წყლის ტემპერატურა რეალურ დროში, გამტარობა და წყლის დონის მრიცხველი: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ეს ინსტრუქციები აღწერს, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ დაბალფასიანი, რეალურ დროში, წყლის მრიცხველი ტემპერატურის მონიტორინგისთვის, ელექტროგამტარობა (EC) და წყლის დონე გათხრილ ჭაბურღილებში. მრიცხველი განკუთვნილია გათხრილი ჭის შიგნით, წყლის ტემპერატურის, EC და წყლის დონის გაზომვის მიზნით დღეში ერთხელ და მონაცემების გადაგზავნით WiFi- ით ან ფიჭური კავშირით ინტერნეტში დაუყოვნებლივ სანახავად და გადმოსატვირთად. მრიცხველის შესაქმნელად ნაწილების ღირებულება დაახლოებით 230 დოლარია WiFi ვერსიისთვის და 330 დოლარი ფიჭური ვერსიისთვის. წყლის მრიცხველი ნაჩვენებია ნახატზე 1. სრული ანგარიში შენობის ინსტრუქციით, ნაწილების სია, რჩევები მრიცხველის მშენებლობისა და ექსპლუატაციისათვის და წყლის ჭაბურღილში მრიცხველის დაყენების შესახებ მოცემულია თანდართულ ფაილში (EC Meter Instructions.pdf) რა ამ წყლის მრიცხველის ადრე გამოქვეყნებული ვერსია ხელმისაწვდომია მხოლოდ წყლის დონის მონიტორინგისთვის (https://www.instructables.com/id/A-Real-Time-Well-…).

მრიცხველი იყენებს სამ სენსორს: 1) ულტრაბგერითი სენსორი ჭაში წყლის სიღრმის გასაზომად; 2) წყალგაუმტარი თერმომეტრი წყლის ტემპერატურის გასაზომად და 3) საერთო საყოფაცხოვრებო ორმხრივი შტეფსელი, რომელიც გამოიყენება როგორც დაბალი ღირებულების EC სენსორი წყლის ელექტრული გამტარობის გასაზომად. ულტრაბგერითი სენსორი მიმაგრებულია უშუალოდ მრიცხველის კორპუსზე, რომელიც ჭის თავზეა ჩამოკიდებული და ზომავს მანძილს სენსორსა და წყლის დონეს შორის ჭაში; ულტრაბგერითი სენსორი არ არის პირდაპირ კონტაქტში წყალში. ტემპერატურისა და EC სენსორები უნდა იყოს ჩაძირული წყლის ქვეშ; ეს ორი სენსორი მიმაგრებულია მრიცხველის კორპუსზე კაბელით, რომელიც საკმარისად გრძელია იმისათვის, რომ სენსორებმა წყლის დონის ქვემოთ გაშლა შეძლონ.

სენსორები მიმაგრებულია ინტერნეტ-ნივთების (IoT) მოწყობილობაზე, რომელიც უერთდება WiFi- ს ან ფიჭურ ქსელს და წყლის მონაცემებს აგზავნის ვებ სერვისზე, რომ მოხდეს გამოსახულება. ამ პროექტში გამოყენებული ვებ სერვისი არის ThingSpeak.com (https://thingspeak.com/), რომლის გამოყენება უფასოა არაკომერციული მცირე პროექტებისთვის (8,200 შეტყობინებაზე ნაკლები დღეში). იმისათვის, რომ მრიცხველის WiFi ვერსია იმუშაოს, ის უნდა განთავსდეს WiFi ქსელთან ახლოს. შიდა წყლის ჭაბურღილები ხშირად აკმაყოფილებენ ამ პირობას, რადგან ისინი მდებარეობს სახლთან ახლოს WiFi- ით. მრიცხველი არ შეიცავს მონაცემების ჩამწერი, არამედ აგზავნის წყლის მონაცემებს ThingSpeak– ში, სადაც ის ინახება ღრუბელში. ამიტომ, თუ არსებობს მონაცემთა გადაცემის პრობლემა (მაგალითად, ინტერნეტის გათიშვის დროს) იმ დღის წყლის მონაცემები არ არის გადაცემული და სამუდამოდ იკარგება.

აქ წარმოდგენილი მრიცხველის დიზაინი შეიცვალა მას შემდეგ, რაც მრიცხველი გაკეთდა შიდა წყლის ავზში წყლის დონის გასაზომად და წყლის დონის შესახებ Twitter– ის საშუალებით (https://www.instructables.com/id/Wi-Fi-Twitter-Wat…). ორიგინალ დიზაინსა და აქ წარმოდგენილ დიზაინს შორის მთავარი განსხვავებაა საზომი დენის ადაპტერის ნაცვლად AA ბატარეებზე მრიცხველის მუშაობის შესაძლებლობა, Twitter შეტყობინების ნაცვლად დროის სერიის გრაფიკში მონაცემების ნახვის შესაძლებლობა, ულტრაბგერითი სენსორი, რომელიც სპეციალურად შექმნილია წყლის დონის გასაზომად და ტემპერატურისა და EC სენსორების დამატებით.

