу бөлүктөрү бар. Алар лабораторияларда калибрленген жана катуу жамгыр бороон -чапкынында туура өлчөй албайт. Дисдрометрлер кардан же тумандан кичинекей тамчыларды же жаан -чачындарды алуу үчүн күрөшүшү мүмкүн. Дисдрометрлерге тамчылардын көлөмүн баалоо жана жамгыр, кар жана мөндүрдү айырмалоо үчүн татаал электроника жана иштетүү алгоритмдери талап кылынган.

Мен Bell Sifhon Rain өлчөгүч жогорудагы кээ бир маселелерди чечүү үчүн пайдалуу болушу мүмкүн деп ойлогом. Bell сифонун кадимки FDM 3d принтерине оңой эле басып чыгарса болот (RipRaps жана Prusas сыяктуу экструдерлери бар арзан).

Белл сифондор көбүнчө аквапоникада жана балык бактарында суунун деңгээли белгилүү бир бийиктикке жеткенде автоматтык түрдө танктарды бошотуу үчүн колдонулат. Танкты салыштырмалуу тез бошотуу үчүн табигый күчтөр гана колдонулат. Сифондун кыймылдаган бөлүктөрү жок.

Коңгуроо сифонунун жамгыр өлчөгүчүндө коңгуроо сифонунун розеткасына туташкан (бирок бири -бири менен байланышпаган) эки зонд бар. Зонддордун башка учтары малина пиинин GPIO казыктарына туташкан. Бир пин чыгаруу пин болот, экинчиси кирүүчү пин болот. Жамгыр өлчөгүчтүн курамында белгилүү өлчөмдө суу болгондо, табигый күчтөр өлчөгүчтү бошотот. Суу коңгуроо сифон розеткасындагы зонддордон өтөт жана GPIO кирүү пининде жогорку көрсөткүч катталат. Бул буйрук сифон конструкциясын колдонуп болжол менен 2,95 граммды (мл) жаздырат. Эгерде менин диаметри 129 мм болгон жамгыр өлчөгүчүм колдонулса, 2.8 грамм суу +/- 0.21676 мм жамгырга барабар болот. Ар бир сифондоштуруу аракетинен кийин (суу чыгаруу окуясы) кирүү пини өндүрүшкө айланат жана мүмкүн болгон электролизди болтурбоо үчүн чыгаруу кириш болуп калат.

Менин бул долбоордун максаты - ачык аппараттык аба ырайы станцияларына тиркөө үчүн шылуундар колдоно турган сенсорду берүү. Бул сенсор малина пи боюнча сыналган, бирок башка микроконтроллерлер да иштеши керек.

Коңгуроо сифондорун жакшыраак түшүнүү үчүн, бул видеону көрүңүз

1 -кадам: Сизге эмне керек

1. Бир малина пи.
2. 3D принтер- (Сифон коңгуроосун басып чыгаруу үчүн. Мен өзүмдүн дизайнымды берем. Аны басып чыгаруу кызматына да алып барсаңыз болот)
3. Эски жамгыр өлчөгүч воронка (Же сиз басып чыгара аласыз. Мен дизайнымды берем.)
4. 2 X шайба зонд катары (5х25х1,5 мм менин дизайным үчүн)
5. Нан тактасы (тестирлөө үчүн милдеттүү эмес).
6. Кээ бир Python Skills жардам берет, бирок бардык код берилет.
7. Калибрлөө үчүн электрондук тараза. Чоң шприцти (60мл) да колдонсо болот.
8. Малина пи үчүн суу өткөрбөй турган корпус.
9. Супер клей
10. 2 аллигатор жана 2 эркек секирүүчү
11. 110 мм ПВХ түтүк, +/- 40 см узун

2 -кадам: КОҢУР СИФОНУН ДИЗАЙНДОО ЖАНА БАСУУ

Менин дизайнымды Autocad123D жана STL форматында табыңыз. Сиз дизайн менен ойной аласыз, бирок дизайнды өзгөртүү агып жаткан жана иштебеген коңгуроо сифонун жаратышы мүмкүн. Меники XYZ DaVinci AIOго басылган. Колдоолор дизайнга мурунтан эле киргизилген, андыктан кошумча таянычтардын кереги жок болушу мүмкүн. Мен коюу снаряддарды тандадым, 90% толтуруу, бийиктиги 0,2 мм. ABS жипчеси PLA сыртта начарлай тургандыктан колдонулат. Воронканы басып чыккандан кийин, анын кесепеттеринен коргоо үчүн ага акрил чачыраткычын сүйкөп коюңуз. Акрил спрейин коңгуроо сифонунун ичинен алыс кармаңыз, анткени ал чачыратуучу сифондогу суунун агымын тосуп калышы мүмкүн. Сифонго ацетон ваннасын бербеңиз

Мен азырынча чайыр принтерлерди сынап көргөн жокмун. Эгерде сиз чайырды колдонсоңуз, анда сифондун туура эмес калыптанышына жол бербөө үчүн чайырды күндөн коргоо керек.

