Realaus laiko šulinio vandens temperatūra, laidumas ir vandens lygio matuoklis: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Šiose instrukcijose aprašoma, kaip sukurti nebrangų, realaus laiko vandens skaitiklį, skirtą temperatūrai, elektros laidumui (EB) ir vandens lygiui kasti šuliniuose stebėti. Skaitiklis skirtas pakabinti iškasto šulinio viduje, kartą per dieną matuoti vandens temperatūrą, EB ir vandens lygį, o duomenis „Wi -Fi“arba korinio ryšio būdu siųsti į internetą, kad būtų galima nedelsiant peržiūrėti ir atsisiųsti. Skaitiklio kūrimo dalių kaina yra maždaug 230 USD už „WiFi“versiją ir 330 USD už korinio ryšio versiją. Vandens skaitiklis pavaizduotas 1 paveiksle. Išsami ataskaita su statybos instrukcijomis, dalių sąrašu, patarimais, kaip sukonstruoti ir naudoti skaitiklį, ir kaip sumontuoti skaitiklį vandens šulinyje, pateikta pridedamame faile (EC Meter Instructions.pdf). Anksčiau paskelbta šio vandens skaitiklio versija yra skirta tik vandens lygiui stebėti (https://www.instructables.com/id/A-Real-Time-Well- …).

Skaitiklis naudoja tris jutiklius: 1) ultragarso jutiklį, skirtą šulinio gyliui iki vandens matuoti; 2) vandeniui atsparų termometrą vandens temperatūrai matuoti ir 3) įprastą buitinį dvipusį kištuką, kuris naudojamas kaip nebrangus EC jutiklis vandens elektros laidumui matuoti. Ultragarsinis jutiklis tvirtinamas tiesiai prie skaitiklio korpuso, kuris kabo šulinio viršuje ir matuoja atstumą tarp jutiklio ir vandens lygio šulinyje; ultragarso jutiklis tiesiogiai nesiliečia su šulinio vandeniu. Temperatūros ir EB jutikliai turi būti panardinti po vandeniu; šie du jutikliai yra pritvirtinti prie skaitiklio korpuso kabeliu, kuris yra pakankamai ilgas, kad jutikliai galėtų išsikišti žemiau vandens lygio.

Jutikliai yra prijungti prie daiktų interneto (daiktų interneto) įrenginio, kuris jungiasi prie „Wi-Fi“ar korinio tinklo ir siunčia vandens duomenis į žiniatinklio paslaugą, kurią reikia nubraižyti. Šiame projekte naudojama žiniatinklio paslauga yra „ThingSpeak.com“(https://thingspeak.com/), kuria galima nemokamai naudotis nekomerciniams mažiems projektams (mažiau nei 8 200 pranešimų per dieną). Kad veiktų „WiFi“skaitiklio versija, ji turi būti arti „WiFi“tinklo. Buitiniai vandens gręžiniai dažnai atitinka šią sąlygą, nes jie yra netoli namo su belaidžiu internetu. Skaitiklyje nėra duomenų kaupiklio, o jis siunčia vandens duomenis į „ThingSpeak“, kur jie saugomi debesyje. Todėl, jei yra duomenų perdavimo problema (pvz., Nutrūkus internetui), tos dienos vandens duomenys neperduodami ir visam laikui prarandami.

Čia pateikta skaitiklio konstrukcija buvo pakeista po skaitiklio, kuris buvo skirtas vandens lygiui buitiniame vandens rezervuare matuoti ir apie vandens lygį pranešti per „Twitter“(https://www.instructables.com/id/Wi-Fi-Twitter-Wat…). Pagrindiniai originalios ir čia pateiktos konstrukcijos skirtumai yra galimybė matuoklį valdyti naudojant AA baterijas, o ne laidinį maitinimo adapterį, galimybę peržiūrėti duomenis laiko eilutės grafike, o ne „Twitter“žinutėje, ultragarso jutiklis, specialiai sukurtas vandens lygiui matuoti, taip pat temperatūros ir EB jutikliai.

