Valós idejű kútvíz-hőmérséklet, vezetőképesség és vízszintmérő: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Ezek az utasítások leírják, hogyan lehet alacsony költségű, valós idejű vízmérőt készíteni a hőmérséklet, az elektromos vezetőképesség (EC) és a vízszint mérésére ásott kutakban. A mérőt úgy tervezték, hogy egy ásott kút belsejében lógjon, naponta egyszer mérje a víz hőmérsékletét, az EC -t és a vízszintet, és WiFi -n vagy mobilkapcsolaton keresztül küldje el az adatokat az internetre azonnali megtekintés és letöltés céljából. A mérőkészülék alkatrészeinek költsége körülbelül 230 dollár a WiFi verziónál és 330 dollár a mobil verziónál. A vízmérő az 1. ábrán látható. A mellékelt fájl tartalmazza a teljes jelentést az építési utasításokkal, az alkatrészlistával, a mérőeszköz felépítésével és kezelésével kapcsolatos tippekkel, valamint a vízmérő vízkútba történő felszerelésével (EC Meter Instructions.pdf).. Ennek a vízmérőnek egy korábban közzétett változata csak a vízszint figyelésére áll rendelkezésre (https://www.instructables.com/id/A-Real-Time-Well- …).

A mérő három érzékelőt használ: 1) ultrahangos érzékelő a kút vízmélységének mérésére; 2) vízálló hőmérő a víz hőmérsékletének mérésére, és 3) egy közös háztartási kétágú dugó, amelyet olcsó EC-szenzorként használnak a víz elektromos vezetőképességének mérésére. Az ultrahangos érzékelő közvetlenül a mérőházhoz van rögzítve, amely a kút tetején lóg, és méri az érzékelő és a kút vízszintje közötti távolságot; az ultrahangos érzékelő nincs közvetlen kapcsolatban a kút vizével. A hőmérséklet- és az EC -érzékelőket a víz alá kell meríteni; ez a két érzékelő olyan kábellel van a mérőházhoz rögzítve, amely elég hosszú ahhoz, hogy az érzékelők a vízszint alá nyúljanak.

Az érzékelők egy tárgyak internete (IoT) eszközhöz vannak csatlakoztatva, amely WiFi-hez vagy mobilhálózathoz csatlakozik, és elküldi a vízadatokat egy grafikus webszolgáltatáshoz. A projektben használt webszolgáltatás a ThingSpeak.com (https://thingspeak.com/), amely szabadon használható nem kereskedelmi kisprojektekhez (kevesebb, mint 8 200 üzenet/nap). Annak érdekében, hogy a mérő WiFi verziója működjön, azt egy WiFi hálózat közelében kell elhelyezni. A háztartási vízkutak gyakran megfelelnek ennek a feltételnek, mert WiFi házhoz közel helyezkednek el. A mérő nem tartalmaz adatgyűjtőt, inkább a vízadatokat küldi a ThingSpeaknek, ahol a felhőben tárolják. Ezért, ha adatátviteli probléma merül fel (pl. Internetkimaradás során), az adott napra vonatkozó vízadatok nem kerülnek továbbításra, és véglegesen elvesznek.

Az itt bemutatott mérőfelépítést egy háztartási víztartály vízszintjének mérésére és a vízszint Twitter-en történő jelentésére készített mérő után módosították (https://www.instructables.com/id/Wi-Fi-Twitter-Wat…). A fő különbségek az eredeti kivitel és az itt bemutatott kivitel között az a képesség, hogy vezetékes hálózati adapter helyett AA-elemmel működtetik a mérőt, az adatok Twitter-üzenet helyett idősoros grafikonon tekinthetők meg, egy ultrahangos érzékelő, amelyet kifejezetten a vízszint mérésére, valamint hőmérséklet- és EC -érzékelők hozzáadására terveztek.