დაბალი ღირებულების, საბაჟო დამზადებული EC სენსორი, რომელიც დამზადებულია საერთო საყოფაცხოვრებო შტეფსელით, ემყარებოდა სენსორის დიზაინს სასუქების კონცენტრაციის გასაზომად ჰიდროპონიკის ან აკვაპონიკის ოპერაციაში (https://hackaday.io/project/7008-fly -war-a-hacker …). EC სენსორის გამტარუნარიანობის გაზომვა ხდება წყლის ტემპერატურის სენსორის მიერ მოწოდებული ტემპერატურის მონაცემების გამოყენებით. საბაჟო დამზადებული EC სენსორი ეყრდნობა უბრალო ელექტრულ წრეს (DC ძაბვის გამყოფი), რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მხოლოდ შედარებით სწრაფი, დისკრეტული გამტარობის გაზომვებისთვის (ანუ არა უწყვეტი EC გაზომვებისთვის). ამ დიზაინის გამტარუნარიანობის გაზომვები შეიძლება გაკეთდეს დაახლოებით ყოველ ხუთ წამში. იმის გამო, რომ ეს წრე იყენებს DC დენს და არა AC დენს, გამტარობის გაზომვები ხუთ წამზე ნაკლებ ინტერვალში შეიძლება გამოიწვიოს წყალში იონების პოლარიზაცია, რაც იწვევს არაზუსტ კითხვებს. საბაჟო დამზადებული EC სენსორი შემოწმებულია კომერციული EC მრიცხველის წინააღმდეგ (YSI EcoSense pH/EC 1030A) და აღმოჩნდა, რომ გაზომავს გამტარობას კომერციული მეტრის დაახლოებით 10% -ის ფარგლებში იმ გადაწყვეტილებებისთვის, რომლებიც სენსორის დაკალიბრების მნიშვნელობიდან u 500 uS/სმ ფარგლებშია. რა თუ სასურველია, დაბალი ღირებულების საბაჟო დამზადებული EC სენსორი შეიძლება შეიცვალოს კომერციულად, როგორიცაა ატლასის სამეცნიერო გამტარობის ზონდი (https://atlas-scientific.com/probes/conductivity-p…).

წყლის მრიცხველი ამ ანგარიშში შემუშავებული და შემოწმებულია დიდი დიამეტრის (0.9 მ შიდა დიამეტრის) გათხრილი ჭაბურღილებით არაღრმა წყლის სიღრმით (მიწის ზედაპირის 10 მ -ზე ნაკლები). თუმცა, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას წყლის დონის გასაზომად სხვა სიტუაციებში, როგორიცაა გარემოსდაცვითი მონიტორინგის ჭები, გაბურღული ჭაბურღილები და ზედაპირული წყლის ობიექტები.

წყლის მრიცხველის მშენებლობის ეტაპობრივი ინსტრუქციები მოცემულია ქვემოთ. მრიცხველის მშენებლობის პროცესის დაწყებამდე რეკომენდებულია მშენებელმა წაიკითხოს ყველა კონსტრუქციის საფეხური. ამ პროექტში გამოყენებული IoT მოწყობილობა არის ნაწილაკების ფოტონი და, შესაბამისად, შემდეგ სექციებში ტერმინები "IoT მოწყობილობა" და "Photon" გამოიყენება ურთიერთშემცვლელობით.

მარაგები

ცხრილი 1: ნაწილების სია

Ელექტრონული ნაწილები:

წყლის დონის სენსორი - MaxBotix MB7389 (5 მ დიაპაზონი)

წყალგაუმტარი ციფრული ტემპერატურის სენსორი

IoT მოწყობილობა - ნაწილაკების ფოტონი სათაურებით

ანტენა (ანტენა დამონტაჟებულია მრიცხველის შიგნით) - 2.4 GHz, 6dBi, IPEX ან u. FL კონექტორი, 170 მმ სიგრძის

გამტარ კაბელი გამტარობის ზონდის გასაკეთებლად - 2 წვერი, საერთო გარე კაბელი, 5 მ სიგრძით

მავთული გამოიყენება ტემპერატურის ზონდის გასაგრძელებლად, 4 გამტარებელი, 5 მ სიგრძით

მავთული - ჯუმბერის მავთული კონექტორებზე დაჭერით (სიგრძე 300 მმ)

ბატარეის პაკეტი - 4 X AA

ბატარეები - 4 X AA

სანტექნიკა და ტექნიკის ნაწილები:

მილები - ABS, დიამეტრი 50 მმ (2 ინჩი), სიგრძე 125 მმ

ზედა თავსახური, ABS, 50 მმ (2 ინჩი), ხრახნიანი შუასადებით, წყალგაუმტარი ბეჭდის გასაკეთებლად

ქვედა ქუდი, PVC, 50 მმ (2 ინჩი) ¾ ინჩიანი ქალი NPT ძაფით, სენსორის დასაყენებლად

2 მილსადენი, ABS, 50 მმ (2 ინჩი), რომ დააკავშიროთ ზედა და ქვედა თავსახური ABS მილსადენთან

თვალის ჭანჭიკი და 2 კაკალი, უჟანგავი ფოლადი (1/4 ინჩი), რომ დაამზადოთ საკიდი ზედა თავზე

სხვა მასალები: ელექტრული ლენტი, ტეფლონის ლენტი, სითბოს შემცირება, აბი ბოთლი EC სენსორის საფარის გასაკეთებლად, გამდუღებელი, სილიკონი, წებო საქმის ასაწყობად