(Бул дизайн түп нусканы жакшыртуу болуп саналат: Version Date 27 June 2019)

3 -кадам: Сифонду чогултуу

Тиркелген сүрөттөрдү изилдөө. Бардык нерселерди бириктирүү үчүн супер клей колдонуңуз. Эсиңизде болсун, супер клей өткөргүч эмес жана баардык байланыш түйүндөрү супер клейден алыс болушу керек. Мен малина пи боюнча зымдарды эркектерден ургаачыларга туташтыруу үчүн аллигатор секиргичтерин колдондум. Бир иликтөө GPIO 20га, экинчиси 21ге туташтырылышы керек. Бул схемада эч кандай резистор талап кылынбайт. Супер клейди колдонгондо иликтөөчү сууну бекем кылууга аракет кылыңыз. Кремний гели да жардам бере алат.

Сифонуңузду азырынча 110 мм ПВХ түтүгүнө жаппаңыз, адегенде ал сыноодон өтүшү керек.

4 -кадам: Зондду текшерүү

Питон кодуңузду сактап калгыңыз келген каталогго "rain_log.txt" файлын түзүңүз.

Сүйүктүү python IDE ачыңыз жана ага төмөнкү кодду териңиз. Аны siphon_rain_gauge2.py катары сактаңыз. Python кодун иштетүү. Воронкаңызга жасалма жамгыр кошуңуз. Сифон сууну чыгарган сайын, бир жана бир гана эсеп бар экенин тактаңыз. Эгерде сифон туура эмес эсептеп жатса, мүчүлүштүктөрдү оңдоо бөлүмүн караңыз.

#Bell-sifon жамгыр өлчөгүч

#JJ Slabbert принти тарабынан иштелип чыккан ("Bell Sifhon жамгыр өлчөгүчү кээ бир тамчыларды күтүп жатат …") импорттук gpiozero импорттоо убактысы r = 0.21676 #Бул сифон чыгаруу аракетине карата калибрленген жаан -чачын. t = 0 #Жалпы жамгыр f = ачык ("rain_log.txt", "a+") n = 0 True: #Ар бир сифондон кийин, пин 20, 21 мүмкүн болгон электролизди болтурбоо үчүн кезектешип турушу керек n/2 == int (n): сифон = gpiozero. Button (21, False) output = gpiozero. LED (20) output.on () else: sifon = gpiozero. Button (20, False) output = gpiozero. LED (21) output.on () siphon.wait_for_press () n = n+1 t = t+r localtime = time.asctime (time.localtime (time.time ()))) print ("Жалпы жамгыр:"+str (float (t))+" мм "+жергиликтүү убакыт) f.write (str (t)+", "+localtime+" / n ") sifon.close () output.close () time.sleep (1.5)

5 -кадам: ЭСЕПТЕР ЖАНА КАЛИБРАЦИЯЛАР

Эмне үчүн жаан -чачын аралык катары өлчөнөт? 1 миллиметрдик жамгыр эмнени билдирет? Эгерде сизде 1000мм X 1000мм Х 1000мм же 1м Х 1м Х 1м куб болсоңуз, анда жамгыр жааганда аны сыртта калтырсаңыз кубдун тереңдиги 1 мм болот. Эгер бул жамгырды 1 литра бөтөлкөгө бошотсоңуз, ал бөтөлкөнү 100 % толтурат жана суу да 1кг өлчөйт. Ар кандай жамгыр өлчөгүчтөрдүн ар кандай топтоо аянттары бар.

Ошондой эле, 1 грамм суу шарттуу 1 мл.

Эгерде сиз менин дизайнымды тиркелгендей колдонсоңуз, калибрлөөнүн кереги жок болушу мүмкүн.

Жамгыр өлчөгүчтү калибрлөө үчүн 2 ыкманы колдонсоңуз болот. Эки ыкма үчүн релиздерди саноо үчүн тиркеме python (мурунку кадам) колдонмосун колдонуңуз (сифондоо аракеттери). Сифон сууну чыгарган сайын, бир жана бир гана эсеп бар экенин тактаңыз. Эгерде сифон туура эмес эсептеп жатса, мүчүлүштүктөрдү оңдоо бөлүмүн караңыз

Биринчи ыкма: Учурдагы (көзөмөлдөөчү) жамгыр өлчөгүчтү колдонуңуз

Бул методдун иштеши үчүн сиздин коңгуроо сифон түтүгүңүз контролдук жамгыр өлчөгүч менен бирдей болушу керек. Сифон воронкаңыздын үстүнө жасалма жамгырды жаратыңыз жана питон менен чыгарылгандардын санын эсептеңиз. Сифондун жардамы менен бардык сууну чыгарыңыз. жамгыр өлчөгүч сиздин көзөмөлүңүздө. Болжол менен 50 релизден кийин (Сифонинг аракеттери), жаан -чачынды көзөмөлдөөчү жамгыр өлчөгүчтө өлчөгүлө

Сифонирлөө аракетине мм мм болгон орточо жаан -чачын болсун

R = (Жалпы жаан -чачын көзөмөлдөө өлчөгүчүндө)/(Сифонинг аракеттеринин саны)

Экинчи ыкма: Жаан -чачыныңызды таразалаңыз (Сизге электрондук тараза керек болот)

Сифонирлөө аракетине мм мм болгон орточо жаан -чачын болсун

W сифондук аракетке карата суунун салмагы грамм же мл менен болсун

А воронканын топтолуучу аймагы болсун

R = (Wx1000)/А.