Az alacsony költségű, egyedi gyártású EC-érzékelő, amelyet közös háztartási dugóval készítenek, az érzékelő kialakításán alapult, amely méri a műtrágya-koncentrációt hidroponikai vagy aquaponikai műveletek során (https://hackaday.io/project/7008-fly -háborúk-hacker…). Az EK -érzékelő vezetőképesség -méréseit a vízhőmérséklet -érzékelő által szolgáltatott hőmérsékleti adatok alapján hőmérsékletkompenzálják. A személyre szabott EC-érzékelő egyszerű elektromos áramkörön (egyenfeszültség-osztó) támaszkodik, amely csak viszonylag gyors, diszkrét vezetőképesség-mérésekhez használható (azaz nem folyamatos EK-mérésekhez). Az ilyen kialakítású vezetőképesség -méréseket körülbelül öt másodpercenként lehet elvégezni. Mivel ez az áramkör nem egyenáramot használ, hanem váltakozó áramot, a vezetőképesség mérése kevesebb, mint öt másodperces időközönként a vízben lévő ionok polarizálódásához vezethet, ami pontatlan leolvasáshoz vezethet. Az egyedi gyártású EC-érzékelőt kereskedelmi forgalomban kapható EC-mérővel (YSI EcoSense pH/EC 1030A) tesztelték, és megállapították, hogy a vezetőképességet a kereskedelmi mérőműszer körülbelül 10% -án belül méri olyan megoldásoknál, amelyek ± 500 uS/cm-en belül vannak az érzékelő kalibrálási értékétől. Kívánt esetben az olcsó, egyedi gyártású EC-érzékelő helyettesíthető egy kereskedelmi forgalomban kapható szondával, például az Atlas Scientific vezetőképességi szondával (https://atlas-scientific.com/probes/conductivity-p…).

A jelentésben szereplő vízmérőt nagy átmérőjű (0,9 m belső átmérőjű) ásott kutakra tervezték és tesztelték, sekély vízmélységgel (kevesebb, mint 10 m a talajfelszín alatt). Azonban potenciálisan felhasználható vízszintek mérésére más helyzetekben, például környezeti megfigyelő kutaknál, fúrt kutaknál és felszíni víztesteknél.

Az alábbiakban lépésről lépésre talál útmutatást a vízmérő felépítéséhez. Javasoljuk, hogy az építtető olvassa el az összes építési lépést, mielőtt elkezdi a mérőműszer építési folyamatát. A projektben használt IoT eszköz részecske foton, ezért a következő szakaszokban az „IoT eszköz” és a „foton” kifejezéseket felcserélve használjuk.

Kellékek

1. táblázat: Alkatrészlista

Elektronikus részek:

Vízszint -érzékelő - MaxBotix MB7389 (5 m hatótávolság)

Vízálló digitális hőmérséklet-érzékelő

IoT eszköz - részecske foton fejlécekkel

Antenna (antenna a mérőházba szerelve) - 2,4 GHz, 6dBi, IPEX vagy u. FL csatlakozó, 170 mm hosszú

Hosszabbító kábel a vezetőképesség -mérő szonda készítéséhez - 2 érintkezős, közös kültéri kábel, 5 m hosszú

Huzal a hőmérséklet -szonda meghosszabbítására, 4 vezeték, 5 m hosszú

Huzal - áthidaló huzal nyomható csatlakozókkal (300 mm hosszú)

Akkumulátor - 4 x AA

Elemek - 4 x AA

Víz- és hardver alkatrészek:

Cső - ABS, 50 mm (2 hüvelyk) átmérőjű, 125 mm hosszú

Felső kupak, ABS, 50 mm (2 hüvelyk), tömítéssel menetes, hogy vízzáró legyen

Alsó kupak, PVC, 50 mm (2 hüvelyk) ¾ hüvelykes NPT menettel az érzékelőhöz való illesztéshez

2 csőcsatlakozó, ABS, 50 mm (2 hüvelyk) a felső és az alsó kupak csatlakoztatásához az ABS csőhöz

Szemcsavar és 2 anya, rozsdamentes acél (1/4 hüvelyk), hogy akasztót lehessen készíteni a felső kupakra