ნაბიჯი 1: შეიკრიბეთ მეტრის საქმე

შეაგროვეთ მრიცხველის კორპუსი, როგორც ეს მოცემულია ფიგურებში 1 და 2 ზემოთ. აწყობილი მეტრის საერთო სიგრძე, წვერიდან წვერამდე სენსორისა და თვალის ჭანჭიკის ჩათვლით, არის დაახლოებით 320 მმ. 50 მმ დიამეტრის ABS მილი, რომელიც გამოიყენება მრიცხველის შესაქმნელად, უნდა გაიჭრას დაახლოებით 125 მმ სიგრძემდე. ეს იძლევა საკმარის ადგილს საქმის შიგნით IoT მოწყობილობის, ბატარეის პაკეტის და 170 მმ სიგრძის შიდა ანტენის შესანახად.

დალუქეთ ყველა სახსარი სილიკონით ან ABS წებოთი, რათა საქმე წყალგაუმტარი იყოს. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია, წინააღმდეგ შემთხვევაში ტენიანობას შეუძლია შეაღწიოს შიგნით და გაანადგუროს შიდა კომპონენტები. პატარა გამშრალი პაკეტი შეიძლება მოთავსდეს ქეისის შიგნით ტენიანობის შთანთქმის მიზნით.

დააინსტალირეთ თვალის ჭანჭიკი თავზე, ხვრელის გაბურღვით და თვალის ჭანჭიკის და თხილის ჩასმით. თხილის გამოყენება უნდა მოხდეს როგორც შიგნიდან, ისე გარედან, თვალის ჭანჭიკის უზრუნველსაყოფად. ხრახნიანი ხვრელის თავსახურის შიგნითა სილიკონი, რათა ის წყალგაუმტარი გახდეს.

ნაბიჯი 2: მიამაგრეთ მავთულები სენსორებზე

წყლის დონის სენსორი:

სამი მავთული (იხ. სურათი 3 ა) უნდა იყოს შეკრული წყლის დონის სენსორზე, რათა ის მიმაგრდეს ფოტონზე (ანუ სენსორის ქინძისთავები GND, V+და პინ 2). სენსორზე მავთულის მიერთება შეიძლება რთული იყოს, რადგან სენსორზე დამაკავშირებელი ხვრელები მცირეა და ერთმანეთთან მჭიდროა. ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ მავთულები სათანადოდ არის მიბმული სენსორზე, ასე რომ არსებობს კარგი, ძლიერი ფიზიკური და ელექტრული კავშირი და მიმდებარე მავთულებს შორის არ არის შედუღებული რკალი. კარგი განათება და გამადიდებელი ობიექტივი ხელს უწყობს შედუღების პროცესს. მათთვის, ვისაც არ აქვს შედუღების გამოცდილება, რეკომენდებულია შედუღების პრაქტიკა სენსორზე მავთულის შედუღებამდე. ონლაინ გაკვეთილი, თუ როგორ უნდა შედუღოთ, ხელმისაწვდომია SparkFun Electronics– დან (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…).

მას შემდეგ, რაც მავთულები შედუღდება სენსორზე, ნებისმიერი ზედმეტი შიშველი მავთული, რომელიც გამოდის სენსორიდან, შეიძლება ამოიჭრას მავთულის საჭრელებით დაახლოებით 2 მმ სიგრძემდე. მიზანშეწონილია, რომ შედუღების სახსრები დაფარული იყოს სილიციუმის სქელი მძივით. ეს აძლევს კავშირებს მეტ ძალას და ამცირებს კოროზიის და ელექტრული პრობლემების ალბათობას სენსორულ კავშირებზე, თუ ტენიანობა შევა მრიცხველის კორპუსში. ელექტრული ლენტი ასევე შეიძლება შემოხვეული იყოს სამი მავთულის გარშემო სენსორულ კავშირზე, რათა უზრუნველყოს დამატებითი დაცვა და დაძაბულობის შემსუბუქება, რაც ამცირებს შანსს, რომ მავთულები გაწყდება შედუღების სახსრებზე.

სენსორულ მავთულებს შეიძლება ჰქონდეთ ბიძგიანი ტიპის კონექტორები (იხ. სურათი 3 ბ) ერთ ბოლოში, რომ დაურთონ ფოტონს. ბიძგიანი კონექტორების გამოყენება აადვილებს მრიცხველის შეკრებას და დაშლას. სენსორის მავთულები უნდა იყოს მინიმუმ 270 მმ სიგრძის, რათა მათ შეეძლოთ მთლიანი სიგრძის გაფართოება. ეს სიგრძე საშუალებას მისცემს ფოტონს დაუკავშიროს საქმის ზედა ბოლოდან სენსორი, რომელიც მოთავსებულია საქმის ქვედა ბოლოში. გაითვალისწინეთ, რომ მავთულის ეს რეკომენდებული სიგრძე ვარაუდობს, რომ ABS მილი, რომელიც გამოიყენება მრიცხველის შესაქმნელად, მოჭრილია 125 მმ სიგრძემდე. სენსორზე მავთულის გაჭრისა და შედუღების წინასწარ დადასტურება, რომ მავთულის სიგრძე 270 მმ საკმარისია მრიცხველის ზედა ნაწილის გასწვრივ ისე, რომ ფოტონი იყოს დაკავშირებული საქმის შეკრებისა და სენსორის სამუდამოდ მიერთების შემდეგ. იმ შემთხვევაში.