Nebrangus, pagal užsakymą pagamintas EB jutiklis, pagamintas naudojant įprastą buitinį kištuką, buvo pagrįstas jutiklio konstrukcija, skirta matuoti trąšų koncentraciją hidroponikos ar akvaponikos operacijose (https://hackaday.io/project/7008-fly -karai-įsilaužėlis …). EK jutiklio laidumo matavimai yra kompensuojami pagal temperatūrą, naudojant vandens temperatūros jutiklio pateiktus temperatūros duomenis. Pagal užsakymą pagamintas EC jutiklis remiasi paprasta elektros grandine (nuolatinės srovės įtampos dalikliu), kuri gali būti naudojama tik palyginti greitam, diskrečiam laidumo matavimui (t. Y. Ne nuolatiniam EC matavimui). Tokios konstrukcijos laidumo matavimus galima atlikti maždaug kas penkias sekundes. Kadangi ši grandinė naudoja nuolatinę srovę, o ne kintamosios srovės srovę, atliekant laidumo matavimus mažiau nei penkių sekundžių intervalais, vandenyje esantys jonai gali poliarizuotis, todėl rodmenys gali būti netikslūs. Pagal užsakymą pagamintas EC jutiklis buvo išbandytas pagal komercinį EC matuoklį (YSI EcoSense pH/EC 1030A) ir nustatyta, kad jis išmeta laidumą maždaug 10% komercinio skaitiklio, kai tirpalai yra ± 500 uS/cm atstumu nuo jutiklio kalibravimo vertės. Jei pageidaujate, nebrangų pagal užsakymą pagamintą EC jutiklį galima pakeisti komerciniu zondu, pvz., „Atlas Scientific“laidumo zondu (https://atlas-scientific.com/probes/conductivity-p…).

Šioje ataskaitoje esantis vandens skaitiklis buvo suprojektuotas ir išbandytas dėl didelio skersmens (0,9 m vidinio skersmens) iškastų šulinių, kurių gylis yra mažas (mažiau nei 10 m žemiau žemės paviršiaus). Tačiau jis gali būti naudojamas vandens lygiui matuoti kitose situacijose, tokiose kaip aplinkos stebėjimo šuliniai, gręžiniai ir paviršiniai vandens telkiniai.

Žemiau pateikiamos nuoseklios vandens skaitiklio kūrimo instrukcijos. Prieš pradedant skaitiklio statybos procesą, statybininkui rekomenduojama perskaityti visus konstrukcijos veiksmus. Šiame projekte naudojamas daiktų interneto įrenginys yra dalelių fotonas, todėl tolesniuose skyriuose terminai „daiktų interneto įrenginys“ir „fotonas“vartojami pakaitomis.

Prekės

1 lentelė: dalių sąrašas

Elektroninės dalys:

Vandens lygio jutiklis - „MaxBotix MB7389“(5 m diapazonas)

Neperšlampamas skaitmeninis temperatūros jutiklis

Daiktų interneto įrenginys - dalelių fotonas su antraštėmis

Antena (antena sumontuota matuoklio korpuse) - 2,4 GHz, 6dBi, IPEX arba u. FL jungtis, 170 mm ilgio

Prailginimo laidas laidumo zondui gaminti - 2 šakos, bendras lauko laidas, 5 m ilgio

Viela, naudojama temperatūros zondui išplėsti, 4 laidininkai, 5 m ilgio

Laidas - jungiamasis laidas su užspaudžiamomis jungtimis (300 mm ilgio)

Akumuliatorius - 4 x AA

Baterijos - 4 x AA

Vandentiekio ir techninės įrangos dalys:

Vamzdis - ABS, 50 mm (2 colių) skersmens, 125 mm ilgio

Viršutinis dangtelis, ABS, 50 mm (2 colių), su sriegiu su tarpikliu, kad būtų sandarus vandeniui

Apatinis dangtelis, PVC, 50 mm (2 colių) su ¾ colio vidiniu NPT sriegiu, kad tilptų jutiklis

2 vamzdžių jungtys, ABS, 50 mm (2 colių), skirtos viršutiniam ir apatiniam dangteliui prijungti prie ABS vamzdžio

Akių varžtas ir 2 veržlės, nerūdijančio plieno (1/4 colio), kad būtų galima pakabinti ant viršutinio dangtelio

Kitos medžiagos: elektrinė juosta, tefloninė juosta, termiškai susitraukiantis, tablečių buteliukas, skirtas EC jutiklio dangteliui gaminti, lydmetalis, silikonas, klijai surinkimo dėklui