Egyéb anyagok: elektromos szalag, teflonszalag, hőzsugorodás, pirulapalack az EK -érzékelő burkolatának elkészítéséhez, forrasztás, szilikon, ragasztó a tok összeállításához

Lépés: Szerelje össze a mérőházat

Szerelje össze a mérőházat a fenti 1. és 2. ábrán látható módon. Az összeszerelt mérő teljes hossza, a hegytől a hegyig, beleértve az érzékelőt és a szemcsavart, körülbelül 320 mm. A mérőház készítéséhez használt 50 mm átmérőjű ABS csövet körülbelül 125 mm hosszúra kell vágni. Ez elegendő helyet biztosít a tok belsejében az IoT-eszköz, az akkumulátor és a 170 mm hosszú belső antenna elhelyezéséhez.

Zárja le az összes kötést szilíciummal vagy ABS ragasztóval, hogy a tok vízzáró legyen. Ez nagyon fontos, különben nedvesség kerülhet a házba, és tönkreteheti a belső alkatrészeket. Egy kis nedvszívó csomagolást helyezhet a tok belsejébe, hogy felszívja a nedvességet.

Szereljen be egy szemcsavart a felső kupakba úgy, hogy lyukat fúr, és behelyezi a szemcsavart és az anyát. A tok belsejében és kívül is anyát kell használni a szemcsavar rögzítésére. A kupak belsejét szilikonnal a csavar lyukánál vízzáróvá kell tenni.

Lépés: Csatlakoztassa a vezetékeket az érzékelőkhöz

Vízszint érzékelő:

Három vezetéket (lásd a 3a. Ábrát) kell forrasztani a vízszint -érzékelőhöz, hogy a fotonhoz lehessen rögzíteni (azaz a GND, V+és a 2 -es tű). A vezetékek forrasztása az érzékelőhöz nehéz lehet, mivel az érzékelő csatlakozófuratai kicsiek és közel vannak egymáshoz. Nagyon fontos, hogy a vezetékek megfelelően vannak forrasztva az érzékelőhöz, így jó, erős fizikai és elektromos kapcsolat van, és nincsenek forrasztóívek a szomszédos vezetékek között. A jó világítás és a nagyító lencse segít a forrasztási folyamatban. Azok számára, akik nem rendelkeznek korábbi forrasztási tapasztalattal, bizonyos gyakorlatot kell végezni a forrasztás előtt, mielőtt a vezetékeket az érzékelőhöz forrasztják. A forrasztásról szóló online oktatóanyag elérhető a SparkFun Electronics webhelyen (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…).

Miután a vezetékeket az érzékelőhöz forrasztották, az érzékelőből kilógó felesleges csupasz huzal vágható le kb. 2 mm hosszúságú huzalvágókkal. Javasoljuk, hogy a forrasztási kötéseket vastag szilícium -gyöngy borítsa. Ez nagyobb szilárdságot biztosít a csatlakozásoknak, és csökkenti a korrózió és az elektromos problémák esélyét az érzékelőcsatlakozásoknál, ha nedvesség kerül a mérőházba. Elektromos szalagot is lehet tekerni a három vezeték köré az érzékelőcsatlakozásnál, hogy további védelmet és húzást biztosítson, csökkentve annak valószínűségét, hogy a vezetékek elszakadnak a forrasztási kötéseknél.

Az érzékelővezetékek egyik végén push-on típusú csatlakozók lehetnek (lásd 3b. Ábra), amelyek a fotonhoz rögzíthetők. A push-on csatlakozók használata megkönnyíti a mérő összeszerelését és szétszerelését. Az érzékelő vezetékeinek legalább 270 mm hosszúnak kell lenniük, hogy meghosszabbíthassák a mérőház teljes hosszát. Ez a hosszúság lehetővé teszi a foton csatlakoztatását a tok felső végéről az érzékelővel a tok alsó végén. Vegye figyelembe, hogy ez az ajánlott huzalhossz feltételezi, hogy a mérőház készítéséhez használt ABS cső 125 mm hosszúra van vágva. A vezetékek vágása és forrasztása előtt győződjön meg arról, hogy a 270 mm -es huzalhossz elegendő ahhoz, hogy túlnyúljon a mérőház tetején, hogy a foton csatlakoztatható legyen a ház összeszerelése és az érzékelő tartós rögzítése után az ügy.