წყლის დონის სენსორი ახლა შეიძლება მიმაგრდეს მრიცხველის კორპუსზე. ის მჭიდროდ უნდა იყოს ხრახნიანი ქვედა თავზე, ტეფლონის ლენტის გამოყენებით, რათა უზრუნველყოს წყალგაუმტარი ბეჭედი.

Ტემპერატურის სენსორი:

DS18B20 წყალგაუმტარი ტემპერატურის სენსორს აქვს სამი მავთული (სურათი 4), რომლებიც ჩვეულებრივ შეღებილია წითლად (V+), შავი (GND) და ყვითელი (მონაცემები). ამ ტემპერატურის სენსორებს, როგორც წესი, მოყვება შედარებით მოკლე კაბელი, 2 მ -ზე ნაკლები სიგრძისა, რაც არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ სენსორმა მიაღწიოს ჭაბურღილში წყლის დონეს. ამიტომ, სენსორის კაბელი უნდა გაფართოვდეს წყალგაუმტარი კაბელით და შეუერთდეს სენსორულ კაბელს წყალგაუმტარი შესაკრავით. ეს შეიძლება გაკეთდეს შედუღების კავშირების სილიკონით დაფარვით, რასაც მოჰყვება სითბოს შემცირება. წყალგაუმტარი ნაჭრის დამზადების ინსტრუქცია მოცემულია აქ: https://www.maxbotix.com/Tutorials/133.htm. გაფართოების კაბელი შეიძლება გაკეთდეს საერთო გარე სატელეფონო გაფართოების ხაზის გამოყენებით, რომელსაც აქვს ოთხი კონდუქტორი და ხელმისაწვდომია ონლაინ შესყიდვისთვის დაბალ ფასად. კაბელი საკმარისად გრძელი უნდა იყოს, რომ ტემპერატურის სენსორი გამოვიდეს მრიცხველისგან და ჩაეფლოს წყალში ჭაში, წყლის დონის ვარდნის ჩათვლით.

ტემპერატურის სენსორის მუშაობის მიზნით, რეზისტორი უნდა იყოს დაკავშირებული სენსორის წითელ (V+) და ყვითელ (მონაცემების) მავთულებს შორის. რეზისტორი შეიძლება დამონტაჟდეს მრიცხველის შიგნით უშუალოდ ფოტონის ქინძისთავებზე, სადაც ტემპერატურის სენსორის მავთულები მიმაგრებულია, როგორც ქვემოთ მოცემულია ცხრილში 2. რეზისტორის მნიშვნელობა მოქნილია. ამ პროექტისთვის გამოყენებული იყო 2.2 კმ Ohm რეზისტორი, თუმცა, ნებისმიერი მნიშვნელობა 2.2 kOhm და 4.7 kOhm შორის იმუშავებს. ტემპერატურის სენსორი ასევე მოითხოვს სპეციალურ კოდს მუშაობისთვის. ტემპერატურის სენსორის კოდი დაემატება მოგვიანებით, როგორც ეს აღწერილია 3.4 ნაწილში (პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენება). დამატებითი ინფორმაცია ტემპერატურის სენსორის ფოტონთან დაკავშირების შესახებ შეგიძლიათ იხილოთ გაკვეთილში აქ:

ტემპერატურის სენსორის კაბელი უნდა იყოს ჩასმული მრიცხველის კორპუსში ისე, რომ მას შეეძლოს ფოტონზე მიმაგრება. კაბელი უნდა იყოს ჩასმული ქეისის ბოლოში საქმის ქვედა თავსახურის მეშვეობით ხვრელის გაბურღვით (სურ. 5). იგივე ხვრელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას გამტარობის სენსორის კაბელის ჩასასმელად, როგორც ეს აღწერილია ქვეთავში 3.2.3. კაბელის ჩასმის შემდეგ, ხვრელი საფუძვლიანად უნდა იყოს დალუქული სილიკონით, რათა თავიდან იქნას აცილებული ტენიანობა კორპუსში.

გამტარობის სენსორი:

EC პროექტორის სენსორი, რომელიც გამოიყენება ამ პროექტში, დამზადებულია სტანდარტული ჩრდილოეთ ამერიკის ტიპის A, 2 წვერიანი ელექტრული დანამატისგან, რომელიც ჩასმულია პლასტმასის "აბების ბოთლში" "კედლის ეფექტების" გასაკონტროლებლად (სურ. 6). კედლის ეფექტებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს გამტარობის მაჩვენებლებზე, როდესაც სენსორი სხვა ობიექტიდან 40 მმ მანძილზეა. სენსორის ირგვლივ აბის ბოთლის დამატება, როგორც დამცავი გარსი, გააკონტროლებს კედლის ეფექტებს, თუ სენსორი მჭიდრო კონტაქტშია წყლის ჭაბურღილთან ან ჭაბურღილის სხვა ობიექტთან. ტაბლეტის ბოთლის თავში იჭრება ხვრელი სენსორის კაბელის ჩასასმელად და აბის ბოთლის ქვედა ნაწილი იჭრება ისე, რომ წყალი შეედინება ბოთლში და იყოს უშუალო კონტაქტში საცობის ძაფებთან.