1 žingsnis: Surinkite matuoklio korpusą

Surinkite skaitiklio korpusą, kaip parodyta 1 ir 2 paveiksluose. Bendras surinkto skaitiklio ilgis nuo galo iki galo, įskaitant jutiklį ir varžtą, yra maždaug 320 mm. 50 mm skersmens ABS vamzdis, naudojamas skaitiklio korpusui gaminti, turi būti supjaustytas maždaug 125 mm ilgio. Tai leidžia korpuso viduje turėti pakankamai vietos daiktų interneto įrenginiui, akumuliatoriui ir 170 mm ilgio vidinei antenai.

Uždenkite visas jungtis silicio arba ABS klijais, kad korpusas būtų nepralaidus vandeniui. Tai labai svarbu, kitaip drėgmė gali patekti į korpuso vidų ir sunaikinti vidinius komponentus. Į dėklo vidų galima įdėti nedidelę sausiklio pakuotę, kuri sugeria drėgmę.

Įdėkite akies varžtą į viršutinį dangtelį, išgręždami skylę ir įkišdami akies varžtą ir veržlę. Korpuso vidinėje ir išorinėje pusėje reikia naudoti veržlę, kad būtų pritvirtintas varžtas. Silikono dangtelio viduryje prie varžto skylės, kad jis būtų nepralaidus vandeniui.

2 žingsnis: pritvirtinkite laidus prie jutiklių

Vandens lygio jutiklis:

Trys laidai (žr. 3a paveikslą) turi būti lituojami prie vandens lygio jutiklio, kad būtų pritvirtintas prie fotono (t. Y. Jutiklio kaiščiai GND, V+ir 2 kaištis). Lituoti laidus prie jutiklio gali būti sudėtinga, nes jutiklio jungties angos yra mažos ir arti viena kitos. Labai svarbu, kad laidai būtų tinkamai prilituoti prie jutiklio, kad būtų geras, stiprus fizinis ir elektrinis ryšys ir nebūtų lydmetalio lankų tarp gretimų laidų. Geras apšvietimas ir didinamasis lęšis padeda lituoti. Tiems, kurie neturi ankstesnės litavimo patirties, prieš lituojant laidus prie jutiklio, rekomenduojama šiek tiek atlikti litavimą. Internetinę pamoką, kaip lituoti, galite rasti „SparkFun Electronics“(https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…).

Po to, kai laidai prilituoti prie jutiklio, bet koks plikos vielos perteklius, išsikišęs iš jutiklio, gali būti nupjautas maždaug 2 mm ilgio vielos pjaustytuvais. Rekomenduojama, kad litavimo jungtys būtų padengtos storu silicio rutuliu. Tai suteikia jungtims daugiau tvirtumo ir sumažina korozijos bei elektros problemų atsiradimo tikimybę jutiklių jungtyse, jei drėgmė patenka į skaitiklio korpusą. Elektrinė juosta taip pat gali būti apvyniota aplink tris laidus prie jutiklio jungties, kad būtų užtikrinta papildoma apsauga ir sumažintas įtempimas, sumažinant tikimybę, kad laidai nutrūks lydmetalio jungtyse.

Viename gale jutiklių laidai gali turėti užspaudžiamo tipo jungtis (žr. 3b paveikslą), kurias galima pritvirtinti prie fotono. Naudojant prispaudžiamas jungtis, lengviau surinkti ir išardyti skaitiklį. Jutiklio laidai turi būti bent 270 mm ilgio, kad jie galėtų išplėsti visą skaitiklio korpuso ilgį. Šis ilgis leis fotoną prijungti iš viršutinio korpuso galo, o jutiklis bus apačioje. Atkreipkite dėmesį, kad šis rekomenduojamas laido ilgis reiškia, kad ABS vamzdis, naudojamas skaitiklio korpusui gaminti, yra supjaustytas iki 125 mm ilgio. Prieš pjaudami ir lituodami laidus prie jutiklio, įsitikinkite, kad 270 mm ilgio laido pakanka, kad jis viršytų matuoklio korpuso viršutinę dalį, kad fotoną būtų galima prijungti po korpuso surinkimo ir jutiklio tvirtinimo byla.