A vízszint -érzékelőt most a mérőházhoz lehet csatlakoztatni. Szorosan csavarja be az alsó kupakba, teflonszalaggal, hogy biztosítsa a vízzáró tömítést.

Hőmérséklet szenzor:

A DS18B20 vízálló hőmérséklet -érzékelő három vezetékkel rendelkezik (4. ábra), amelyek általában piros (V+), fekete (GND) és sárga (adatok) színűek. Ezek a hőmérséklet -érzékelők általában viszonylag rövid, 2 m -nél rövidebb kábellel érkeznek, ami nem elég hosszú ahhoz, hogy az érzékelő elérje a kút vízszintjét. Ezért az érzékelő kábelét vízálló kábellel kell meghosszabbítani, és vízálló kötéssel össze kell kötni az érzékelő kábelével. Ezt úgy tehetjük meg, hogy a forrasztási csatlakozókat szilíciummal bevonjuk, majd hőzsugorodunk. A vízálló kötés elkészítéséhez itt talál útmutatást: https://www.maxbotix.com/Tutorials/133.htm. A hosszabbító kábel elkészíthető a közös kültéri telefonhosszabbító vonallal, amely négy vezetékkel rendelkezik, és online olcsón megvásárolható. A kábelnek elég hosszúnak kell lennie ahhoz, hogy a hőmérséklet -érzékelő ki tudjon nyúlni a mérőházból, és víz alá merüljön a kútban, beleértve a vízszint csökkenését is.

A hőmérséklet -érzékelő működéséhez ellenállást kell csatlakoztatni az érzékelő piros (V+) és sárga (adat) vezetékei közé. Az ellenállás a mérőház belsejébe közvetlenül a fotoncsapokra szerelhető, ahol a hőmérséklet -érzékelő vezetékei csatlakoznak, amint azt a 2. táblázat tartalmazza. Az ellenállás értéke rugalmas. Ehhez a projekthez 2,2 kOhm ellenállást használtak, azonban minden 2,2 kOhm és 4,7 kOhm közötti érték működni fog. A hőmérséklet -érzékelő működéséhez speciális kód is szükséges. A hőmérséklet -érzékelő kódja később kerül hozzáadásra, a 3.4 (Szoftver beállítása) szakaszban leírtak szerint. További információ a hőmérséklet-érzékelő fotonhoz való csatlakoztatásáról az oktatóanyagban található itt:

A hőmérséklet -érzékelő kábelét a mérőházon keresztül kell behelyezni, hogy a fotonhoz rögzülhessen. A kábelt a ház alján keresztül kell behelyezni úgy, hogy lyukat fúr a tok alsó kupakján (5. ábra). Ugyanezt a lyukat lehet használni a vezetőképesség -érzékelő kábelének behelyezéséhez, a 3.2.3. Szakaszban leírtak szerint. A kábel behelyezése után a lyukat alaposan le kell zárni szilíciummal, hogy megakadályozza a nedvesség bejutását a tokba.

Vezetőképesség érzékelő:

Az ebben a projektben használt EC -érzékelő egy szabványos észak -amerikai A típusú, kétágú elektromos csatlakozóból készül, amelyet egy műanyag „pirulapalackon” keresztül vezetnek be a „falhatások” szabályozására (6. ábra). A falhatások befolyásolhatják a vezetőképességet, ha az érzékelő körülbelül 40 mm -re van egy másik tárgytól. Ha a pirulapalackot védőtokként helyezi az érzékelő köré, akkor a falhatások szabályozhatók, ha az érzékelő szorosan érintkezik a vízkút oldalával vagy a kút más tárgyával. A pirulapalack sapkáján lyukat fúrnak az érzékelő kábelének behelyezéséhez, és a pirulapalack alját levágják, így a víz beáramolhat a palackba, és közvetlenül érintkezhet a dugókulcsokkal.

