„PiSiphon“lietaus matuoklis (prototipas): 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Šis projektas yra Bell sifono lietaus matuoklio patobulinimas. Tai tiksliau, o nutekėję sifonai turėtų būti kažkas iš praeities.

Tradiciškai kritulių kiekis matuojamas rankiniu lietaus matuokliu.

Automatizuotose oro stotyse (įskaitant daiktų interneto meteorologines stotis) paprastai naudojami arbatiniai kaušeliai, akustiniai disdometrai (lašų paskirstymas) arba lazeriniai disometrai.

Arbatiniuose kaušeliuose yra judančių dalių, kurios gali būti užsikimšusios. Jie yra kalibruoti laboratorijose ir gali būti netinkamai išmatuoti stiprių lietaus audrų metu. Disdrometrams gali būti sunku surinkti mažus lašus ar kritulius iš sniego ar rūko. Disdrometrams taip pat reikalinga sudėtinga elektronika ir apdorojimo algoritmai, kad būtų galima įvertinti lašų dydžius ir atskirti lietų, sniegą ir krušą.

Maniau, kad automatinis lietaus matuoklis gali būti naudingas kai kurioms aukščiau išvardytoms problemoms išspręsti. Sifono cilindrą ir piltuvą galima lengvai atspausdinti įprastu FDM 3D spausdintuvu (pigiausi su ekstruderiais, pvz., „RipRaps“ir „Prusas“).

Sifono cilindrą gana greitai ištuštinti (sifonas) naudojamos tik natūralios jėgos. Sifone nėra judančių dalių.

Šis lietaus matuoklis susideda iš sifono cilindro su keliomis poromis elektroninių zondų skirtingais sifono cilindro lygiais. Zondai prijungti prie Raspberry PI GPIO kaiščių. Kai tik vanduo pasieks kiekvienos zondų poros lygį, atitinkamame GPIO įvesties kaištyje bus suaktyvinta aukšta temperatūra. Siekiant apriboti elektrolizę, tarp rodmenų keičiama srovės, tekančios per lietų, kryptis. Kiekvienas skaitymas trunka tik milisekundes, o per minutę - tik keli rodmenys.

„PiSiphon“lietaus matuoklis yra reikšmingas mano originalaus „Bell Siphon“lietaus matuoklio patobulinimas. Manau, kad jis taip pat turėtų būti geresnis nei mano ultragarsinis lietaus matuoklis, nes garso greičiui daug įtakos turi temperatūra ir drėgmė.

1 žingsnis: ko jums reikės

1. Vienas aviečių pi (aš naudojau 3B, bet bet koks senas turėtų veikti)

2. 3D spausdintuvas- (Norėdami atspausdinti sifono cilindrą. Pateiksiu savo dizainą. Taip pat galite nunešti į spausdinimo tarnybą)

3. Senas lietaus matuoklio piltuvas (Arba galite atsispausdinti. Pateiksiu savo dizainą.)

4. 10 x varžtai, 3 mm x 30 mm (M3 30 mm) kaip zondai.

5. 20 x M3 riešutų

6. 10 Šakės Tipe lakštinio metalo ąselės

7. Elektros laidai ir 10 jungiamųjų kabelių, kurių kiekvienas turi bent po vieną galą.

8. Duonos lenta (pasirenkama bandymams).

9. „Python“programavimo įgūdžiai (pateikiamas pavyzdinis kodas)

10. Didelis švirkštas (60 ml).

11. Neperšlampamas korpusas avietėms pi.

12. ABS sultys, jei spausdintos dalys yra abs arba silicio sandariklis.

13. 6 mm žuvies rezervuaro vamzdelis (300 mm)

2 žingsnis: Sifono cilindro ir piltuvo surinkimas

Visiems spaudiniams naudojau „DaVinci AIO“spausdintuvą.

Medžiaga: ABS

Nustatymai: 90% užpildas, 0,1 mm sluoksnio aukštis, stori apvalkalai, nėra atramų.

Surinkite sifono cilindrą ir piltuvą. Naudokite ABS klijus

Surinkite zondus (M3 x 30 mm varžtai su 2 veržlėmis)

Įdėkite zondus (varžtus) į sifono cilindrą ir užsandarinkite ABS klijais arba silikoniniu sandarikliu. Zondai turi būti matomi iš viršutinės atviros sifono cilindro pusės, kad prireikus būtų galima juos valyti dantų šepetėliu. Šie zondų kontaktiniai taškai visą laiką turi būti švarūs. Įsitikinkite, kad ant kontaktų neturi būti ABS klijų ar silikono sandariklio.

Pritvirtinkite 10 laidų prie kiekvieno zondo, naudodami šakės tipo lakštinio metalo kilpas. Kitą laidų pusę prijunkite prie GPIO kaiščių. Pinout yra toks:

Zondų poros: zondo pora 1 (P1, žemiausias vandens lygis), 26 ir 20 kaiščiai)

Zondo pora 2 (P2), GPIO 19 ir 16 kontaktas

Zondo pora 3 (P3), GPIO 6 ir 12 kaiščiai

Zondo pora 4 (P4), GPIO kaištis 0 ir 1

Zondo pora 5 (P5), GPIOPin 11 ir 8

3 žingsnis: išbandykite sifoną ir kalibruokite

Turite įsitikinti, kad visi laidai yra atlikti teisingai ir ar aparatūra veikia tinkamai.

Paleiskite „PiSiphon_Test2.py“

Rezultatas 00000 = vanduo nepasiekė P1 lygio (zondo pora 1)

Rezultatas 00001 = vanduo pasiekė P1 lygį (zondo pora 1)

Rezultatas 00011 = vanduo pasiekė P2 lygį (zondo pora 2)

Rezultatas 00111 = vanduo pasiekė P3 lygį (zondo pora 3)

Rezultatas 01111 = vanduo pasiekė P4 lygį (zondo pora 4)

Rezultatas 11111 = vanduo pasiekė P5 lygį (zondo pora 5).

Jei aptinkamas visas vandens lygis, paleiskite „PiSiphon-Measure.py“.

Jūsų Log_File yra sugeneruotas tame pačiame kataloge kaip PiSiphon-Measure.py

Įdiekite „PiSiphon“ant įrašo ir išlyginkite. Jei jūsų sifonas nepakankamai įvertinamas (arba pervertinamas), padidinkite (arba sumažinkite) rs kintamąjį PiSiphon-Measure.py

4 žingsnis: „PiSiphon PRO“

Artėja „PiSiphon PRO“. Jis nenaudos jokių metalinių zondų vandenyje ir turi net daug geresnę skiriamąją gebą (mažiau nei 0,1 mm). Jame bus naudojamas talpingas dirvožemio drėkinimo jutiklis (skysta elektroninė juosta mano šalyje yra per brangi). Žr. Https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/, kaip šis jutiklis veikia ESP32.