Dabar vandens lygio jutiklį galima pritvirtinti prie skaitiklio korpuso. Jis turi būti sandariai įsuktas į apatinį dangtelį, naudojant tefloninę juostą, kad būtų užtikrintas vandens nepralaidumas.

Temperatūros jutiklis:

Neperšlampamas temperatūros jutiklis DS18B20 turi tris laidus (4 pav.), Kurie dažniausiai būna raudonos (V+), juodos (GND) ir geltonos (duomenys) spalvos. Šiuose temperatūros jutikliuose paprastai yra palyginti trumpas, mažiau nei 2 m ilgio kabelis, kuris nėra pakankamai ilgas, kad jutiklis galėtų pasiekti vandens lygį šulinyje. Todėl jutiklio kabelį reikia prailginti vandeniui nepralaidžiu kabeliu ir prijungti prie jutiklio kabelio vandeniui nepralaidžiu sujungimu. Tai galima padaryti padengiant litavimo jungtis siliciu, po to termiškai susitraukiant. Instrukcijos, kaip padaryti vandeniui atsparų sujungimą, pateikiamos čia: https://www.maxbotix.com/Tutorials/133.htm. Prailginimo kabelį galima pagaminti naudojant įprastą lauko telefono prailginimo liniją, kuri turi keturis laidininkus ir kurią galima lengvai įsigyti internetu už mažą kainą. Kabelis turi būti pakankamai ilgas, kad temperatūros jutiklis galėtų išsikišti iš matuoklio korpuso ir būti panardintas po vandeniu šulinyje, įskaitant vandens lygio nukritimą.

Kad temperatūros jutiklis veiktų, tarp jutiklio raudonų (V+) ir geltonų (duomenų) laidų reikia prijungti rezistorių. Rezistorius gali būti sumontuotas skaitiklio korpuso viduje tiesiai ant fotonų kaiščių, prie kurių pritvirtinti temperatūros jutiklio laidai, kaip nurodyta 2 lentelėje. Rezistoriaus vertė yra lanksti. Šiam projektui buvo naudojamas 2,2 kOhm rezistorius, tačiau bet kokia vertė nuo 2,2 kOhm iki 4,7 kOhm veiks. Temperatūros jutikliui taip pat reikia specialaus kodo. Temperatūros jutiklio kodas bus pridėtas vėliau, kaip aprašyta 3.4 skyriuje (Programinės įrangos sąranka). Daugiau informacijos apie temperatūros jutiklio prijungimą prie fotono rasite pamokoje čia:

Temperatūros jutiklio kabelis turi būti įkištas per matuoklio korpusą, kad jis galėtų būti pritvirtintas prie fotono. Kabelis turi būti įkištas per korpuso apačią, išgręžiant skylę per korpuso dugno dangtelį (5 pav.). Ta pati skylė gali būti naudojama laidumo jutiklio kabeliui įkišti, kaip aprašyta 3.2.3 skyriuje. Įvedus kabelį, skylė turi būti kruopščiai užsandarinta siliciu, kad į korpusą nepatektų drėgmės.

Laidumo jutiklis:

Šiame projekte naudojamas EC jutiklis yra pagamintas iš standartinio Šiaurės Amerikos A tipo 2 kištukinio elektros kištuko, įkišto per plastikinį „tablečių buteliuką“, kad būtų galima kontroliuoti „sienų efektus“(6 pav.). Sienų efektai gali turėti įtakos laidumo rodmenims, kai jutiklis yra maždaug 40 mm atstumu nuo kito objekto. Įdėjus tablečių buteliuką kaip apsauginį dėklą aplink jutiklį, bus kontroliuojami sienų efektai, jei jutiklis artimai liečiasi su vandens šulinio šonu ar kitu šulinio objektu. Per piliulės buteliuko dangtelį išgręžiama skylė jutiklio kabeliui įkišti, o tablečių buteliuko apačia nukerpama, kad vanduo galėtų tekėti į buteliuką ir tiesiogiai liestis su kištuko kištukais.