Az EC érzékelőnek két vezetéke van, köztük egy földelő vezeték és egy adatvezeték. Nem számít, hogy melyik csatlakozó dugót választja a földeléshez és az adatvezetékekhez. Ha kellően hosszú hosszabbító kábelt használnak az EC érzékelő elkészítéséhez, akkor a kábel elég hosszú lesz ahhoz, hogy elérje a kút vízszintjét, és nincs szükség vízálló kötésre az érzékelő kábelének meghosszabbításához. Az áramellátáshoz ellenállást kell csatlakoztatni az EC -érzékelő adatvezetéke és egy fotoncsap közé. Az ellenállás a mérőház belsejébe közvetlenül a fotoncsapokra szerelhető, amelyekhez az EC -érzékelő vezetékei csatlakoznak, a 2. táblázatban felsoroltak szerint. Az ellenállás értéke rugalmas. Ehhez a projekthez 1 kOhm ellenállást használtak; azonban minden 500 Ohm és 2,2 kOhm közötti érték működni fog. A magasabb ellenállásértékek jobbak az alacsony vezetőképességű megoldások mérésére. Az útmutatóban található kód 1 kOhm ellenállást használ; ha más ellenállást használnak, akkor az ellenállás értékét a kód 133. sorában kell beállítani.

Az EC érzékelő kábelét a mérőházon keresztül kell behelyezni, hogy a fotonhoz rögzülhessen. A kábelt a ház alján keresztül kell behelyezni úgy, hogy lyukat fúr a tok alsó kupakján (5. ábra). Ugyanezzel a lyukkal lehet behelyezni a hőmérséklet -érzékelő kábelét. A kábel behelyezése után a lyukat alaposan le kell zárni szilíciummal, hogy megakadályozza a nedvesség bejutását a tokba.

Az EC érzékelőt kereskedelmi forgalomban kapható EC mérővel kell kalibrálni. A kalibrálási eljárást a terepen kell elvégezni, a mellékelt jelentés 5.2 szakaszában (Mezőbeállítási eljárás) leírtak szerint (EC Meter Instructions.pdf). A kalibrálás az EC -mérő cellaállandójának meghatározására szolgál. A cellaállandó az EC -érzékelő tulajdonságaitól függ, beleértve a fém típusát, amelyből a fogak készülnek, a fogak felületétől és a fogak közötti távolságtól. Az ebben a projektben használt szabványos A típusú dugasznál a cellaállandó körülbelül 0,3. További információ a vezetőképesség elméletéről és méréséről itt érhető el: https://support.hach.com/ci/okcsFattach/get/100253… és itt:

3. lépés: Csatlakoztassa az érzékelőket, az akkumulátort és az antennát az IoT -eszközhöz

Csatlakoztassa a három érzékelőt, az akkumulátort és az antennát a fotonhoz (7. ábra), és helyezze be az összes alkatrészt a mérőházba. A 2. táblázat felsorolja a 7. ábrán látható tűcsatlakozásokat. Az érzékelőket és az akkumulátor vezetékét közvetlenül a fotonhoz forrasztással vagy a push-on típusú csatlakozókkal lehet rögzíteni, amelyek a foton alsó oldalán található fejrészekhez csatlakoznak (mint a 2. ábrán látható). A push-on csatlakozók használata megkönnyíti a mérő szétszerelését vagy a Photon cseréjét, ha meghibásodik. A Photon antennacsatlakozásához u. FL típusú csatlakozóra van szükség (7. ábra), és nagyon erősen rá kell tolni a fotonra a csatlakozáshoz. Ne helyezze be az elemeket az akkumulátorba, amíg a mérőeszköz készen áll a vizsgálatra vagy a kútba. Ez a kivitel nem tartalmaz ki/be kapcsolót, így a mérő be- és kikapcsolása az elemek behelyezésével és eltávolításával történik.