EC სენსორს აქვს ორი მავთული, მათ შორის მიწის მავთული და მონაცემთა მავთული. არ აქვს მნიშვნელობა რომელ დანამატს აირჩევთ გრუნტად და მონაცემთა მავთულად. თუ საკმარისად გრძელი გამაგრძელებელი კაბელი გამოიყენება EC სენსორის დასამზადებლად, მაშინ კაბელი იქნება საკმარისად გრძელი, რომ მიაღწიოს ჭაბურღილში წყლის დონეს და სენსორული კაბელის გასაგრძელებლად არ იქნება საჭირო წყალგაუმტარი შესაკრავი. სიმძლავრის უზრუნველსაყოფად რეზისტორი უნდა იყოს დაკავშირებული EC სენსორის მონაცემთა მავთულსა და ფოტონის პინს შორის. რეზისტორი შეიძლება დამონტაჟდეს მრიცხველის შიგნით უშუალოდ ფოტონის ქინძისთავებზე, სადაც EC სენსორის მავთულები მიმაგრებულია, როგორც ქვემოთ მოცემულია ცხრილში 2. რეზისტორის მნიშვნელობა მოქნილია. ამ პროექტისთვის გამოიყენეს 1 კმ oh რეზისტორი; თუმცა, ნებისმიერი მნიშვნელობა 500 Ohm და 2.2 kOhm შორის იმუშავებს. რეზისტორის უფრო მაღალი მაჩვენებლები უკეთესია დაბალი გამტარობის ხსნარების გასაზომად. ამ ინსტრუქციებში შეტანილი კოდი იყენებს 1 kOhm რეზისტორს; თუ განსხვავებული რეზისტორი გამოიყენება, რეზისტორის მნიშვნელობა უნდა იყოს მორგებული კოდის 133 -ე სტრიქონში.

EC სენსორის კაბელი უნდა იყოს ჩასმული მრიცხველის კორპუსში, ასე რომ მას შეუძლია დაერთოს ფოტონს. კაბელი უნდა იყოს ჩასმული ქეისის ბოლოში საქმის ქვედა თავსახურის მეშვეობით ხვრელის გაბურღვით (სურ. 5). იგივე ხვრელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტემპერატურის სენსორის კაბელის ჩასასმელად. კაბელის ჩასმის შემდეგ, ხვრელი საფუძვლიანად უნდა იყოს დალუქული სილიკონით, რათა თავიდან აიცილოთ ტენიანობა კორპუსში.

EC სენსორი უნდა დაკალიბრდეს კომერციული EC მრიცხველის გამოყენებით. დაკალიბრების პროცედურა ხორციელდება ველში, როგორც ეს აღწერილია თანდართული ანგარიშის (EC Meter Instructions.pdf) 5.2 ნაწილში (Field Setup Procedure). დაკალიბრება ხდება უჯრედის მუდმივობის დასადგენად EC მეტრისთვის. უჯრედის მუდმივი დამოკიდებულია EC სენსორის თვისებებზე, მათ შორის ლითონის ტიპზე, რომლისგანაც მზადდება წვერები, წვივის ზედაპირის ფართობი და მანძილი კბილებს შორის. სტანდარტული ტიპის A დანამატისთვის, როგორც ეს გამოიყენება ამ პროექტში, უჯრედის მუდმივი არის დაახლოებით 0.3. გამტარობის თეორიისა და გაზომვის შესახებ დამატებითი ინფორმაცია შეგიძლიათ იხილოთ აქ: https://support.hach.com/ci/okcsFattach/get/100253… და აქ:

ნაბიჯი 3: მიამაგრეთ სენსორები, ბატარეის პაკეტი და ანტენა IoT მოწყობილობას

მიამაგრეთ სამი სენსორი, ბატარეის პაკეტი და ანტენა ფოტონზე (სურათი 7) და ჩადეთ ყველა ნაწილი მრიცხველის კორპუსში. ცხრილი 2 ასახავს ფიგურაში მითითებულ პინ-კავშირების ჩამონათვალს. სენსორები და ბატარეის პაკეტის მავთულები შეიძლება მიმაგრდეს უშუალოდ ფოტონზე შედუღებით ან ბიძგის ტიპის კონექტორებით, რომლებიც მიმაგრებულია სათაურის საყრდენებზე ფოტონის ქვედა მხარეს (როგორც ნახ.2). ბიძგიანი კონექტორების გამოყენება აადვილებს მრიცხველის დაშლას ან ფოტონის შეცვლას, თუ ის ვერ ხერხდება. ანტენის კავშირი ფოტონზე მოითხოვს u. FL ტიპის კონექტორს (სურ. 7) და კავშირის დასამყარებლად ძალიან მტკიცედ უნდა იყოს გადატანილი ფოტონზე. ნუ დააინსტალირებთ ბატარეებს ბატარეის პაკეტში, სანამ მრიცხველი არ იქნება მზად შესამოწმებლად ან ჭაში ჩასასმელად. ამ დიზაინში არ არის ჩართული/გამორთული გადამრთველი, ამიტომ მრიცხველი ჩართულია და გამორთულია ბატარეების დაყენებითა და მოხსნით.