EC jutiklis turi du laidus, įskaitant įžeminimo laidą ir duomenų laidą. Nesvarbu, kurį kištuką laikysite įžeminimo ir duomenų laidais. Jei EC jutikliui gaminti naudojamas pakankamai ilgas prailginimo laidas, tada kabelis bus pakankamai ilgas, kad pasiektų vandens lygį šulinyje, o jutiklio kabeliui pratęsti nereikės vandeniui atsparaus sujungimo. Norint tiekti energiją, tarp EC jutiklio duomenų laido ir fotono kaiščio turi būti prijungtas rezistorius. Rezistorius gali būti sumontuotas matuoklio korpuso viduje tiesiai ant fotonų kaiščių, prie kurių tvirtinami EC jutiklio laidai, kaip nurodyta 2 lentelėje. Rezistoriaus vertė yra lanksti. Šiam projektui buvo naudojamas 1 kOhm rezistorius; tačiau bet kokia vertė nuo 500 omų iki 2,2 kOhm veiks. Didesnės rezistorių vertės yra geresnės mažo laidumo sprendimams matuoti. Prie šios instrukcijos pridėtame kode naudojamas 1 kOhm rezistorius; jei naudojamas kitoks rezistorius, rezistoriaus vertė turi būti pakoreguota kodo 133 eilutėje.

EK jutiklio kabelis turi būti įkištas per skaitiklio korpusą, kad jis galėtų būti pritvirtintas prie fotono. Kabelis turi būti įkištas per korpuso apačią, išgręžiant skylę per korpuso dugno dangtelį (5 pav.). Ta pati skylė gali būti naudojama temperatūros jutiklio kabeliui įkišti. Įkišus kabelį, skylė turi būti kruopščiai užsandarinta siliciu, kad į korpusą nepatektų drėgmės.

EB jutiklis turi būti kalibruojamas naudojant komercinį EC skaitiklį. Kalibravimo procedūra atliekama lauke, kaip aprašyta pridedamos ataskaitos 5.2 skirsnyje (Lauko sąrankos procedūra) (EC Meter Instructions.pdf). Kalibravimas atliekamas norint nustatyti EC skaitiklio ląstelių konstantą. Ląstelių konstanta priklauso nuo EC jutiklio savybių, įskaitant metalo tipą, iš kurio pagamintos kištukai, dantų paviršiaus plotą ir atstumą tarp kištukų. Standartinio A tipo kištuko, kaip šis, naudojamas šiame projekte, ląstelių konstanta yra maždaug 0,3. Daugiau informacijos apie laidumo teoriją ir matavimą rasite čia: https://support.hach.com/ci/okcsFattach/get/100253… ir čia:

3 veiksmas: pritvirtinkite jutiklius, akumuliatorių ir anteną prie „IoT“įrenginio

Pritvirtinkite tris jutiklius, akumuliatorių ir anteną prie fotono (7 pav.) Ir įkiškite visas dalis į skaitiklio korpusą. 2 lentelėje pateiktas 7 paveiksle nurodytų kaiščių jungčių sąrašas. Jutiklius ir akumuliatoriaus bloko laidus galima pritvirtinti lituodami tiesiai prie fotono arba su užspaudžiamomis jungtimis, kurios pritvirtinamos prie antgalių kaiščių apatinėje fotono pusėje (kaip matyti 2 pav.). Naudojant stumiamas jungtis, lengviau išmontuoti matuoklį arba pakeisti fotoną, jei jis nepavyks. Antenos prijungimui prie fotono reikalinga u. FL tipo jungtis (7 pav.) Ir ją reikia labai tvirtai stumti ant fotono, kad būtų galima prijungti. Nemontuokite akumuliatorių į akumuliatorių, kol matuoklis nėra paruoštas bandymui arba įdėtas į šulinį. Šioje konstrukcijoje nėra įjungimo/išjungimo jungiklio, todėl skaitiklis įjungiamas ir išjungiamas įdedant ir išimant baterijas.