2. táblázat: Az IoT -eszköz (részecske -foton) tűcsatlakozásainak listája:

D2 fotoncsap - csatlakozás - WL érzékelő 6 -os csap, V+ (piros vezeték)

D3 fotoncsap - csatlakozás - WL érzékelő 2 -es tű, adat (barna vezeték)

Fotoncsap GND - csatlakozás - WL érzékelő 7 -es tű, GND (fekete vezeték)

D5 fotoncsap - csatlakozás - hőmérséklet érzékelő, adatok (sárga vezeték)

D6 fotoncsap - csatlakozás - hőmérséklet érzékelő, V+ (piros vezeték)

A4 -es fotontű - csatlakozás - hőmérséklet -érzékelő, GND (fekete vezeték)

D5 - D6 fotoncsap - Hőmérséklet -érzékelő, R1 ellenállás (2,2 k ellenállást kell csatlakoztatni a D5 és D6 fotoncsapok közé)

Fotoncsap A0 - csatlakozás - EC érzékelő, adatok

A1 fotoncsap - csatlakozás - EC érzékelő, GND

Fotoncsap A2 - A0 - EC érzékelő, R2 ellenállás (csatlakoztasson 1k ellenállást az A0 és A2 fotoncsapok közé)

Foton pin VIN - csatlakozás - Akkumulátor, V+ (piros vezeték)

Fotoncsap GND - csatlakozás - Akkumulátor, GND (fekete vezeték)

Photon u. FL pin - csatlakoztassa - Antenna

4. lépés: Szoftver beállítása

A mérő szoftverének beállításához öt fő lépésre van szükség:

1. Hozzon létre egy részecske -fiókot, amely online felületet biztosít a fotonnal. Ehhez töltse le a Particle mobilalkalmazást okostelefonra: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. Az alkalmazás telepítése után hozzon létre egy részecske -fiókot, és kövesse az online utasításokat a foton hozzáadásához a fiókhoz. Ne feledje, hogy bármilyen további foton hozzáadható ugyanahhoz a fiókhoz anélkül, hogy le kellene töltenie a Részecske alkalmazást, és új fiókot kell létrehoznia.

2. Hozzon létre egy ThingSpeak fiókot https://thingspeak.com/login, és állítson be egy új csatornát a vízszint adatainak megjelenítésére. A vízmérőhöz tartozó ThingSpeak weboldal példája látható a 8. ábrán, amely itt is megtekinthető: https://thingspeak.com/channels/316660 A ThingSpeak csatorna beállítására vonatkozó utasítások a következő címen találhatók: https:// docs.particle.io/tutorials/device-cloud/we… Ne feledje, hogy további csatornák más fotonokhoz is hozzáadhatók ugyanahhoz a fiókhoz anélkül, hogy másik ThingSpeak fiókot kellene létrehozni.

3. „Webhook” szükséges ahhoz, hogy a vízszint adatait továbbítsák a Photonról a ThingSpeak csatornára. A webhook beállítására vonatkozó utasításokat a mellékelt jelentés B. függeléke tartalmazza (EC Meter Instructions.pdf) Ha egynél több vízmérőt építenek, minden további fotonhoz új, egyedi nevű webhook -ot kell létrehozni.

4. A fenti lépésben létrehozott webhorgot be kell illeszteni a fotont működtető kódba. A vízszintmérő WiFi verziójának kódját a mellékelt fájl tartalmazza (Code1_WiFi_Version_ECMeter.txt). Számítógépen lépjen a Particle weboldalra https://thingspeak.com/login jelentkezzen be a Particle fiókba, és navigáljon a Particle app felületéhez. Másolja ki a kódot, és hozzon létre új alkalmazást a Részecske alkalmazás felületén. Illessze be a fent létrehozott webhook nevét a kód 154. sorába. Ehhez törölje az idézőjeleken belüli szöveget, és illessze be az új webhook nevet az idézőjelek közé a 154. sorba, amely így szól: Particle.publish ("Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes").