Калибрлөө үчүн шприцти колдонуп, коңгуроонун сифонуна акырындык менен суу куюңуз. Белгилүү бир салмактагы стакандагы сууну кармаңыз. Сифон кеминде 50 жолу бошогонго чейин сууну сайууну улантыңыз. Стакандагы сууну таразалаңыз. Сифон сууну чыгарган сайын чыгарылган суунун орточо салмагын (Вт) эсептеңиз. Менин дизайным үчүн болжол менен 2,95 грамм (мл) болгон. Диаметри 129 мм жана радиусу 64,5 мм болгон менин воронкам үчүн

A = pi*(64.5)^2 = 13609.8108371

R = (2.95*1000) /13609.8108371

R = 0.21676

Эгерде сизде электрондук тараза жок болсо, анда чоң (60 мл/грамм) шприцти колдонсоңуз болот. Сифондун суу чыгарылышынын санын эсептеп көрүңүз

W = (Шприцтин көлөмү мм менен)/(Сифондун суу чыгарылышынын саны)

Python тиркемесин жаңы R мааниси менен жаңыртыңыз.

Bell Sifhon (Менин дизайным) баардык сууну чыгаруу үчүн болжол менен 1 секунд талап кылынат. Эреже катары, бошотуу учурунда сифонго кирген суу да кое берилет. Бул катуу жамгыр учурунда, өлчөөлөрдүн сызыктуу таасир этиши мүмкүн. Жакшы статистикалык модель эсептөөлөрдү жакшырта алат.

6 -кадам: Талаага барыңыз

Чогулган коңгуроо сифонуңузду жана воронканы ылайыктуу корпуска салыңыз. Мен 110 мм ПВХ түтүгүн колдондум. Ошондой эле туташтырылган малина пи суу өткөрбөй турган корпуста экенин текшериңиз. Менин PI демо максатында кубат банкы менен иштейт, бирок туура тышкы электр менен камсыздоо же күн системасы колдонулушу керек.

Мен планшетим аркылуу PIге туташуу үчүн VNC колдондум. Бул мен каалаган жерден орнотуудагы жамгырды көзөмөлдөй алам дегенди билдирет.

Жасалма жамгырды жаратып, сенсордун кандай иштээрин көрүңүз.

7 -кадам: Мүчүлүштүктөрдү оңдоо

1) Көйгөй: Эгерде мен сифон релиздерин python колдонмосу менен эсептесем, колдонмо кошумча релиздерди эсептейт.

Кеңеш: Коңгуроо сифондогу зонддоруңуз жабылышы мүмкүн жана алардын ортосунда суу тамчы тыгылып калган.

2) Көйгөй: Сифон аркылуу суу тамчылап жатат.

Кеңеш: Бул дизайндагы ката. Дизайнды жакшыртуу. Сифондун чыгуу радиусу чоң болушу мүмкүн. Кээ бир илимпоздордун жардамы жардам бериши мүмкүн. Эгерде сиз өзүңүздүн коңгуроо сифонуңузду ойлоп тапкан болсоңуз, мен бергенди сынап көрүңүз. Сиз ошондой эле чыгаруунун "сүйрөө күчүн" жакшыртуу үчүн сифон розеткасына кыска (15 см) балык танкынын түтүгүн тиркей аласыз.

3) Көйгөй: Зонддор сифондун бардык релиздерин албайт.

Кеңеш: Зонду кулак таякчасы менен тазалаңыз. Бардык кабелдик туташууларды текшериңиз. Зонддоруңузда клей болушу мүмкүн. аны тактык файлы менен алып салыңыз.

4) Маселе: Менин сифон релиздеримдин баары туура эсептелген, бирок жаан -чачындын баасы туура эмес.

Кеңеш: Сенсорду кайра калибрлөө керек. Эгерде сизде r бар болсо (жаан -чачындын түшүү аракетине) көбөйтүү керек.

8 -кадам: Келечектеги жакшыртуулар жана тест

1. Алтын табак пробалар (кир жуугучтар). Бул дагы мүмкүн болгон коррозияга жардам берет.
2. Зонддорду лазер диодуна жана фото резисторго алмаштырыңыз.
3. Баалоо моделин өркүндөтүү. Жөнөкөй сызыктуу модель катуу жамгырда туура келбеши мүмкүн.
4. Экинчи чоңураак Bell Sifon жогорку тыгыздыктагы жамгырды өлчөө үчүн биринчисинин астына (розеткага) кошулушу мүмкүн.
5. GUI үчүн мен Caynne IOT сунуштайм.

Эскертүү: Негизги жакшыртуу жарыяланган. PiSiphon Rain Gauge караңыз