2 lentelė. „IoT“įrenginio kaiščių jungčių sąrašas (dalelių fotonas):

Fotoninis kaištis D2 - jungtis prie - WL jutiklio kaištis 6, V+ (raudona viela)

Fotoninis kaištis D3 - prisijungimas prie - WL jutiklio kaištis 2, duomenys (ruda viela)

Fotono kaištis GND - jungtis prie - WL jutiklio kaištis 7, GND (juoda viela)

Fotono kaištis D5 - prisijungimas prie - temperatūros jutiklis, duomenys (geltona viela)

Fotono kaištis D6 - prijungti prie - temperatūros jutiklio, V+ (raudona viela)

Fotono kaištis A4 - prijungti prie - temperatūros jutiklis, GND (juoda viela)

Fotoninis kaištis nuo D5 iki D6 - temperatūros jutiklis, rezistorius R1 (prijunkite 2,2 k rezistorių tarp fotonų kaiščių D5 ir D6)

Fotono kaištis A0 - prisijungimas prie - EC jutiklis, duomenys

Fotono kaištis A1 - prijunkite prie - EC jutiklio, GND

Fotono kaištis nuo A2 iki A0 - EC jutiklis, rezistorius R2 (prijunkite 1k rezistorių tarp fotonų kaiščių A0 ir A2)

Fotono kaištis VIN - prijungti prie - Akumuliatorius, V+ (raudona viela)

Fotono kaištis GND - prijungti prie - Baterijos blokas, GND (juoda viela)

Fotono u. FL kaištis - prijunkite prie - antenos

4 žingsnis: programinės įrangos sąranka

Norint nustatyti skaitiklio programinę įrangą, reikia atlikti penkis pagrindinius veiksmus:

1. Sukurkite dalelių paskyrą, kuri suteiks internetinę sąsają su fotonu. Norėdami tai padaryti, atsisiųskite „Particle“programą mobiliesiems į išmanųjį telefoną: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. Įdiegę programą, sukurkite dalelių paskyrą ir vadovaukitės internetinėmis instrukcijomis, kad prie paskyros pridėtumėte fotoną. Atminkite, kad bet kokius papildomus fotonus galima pridėti prie tos pačios paskyros nereikia atsisiųsti programos „Dalelės“ir iš naujo sukurti paskyrą.

2. Sukurkite „ThingSpeak“paskyrą https://thingspeak.com/login ir nustatykite naują kanalą, kuriame būtų rodomi vandens lygio duomenys. Vandens skaitiklio „ThingSpeak“tinklalapio pavyzdys pateiktas 8 paveiksle, kurį taip pat galite peržiūrėti čia: https://thingspeak.com/channels/316660 „ThingSpeak“kanalo nustatymo instrukcijos pateikiamos adresu: https:// docs.particle.io/tutorials/device-cloud/we… Atkreipkite dėmesį, kad papildomus kanalus kitiems fotonams galima pridėti prie tos pačios paskyros, nereikia kurti kitos „ThingSpeak“paskyros.

3. „Webhook“reikalingas norint perduoti vandens lygio duomenis iš „Photon“į „ThingSpeak“kanalą. Instrukcijos, kaip nustatyti internetinį kabliuką, pateikiamos pridedamos ataskaitos B priedėlyje (EC Meter Instructions.pdf) Jei statomas daugiau nei vienas vandens skaitiklis, kiekvienam papildomam fotonui turi būti sukurtas naujas unikalus pavadinimas.

4. Tinklo kablys, sukurtas atlikus aukščiau nurodytą veiksmą, turi būti įterptas į kodą, kuriuo valdomas fotonas. Vandens lygio matuoklio „WiFi“versijos kodas pateiktas pridedamame faile (Code1_WiFi_Version_ECMeter.txt). Kompiuteryje eikite į dalelių tinklalapį https://thingspeak.com/login prisijunkite prie „Particle“paskyros ir eikite į „Particle“programos sąsają. Nukopijuokite kodą ir naudokite jį kurdami naują programą dalelių programos sąsajoje. Įveskite aukščiau sukurto žiniatinklio užkabos pavadinimą į kodo 154 eilutę. Norėdami tai padaryti, ištrinkite kabutėse esantį tekstą ir įterpkite naują žiniatinklio kablio pavadinimą į kabutes 154 eilutėje, kuri yra tokia: Particle.publish ("Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes".