ცხრილი 2: პინ კავშირების სია IoT მოწყობილობაზე (ნაწილაკების ფოტონი):

Photon pin D2 - დაკავშირება - WL სენსორის pin 6, V+ (წითელი მავთული)

Photon pin D3 - დაკავშირება - WL სენსორის პინ 2, მონაცემები (ყავისფერი მავთული)

Photon pin GND - დაკავშირება - WL სენსორის pin 7, GND (შავი მავთული)

Photon pin D5 - დაკავშირება - ტემპერატურის სენსორი, მონაცემები (ყვითელი მავთული)

Photon pin D6 - დაკავშირება - Temp სენსორი, V+ (წითელი მავთული)

Photon pin A4 - დაკავშირება - Temp სენსორი, GND (შავი მავთული)

Photon pin D5 to D6 - ტემპერატურის სენსორი, რეზისტორი R1 (დააკავშირეთ 2.2k რეზისტორი Photon ქინძისთავებს შორის D5 და D6)

Photon pin A0 - დაკავშირება - EC სენსორთან, მონაცემებთან

Photon pin A1 - დაკავშირება - EC სენსორთან, GND

Photon pin A2 to A0 - EC სენსორი, რეზისტორი R2 (დააკავშირეთ 1k რეზისტორი Photon ქინძისთავებს შორის A0 და A2)

Photon pin VIN - დაკავშირება - ბატარეის პაკეტი, V+ (წითელი მავთული)

Photon pin GND - დაკავშირება - ბატარეის პაკეტი, GND (შავი მავთული)

Photon u. FL pin - დაკავშირება - ანტენა

ნაბიჯი 4: პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენება

მრიცხველისთვის პროგრამული უზრუნველყოფის შესაქმნელად საჭიროა ხუთი ძირითადი ნაბიჯი:

1. შექმენით ნაწილაკების ანგარიში, რომელიც უზრუნველყოფს Photon– ის ონლაინ ინტერფეისს. ამისათვის ჩამოტვირთეთ Particle მობილური აპლიკაცია სმარტფონზე: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. აპლიკაციის დაყენების შემდეგ შექმენით ნაწილაკების ანგარიში და მიჰყევით ონლაინ ინსტრუქციას, რომ დაამატოთ Photon ანგარიშზე. გაითვალისწინეთ, რომ ნებისმიერი დამატებითი ფოტონის დამატება შესაძლებელია იმავე ანგარიშზე ნაწილაკების აპლიკაციის გადმოტვირთვისა და ანგარიშის შექმნის აუცილებლობის გარეშე.

2. შექმენით ThingSpeak ანგარიში https://thingspeak.com/login და შექმენით ახალი არხი წყლის დონის მონაცემების საჩვენებლად. წყლის მრიცხველის ThingSpeak ვებგვერდის მაგალითი ნაჩვენებია ფიგურაში 8, რომელიც ასევე შეგიძლიათ ნახოთ აქ: https://thingspeak.com/channels/316660 ThingSpeak არხის შექმნის ინსტრუქცია მოცემულია: https:// docs.particle.io/გაკვეთილები/მოწყობილობა-ღრუბელი/ჩვენ… გაითვალისწინეთ, რომ სხვა ფოტოების დამატებითი არხები შეიძლება დაემატოს იმავე ანგარიშს სხვა ThingSpeak ანგარიშის შექმნის გარეშე.

3. საჭიროა "webhook", რათა გადავიდეს წყლის დონის მონაცემები Photon– დან ThingSpeak არხზე. ვებგვერდის დაყენების ინსტრუქცია მოცემულია თანდართული ანგარიშის დანართ B- ში (EC Meter Instructions.pdf) თუ შენდება ერთზე მეტი წყლის მრიცხველი, თითოეული დამატებითი ფოტონისთვის უნდა შეიქმნას ახალი ვებგვერდი უნიკალური სახელით.

4. ვებგვერდი, რომელიც შეიქმნა ზემოაღნიშნულ საფეხურზე, უნდა ჩასვათ კოდში, რომელიც მუშაობს Photon- ზე. წყლის დონის მრიცხველის WiFi ვერსიის კოდი მოცემულია თანდართულ ფაილში (Code1_WiFi_Version_ECMeter.txt). კომპიუტერზე გადადით ნაწილაკების ვებგვერდზე https://thingspeak.com/login შესვლა ნაწილაკების ანგარიშზე და გადადით ნაწილაკების აპლიკაციის ინტერფეისზე.დააკოპირეთ კოდი და გამოიყენეთ იგი ნაწილის აპლიკაციის ინტერფეისში ახალი პროგრამის შესაქმნელად. კოდის 154 სტრიქონში ჩასვით ზემოთ შექმნილი ვებგვერდის სახელი. ამისათვის წაშალეთ ტექსტი ბრჭყალებში და ჩადეთ ახალი ვებგვერდის სახელი ციტატებში 154 სტრიქონში, რომელიც შემდეგნაირად იკითხება: Particle.publish ("Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes".