5. A kód most ellenőrizhető, menthető és telepíthető a fotonra. A kód ellenőrzése után hibaüzenet jelenik meg, amely azt mondja: „OneWire.h: Nincs ilyen fájl vagy könyvtár”. A OneWire a hőmérséklet -érzékelőt futtató könyvtári kód. Ezt a hibát a OneWire kód Particle könyvtárból történő telepítésével kell kijavítani. Ehhez lépjen a Particle App felületre a kód megjelenítésével, és görgessen lefelé a képernyő bal oldalán található Könyvtárak ikonhoz (közvetlenül a kérdőjel ikon felett). Kattintson a Könyvtárak ikonra, és keresse meg a OneWire parancsot. Válassza ki a OneWire elemet, majd kattintson az „Include in Project” elemre. Válassza ki az alkalmazás nevét a listából, kattintson a „Megerősítés” gombra, majd mentse az alkalmazást. Ezzel három új sor kerül a kód tetejére. Ez a három új sor törölhető a kód befolyásolása nélkül. Javasoljuk, hogy törölje ezt a három sort, hogy a kódsorok egyezzenek a dokumentumban található utasításokkal. Ha a három sort a helyén hagyja, akkor az ebben a dokumentumban tárgyalt összes kódsor szám három sorral halad előre. Vegye figyelembe, hogy a kódot a felhőből tárolják és telepítik a fotonra. Ezt a kódot kell használni a vízmérő működtetéséhez, amikor a vízkútban van. A szántóföldi telepítés során néhány változtatást kell végrehajtani a kódon, hogy a jelentési gyakoriságot naponta egyszer állítsa be, és információkat adjon hozzá a vízkútról (ezt a mellékelt "EC Meter Instructions.pdf" fájl tartalmazza a cím alatt. “A mérő felszerelése vízkútba”).

5. lépés: Ellenőrizze a mérőt

A mérőkészítés és a szoftver beállítása most befejeződött. Ezen a ponton javasolt a mérőműszer tesztelése. Két tesztet kell kitölteni. Az első teszt annak megerősítésére szolgál, hogy a mérőeszköz helyesen tudja mérni a vízszintet, az EC értékeket és a hőmérsékletet, és elküldi az adatokat a ThingSpeaknek. A második teszt annak megerősítésére szolgál, hogy a foton energiafogyasztása a várt tartományon belül van. Ez a második teszt azért hasznos, mert az akkumulátorok a vártnál hamarabb meghibásodnak, ha a foton túl sok energiát használ.

Tesztelés céljából a kód úgy van beállítva, hogy két percenként méri és jelenti a vízszintet. Ez egy praktikus időtartam a mérések között, amíg a mérőt tesztelik. Ha más mérési gyakoriságra van szükség, módosítsa a kód 19. sorában a MeasureTime nevű változót a kívánt mérési frekvenciára. A mérési gyakoriságot másodpercben kell megadni (azaz 120 másodperc két perc).

Az első teszt elvégezhető az irodában úgy, hogy a mérőt a padló fölé akasztja, bekapcsolja, és ellenőrzi, hogy a ThingSpeak csatorna pontosan jelenti -e az érzékelő és a padló közötti távolságot. Ebben a vizsgálati forgatókönyvben az ultrahangos impulzus visszaverődik a padlóról, amelyet a kút vízfelületének szimulálására használnak. Az EC és a hőmérséklet -érzékelőket ismert hőmérsékletű és vezetőképességű víztartályba lehet helyezni (azaz egy kereskedelmi forgalomban kapható EC -mérővel mérve) annak megerősítésére, hogy az érzékelők a helyes értékeket jelentik a ThingSpeak csatornának.