5. Dabar kodą galima patikrinti, išsaugoti ir įdiegti į fotoną. Kai kodas bus patvirtintas, jis pateiks klaidą „OneWire.h: Nėra tokio failo ar katalogo“. „OneWire“yra bibliotekos kodas, kuriame veikia temperatūros jutiklis. Ši klaida turi būti ištaisyta įdiegus „OneWire“kodą iš dalelių bibliotekos. Norėdami tai padaryti, eikite į „Particle App“sąsają, kurioje rodomas jūsų kodas, ir slinkite žemyn iki bibliotekos piktogramos kairėje ekrano pusėje (esančioje tiesiai virš klaustuko piktogramos). Spustelėkite bibliotekų piktogramą ir ieškokite „OneWire“. Pasirinkite „OneWire“ir spustelėkite „Įtraukti į projektą“. Iš sąrašo pasirinkite programos pavadinimą, spustelėkite „Patvirtinti“ir išsaugokite programą. Tai pridės tris naujas eilutes prie kodo viršaus. Šios trys naujos eilutės gali būti ištrintos nepaveikiant kodo. Rekomenduojama ištrinti šias tris eilutes, kad kodo eilutės numeriai atitiktų šiame dokumente pateiktas instrukcijas. Jei trys eilutės paliekamos vietoje, visi šiame dokumente aptarti kodo eilutės numeriai bus palenkti trimis eilutėmis. Atminkite, kad kodas saugomas ir įdiegiamas fotone iš debesies. Šis kodas bus naudojamas vandens skaitikliui valdyti, kai jis yra vandens šulinyje. Įrengiant lauką, reikės atlikti tam tikrus kodo pakeitimus, kad ataskaitų teikimo dažnis būtų nustatytas vieną kartą per dieną ir pridėta informacijos apie vandens gręžinį (tai aprašyta pridedamame faile „EC Meter Instructions.pdf“skyriuje pavadinimu „Skaitiklio montavimas vandens gręžinyje“).

5 veiksmas: patikrinkite matuoklį

Dabar skaitiklio konstrukcija ir programinės įrangos sąranka baigta. Šiuo metu rekomenduojama matuoklį išbandyti. Reikėtų atlikti du testus. Pirmasis bandymas naudojamas patvirtinti, kad matuoklis gali teisingai išmatuoti vandens lygį, EB vertes ir temperatūrą ir nusiųsti duomenis į „ThingSpeak“. Antrasis bandymas naudojamas patvirtinti, kad fotono energijos suvartojimas atitinka numatytą diapazoną. Šis antrasis bandymas yra naudingas, nes baterijos suges greičiau, nei tikėtasi, jei fotonas sunaudos per daug energijos.

Bandymo tikslais kodas yra nustatytas matuoti ir pranešti vandens lygį kas dvi minutes. Tai praktinis laikotarpis, per kurį reikia laukti tarp matavimų, kol matuoklis yra tikrinamas. Jei pageidaujate kitokio matavimo dažnio, pakeiskite kintamąjį, vadinamą „MeasureTime“kodo 19 eilutėje, į norimą matavimo dažnį. Matavimo dažnis įvedamas sekundėmis (t. Y. 120 sekundžių prilygsta dviem minutėms).

Pirmąjį bandymą galima atlikti biure, pakabinus skaitiklį virš grindų, jį įjungus ir patikrinus, ar „ThingSpeak“kanalas tiksliai praneša atstumą tarp jutiklio ir grindų. Šiame bandymo scenarijuje ultragarsinis impulsas atsispindi nuo grindų, kuris naudojamas imituoti vandens paviršių šulinyje. EC ir temperatūros jutikliai gali būti dedami į žinomos temperatūros ir laidumo vandens indą (t. Y. Matuojant komerciniu EC matuokliu), kad būtų patvirtinta, jog jutikliai praneša teisingas vertes „ThingSpeak“kanalui.