5. კოდის შემოწმება, შენახვა და ინსტალაცია შესაძლებელია ფოტონზე. როდესაც კოდი დადასტურდება, ის დააბრუნებს შეცდომას, რომელშიც ნათქვამია: "OneWire.h: არ არსებობს ასეთი ფაილი ან დირექტორია". OneWire არის ბიბლიოთეკის კოდი, რომელიც მუშაობს ტემპერატურის სენსორზე. ეს შეცდომა უნდა დაფიქსირდეს ნაწილაკების ბიბლიოთეკიდან OneWire კოდის დაყენებით. ამისათვის გადადით ნაწილაკების აპლიკაციის ინტერფეისზე თქვენი კოდით და გადაახვიეთ ბიბლიოთეკების ხატზე ეკრანის მარცხენა მხარეს (მდებარეობს კითხვის ნიშნის ხატის ზემოთ). დააწკაპუნეთ ბიბლიოთეკების ხატულაზე და მოძებნეთ OneWire. აირჩიეთ OneWire და დააწკაპუნეთ „პროექტში ჩართვაზე“. შეარჩიეთ თქვენი აპლიკაციის სახელი სიიდან, დააჭირეთ ღილაკს "დადასტურება" და შემდეგ შეინახეთ აპლიკაცია. ეს დაამატებს სამ ახალ სტრიქონს კოდის ზედა ნაწილში. ეს სამი ახალი სტრიქონი შეიძლება წაიშალოს კოდზე ზემოქმედების გარეშე. მიზანშეწონილია წაშალოთ ეს სამი ხაზი ისე, რომ კოდის ხაზების ნომრები ემთხვეოდეს ამ დოკუმენტის ინსტრუქციებს. თუ სამი ხაზი დარჩა ადგილზე, მაშინ ამ დოკუმენტში განხილული კოდის ყველა ნომერი სამი ხაზით იქნება დაწინაურებული. გაითვალისწინეთ, რომ კოდი ინახება და დამონტაჟებულია Photon– ზე ღრუბლიდან. ეს კოდი გამოყენებული იქნება წყლის მრიცხველის მუშაობისთვის, როდესაც ის წყალში არის. საველე ინსტალაციის დროს, გარკვეული ცვლილებები უნდა მოხდეს კოდში, რათა დადგინდეს მოხსენების სიხშირე დღეში ერთხელ და დაამატოთ ინფორმაცია წყლის ჭაბურღილის შესახებ (ეს აღწერილია თანდართულ ფაილში "EC Meter Instructions.pdf" განყოფილებაში სათაურით "მეტრის დაყენება წყლის ჭაში").

ნაბიჯი 5: შეამოწმეთ მეტრი

მრიცხველის მშენებლობა და პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენება ახლა დასრულებულია. ამ დროს რეკომენდებულია მრიცხველის შემოწმება. ორი ტესტი უნდა დასრულდეს. პირველი ტესტი გამოიყენება იმის დასადასტურებლად, რომ მრიცხველს შეუძლია სწორად შეაფასოს წყლის დონე, EC ღირებულებები და ტემპერატურა და გაგზავნოს მონაცემები ThingSpeak– ში. მეორე ტესტი გამოიყენება იმის დასადასტურებლად, რომ ფოტონის ენერგიის მოხმარება მოსალოდნელ დიაპაზონშია. ეს მეორე ტესტი სასარგებლოა, რადგან ბატარეები მოსალოდნელზე ადრე იშლება, თუ Photon ძალიან ბევრ ენერგიას მოიხმარს.

ტესტირების მიზნით, კოდი მითითებულია წყლის დონის გაზომვისა და მოხსენების მიზნით ყოველ ორ წუთში. ეს არის პრაქტიკული დროის პერიოდი, რათა დაელოდოთ გაზომვებს შორის, სანამ მრიცხველი ტესტირებაზეა. თუ სასურველია გაზომვის განსხვავებული სიხშირე, შეცვალეთ ცვლადი სახელწოდებით MeasureTime კოდის მე -19 სტრიქონში სასურველ გაზომვის სიხშირეზე. გაზომვის სიხშირე შეიყვანება წამებში (ანუ 120 წამი უდრის ორ წუთს).

პირველი გამოცდა შეიძლება გაკეთდეს ოფისში, იატაკის ზემოთ მრიცხველის ჩამოკიდებით, ჩართვით და შემოწმებით, რომ ThingSpeak არხი ზუსტად აფიქსირებს მანძილს სენსორსა და იატაკს შორის. ამ ტესტირების სცენარში ულტრაბგერითი პულსი აისახება იატაკიდან, რომელიც გამოიყენება ჭაში წყლის ზედაპირის სიმულაციისთვის. EC და ტემპერატურის სენსორები შეიძლება მოთავსდეს ცნობილი ტემპერატურისა და გამტარობის წყლის კონტეინერში (ანუ, როგორც იზომება კომერციული EC მრიცხველით), რათა დაადასტუროს სენსორებმა ThingSpeak არხზე სწორი მნიშვნელობების მოხსენება.