A második vizsgálathoz meg kell mérni az akkumulátor és a foton közötti elektromos áramot, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az megfelel a foton adatlap specifikációinak: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… A tapasztalat azt mutatja, hogy ez a teszt segít azonosítani a hibás IoT -eszközöket, mielőtt azokat a terepen telepítik. Mérje meg az áramot úgy, hogy árammérőt helyez az akkumulátor pozitív V+ vezetéke (piros vezeték) és a foton VIN csapja közé. Az áramot mind üzemmódban, mind mély alvás üzemmódban kell mérni. Ehhez kapcsolja be a fotont, és az üzemmódban indul (amint azt a ciánkék színűre váltó foton lévő LED jelzi), amely körülbelül 20 másodpercig fut. Használja az árammérőt az üzemi áram megfigyelésére ez idő alatt. A foton ekkor automatikusan mély alvó üzemmódba kapcsol két percre (amint azt a foton kikapcsolásakor megjelenő LED jelzi). Használja az árammérőt a mély alvás áramának megfigyelésére. Az üzemi áramnak 80 és 100 mA között, a mély alvó áramnak pedig 80 és 100 µA között kell lennie. Ha az áram magasabb, mint ezek az értékek, a fotont ki kell cserélni.

A mérőműszer készen áll a vízkútba történő beépítésre (9. ábra). A mellékelt fájlban találhatók a mérők vízkútba történő beszerelésére vonatkozó utasítások, valamint a mérőkészítési és működési tippek (EC Meter Instructions.pdf).

6. lépés: Hogyan készítsünk cellás verziót a mérőből

A vízmérő cellás változata a korábban leírt alkatrészlista, utasítások és kód módosításával készíthető el. A mobil verzió nem igényel WiFi -t, mert mobil jel útján csatlakozik az internethez. A mérőműszer mobil verziójának elkészítéséhez szükséges alkatrészek költsége hozzávetőleg 330 dollár (adók és szállítás nélkül), plusz körülbelül havi 4 dollár havonta a mobil IoT -eszközhöz tartozó mobil adatcsomaghoz.

A cellás mérő a fent felsorolt alkatrészeket és építési lépéseket használja a következő módosításokkal:

• Cserélje ki a WiFi IoT eszközt (Particle Photon) egy cellás IoT eszközre (Particle Electron): https://store.particle.io/collections/cellular/pro… A mérő WiFi verziója a 3. lépésben.

• A mobil IoT-eszköz több energiát fogyaszt, mint a WiFi verzió, ezért két akkumulátorforrás ajánlott: egy 3,7 V-os Li-Po akkumulátor, amely az IoT-készülékhez tartozik, és egy 4 darab AA elemmel ellátott akkumulátor. A 3,7 V -os LiPo akkumulátor a mellékelt csatlakozókkal közvetlenül az IoT eszközhöz csatlakozik. Az AA elemcsomagot ugyanúgy csatlakoztatják az IoT eszközhöz, mint ahogyan azt a 3. lépésben a mérő WiFi verziójához leírtuk. A helyszíni tesztelés azt mutatta, hogy a mérő mobil verziója körülbelül 9 hónapig fog működni a fent leírt akkumulátor -beállítással. Az AA akkumulátor és a 2000 mAh-s 3,7 V-os Li-Po akkumulátorok alternatívájaként egy nagyobb kapacitású (pl. 4000 vagy 5000 mAh) 3,7 V-os Li-Po elemet használhat.

• Külső antennát kell csatlakoztatni a mérőhöz, például: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p… Győződjön meg arról, hogy a mobilszolgáltató által használt frekvenciára van beállítva, ahol a víz mérőt kell használni. A mobil IoT -eszközhöz mellékelt antenna nem alkalmas kültéri használatra. A külső antenna csatlakoztatható egy hosszú (3 m) kábellel, amely lehetővé teszi az antenna rögzítését a kútfejnél lévő kút külső részén (10. ábra). Javasoljuk, hogy az antennakábelt dugja át a tok alján, és alaposan zárja le szilíciummal, hogy megakadályozza a nedvesség bejutását (11. ábra). Javasolt egy jó minőségű, vízálló, kültéri koaxiális hosszabbító kábel.

• A mobil IoT -eszköz más kódon fut, mint a mérő WiFi verziója. A mérő mobil verziójának kódját a mellékelt fájl tartalmazza (Code2_Cellular_Version_ECMeter.txt).