Antrojo bandymo metu reikia išmatuoti elektros srovę tarp akumuliatoriaus bloko ir fotono, kad būtų patvirtinta, jog ji atitinka fotonų duomenų lapo specifikacijas: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… Patirtis parodė, kad šis testas padeda nustatyti sugedusius daiktų interneto įrenginius prieš juos diegiant lauke. Išmatuokite srovę, pastatydami srovės matuoklį tarp teigiamo akumuliatoriaus V+ laido (raudono laido) ir fotono VIN kaiščio. Srovė turėtų būti matuojama tiek darbo režimu, tiek gilaus miego režimu. Norėdami tai padaryti, įjunkite fotoną ir jis pradės veikti darbo režimu (kaip rodo šviesos diodas ant fotono, įjungiančio žalsvai mėlyną spalvą), kuris veikia maždaug 20 sekundžių. Naudokite srovės matuoklį, kad stebėtumėte veikimo srovę per šį laiką. Tada fotonas dviem minutėms automatiškai pereis į gilaus miego režimą (kaip rodo šviesos diodas, išsijungiantis fotonui). Naudokite srovės matuoklį, kad šiuo metu stebėtumėte gilaus miego srovę. Darbinė srovė turi būti nuo 80 iki 100 mA, o gilaus miego srovė - nuo 80 iki 100 µA. Jei srovė yra didesnė už šias vertes, fotoną reikia pakeisti.

Dabar skaitiklis paruoštas montuoti į vandens gręžinį (9 pav.). Instrukcijos, kaip sumontuoti skaitiklį vandens šulinyje, taip pat skaitiklio konstrukcijos ir naudojimo patarimai pateikiami pridedamame faile (EC Meter Instructions.pdf).

6 veiksmas: kaip sukurti korinio matuoklio versiją

Korinio vandens skaitiklio versiją galima sukurti pakeitus anksčiau aprašytą dalių sąrašą, instrukcijas ir kodą. Mobiliajai versijai nereikia „WiFi“, nes ji prisijungia prie interneto per korinį signalą. Korinio skaitiklio versijos kūrimo dalių kaina yra apytiksliai 330 USD (be mokesčių ir pristatymo), plius maždaug 4 USD per mėnesį už korinio ryšio duomenų planą, pateikiamą kartu su korinio ryšio interneto įrenginiu.

Mobiliajame matuoklyje naudojamos tos pačios dalys ir konstrukcijos žingsniai, išvardyti aukščiau, su šiais pakeitimais:

• Pakeiskite „WiFi IoT“įrenginį (dalelių fotoną) korinio korinio IoT įrenginiui (dalelių elektronui): https://store.particle.io/collections/cellular/pro… Kurdami skaitiklį, naudokite tas pačias aukščiau aprašytas kaiščių jungtis „WiFi“matuoklio versija 3 veiksme.

• Mobilusis „IoT“įrenginys sunaudoja daugiau energijos nei „WiFi“versija, todėl rekomenduojami du baterijų šaltiniai: 3,7 V „Li-Po“baterija, pateikiama kartu su „IoT“įrenginiu, ir baterija su 4 AA baterijomis. 3,7 V „LiPo“akumuliatorius su pridedamomis jungtimis tvirtinamas tiesiai prie „IoT“įrenginio. AA baterijų paketas prijungtas prie daiktų interneto įrenginio taip pat, kaip aprašyta aukščiau esančioje matuoklio „WiFi“versijoje 3 veiksme. Lauko bandymai parodė, kad korinio ryšio matuoklio versija veiks maždaug 9 mėnesius, naudojant aukščiau aprašytą akumuliatoriaus sąranką. Alternatyva tiek AA, tiek 2000 mAh 3,7 V Li-Po baterijoms yra viena didesnės talpos (pvz., 4000 arba 5000 mAh) 3,7 V Li-Po baterija.

• Prie skaitiklio turi būti pritvirtinta išorinė antena, pvz.: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p… Įsitikinkite, kad ji atitinka dažnį, kurį naudoja korinio ryšio paslaugų teikėjas, kur vanduo bus naudojamas matuoklis. Antena, pateikiama kartu su korinio IoT įrenginiu, netinka naudoti lauke. Išorinę anteną galima prijungti ilgu (3 m) kabeliu, kuris leidžia pritvirtinti anteną prie šulinio išorės šulinio galvutėje (10 pav.). Rekomenduojama, kad antenos kabelis būtų įkištas per korpuso apačią ir kruopščiai uždarytas siliciu, kad nepatektų drėgmė (11 pav.). Rekomenduojamas geros kokybės vandeniui atsparus lauko koaksialinis ilginamasis kabelis.

• Mobilusis „IoT“įrenginys veikia kitu kodu nei matuoklio „WiFi“versija. Korinio matuoklio versijos kodas pateikiamas pridėtame faile (Code2_Cellular_Version_ECMeter.txt).