მეორე გამოცდისთვის, ბატარეის პაკეტსა და ფოტონს შორის ელექტრული დენი უნდა გაიზომოს იმის დასადასტურებლად, რომ იგი შეესაბამება Photon– ის მონაცემთა ცხრილს: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… გამოცდილებამ აჩვენა, რომ ეს ტესტი ეხმარება დეფექტური IoT მოწყობილობების იდენტიფიცირებას, სანამ ისინი განლაგდებიან ამ სფეროში. გაზომეთ დენი ბატარეის პაკეტზე დადებით V+ მავთულს (წითელ მავთულს) შორის მიმდინარე მრიცხველის და ფოტონზე VIN პინს შორის. დენი უნდა შეფასდეს როგორც მუშაობის რეჟიმში, ასევე ღრმა ძილის რეჟიმში. ამისათვის ჩართეთ ფოტონი და ის დაიწყება ოპერაციულ რეჟიმში (როგორც ეს მიუთითებს ფოტონის შუქზე, რომელიც ცისფერ ფერს აქცევს), რომელიც მუშაობს დაახლოებით 20 წამის განმავლობაში. გამოიყენეთ მიმდინარე მრიცხველი ამ დროის განმავლობაში საოპერაციო დენის დასაკვირვებლად. ამის შემდეგ ფოტონი ავტომატურად გადადის ღრმა ძილის რეჟიმში ორი წუთის განმავლობაში (როგორც ეს მითითებულია ფოტონის გამორთვისას). გამოიყენეთ მიმდინარე მეტრი, რომ დააკვირდეთ ამ დროს ღრმა ძილის დენს. საოპერაციო დენი უნდა იყოს 80 -დან 100 mA- მდე, ხოლო ღრმა ძილის დენი უნდა იყოს 80 -დან 100 µA- მდე. თუ დენი აღემატება ამ მნიშვნელობებს, Photon უნდა შეიცვალოს.

მრიცხველი ახლა მზად არის წყლის ჭაბურღილის დასაყენებლად (სურ. 9). ინსტრუქცია წყლის ჭაბურღილში მრიცხველის დაყენების შესახებ, ასევე მრიცხველის კონსტრუქციისა და ექსპლუატაციის რჩევები მოცემულია თანდართულ ფაილში (EC Meter Instructions.pdf).

ნაბიჯი 6: როგორ გააკეთოთ მეტრის ფიჭური ვერსია

წყლის მრიცხველის ფიჭური ვერსიის აგება შესაძლებელია ადრე აღწერილი ნაწილების სიის, ინსტრუქციისა და კოდის შეცვლით. ფიჭური ვერსია არ საჭიროებს WiFi- ს, რადგან ის უკავშირდება ინტერნეტს ფიჭური სიგნალის საშუალებით. მრიცხველის ფიჭური ვერსიის ასაშენებლად ნაწილების ღირებულებაა დაახლოებით $ 330 $ (გადასახადებისა და გადაზიდვის გარეშე), დამატებით დაახლოებით $ 4 თვეში ფიჭური მონაცემების გეგმისთვის, რომელიც მოყვება ფიჭური IoT მოწყობილობას.

ფიჭური მეტრი იყენებს ზემოთ ჩამოთვლილ ნაწილებს და კონსტრუქციულ საფეხურებს შემდეგი ცვლილებებით:

• შეცვალეთ WiFi IoT მოწყობილობა (ნაწილაკების ფოტონი) ფიჭური IoT მოწყობილობით (ნაწილაკების ელექტრონი): https://store.particle.io/collections/cellular/pro… მრიცხველის აგებისას გამოიყენეთ იგივე pin კავშირები ზემოთ აღწერილი მრიცხველის WiFi ვერსია ნაბიჯი 3.

• ფიჭური IoT მოწყობილობა უფრო მეტ ენერგიას იყენებს ვიდრე WiFi ვერსია და, შესაბამისად, რეკომენდებულია ბატარეის ორი წყარო: 3.7V Li-Po ბატარეა, რომელიც მოყვება IoT მოწყობილობას და ბატარეის პაკეტი 4 AA ბატარეით. 3.7V LiPo ბატარეა მიმაგრებულია პირდაპირ IoT მოწყობილობაზე მოწოდებული კონექტორებით. AA ბატარეის პაკეტი მიმაგრებულია IoT მოწყობილობაზე ისევე, როგორც ზემოთ აღწერილი მრიცხველის WiFi ვერსიისთვის ნაბიჯი 3. საველე ტესტირებამ აჩვენა, რომ მრიცხველის ფიჭური ვერსია იმუშავებს დაახლოებით 9 თვის განმავლობაში ზემოთ აღწერილი ბატარეის დაყენების გამოყენებით რა როგორც AA ბატარეის პაკეტის, ასევე 2000 mAh 3.7 V Li-Po ბატარეის გამოყენების ალტერნატივაა გამოიყენოთ ერთი 3.7V Li-Po ბატარეა უფრო მაღალი სიმძლავრით (მაგ. 4000 ან 5000 mAh).

• გარე ანტენა უნდა იყოს დამაგრებული მრიცხველზე, როგორიცაა: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p… დარწმუნდით, რომ ის შეფასებულია იმ სიხშირის მიხედვით, რომელსაც იყენებს ფიჭური მომსახურების მიმწოდებელი, სადაც წყალია მეტრი იქნება გამოყენებული ანტენა, რომელსაც მოყვება ფიჭური IoT მოწყობილობა, არ არის შესაფერისი გარე გამოყენებისთვის. გარე ანტენა შეიძლება დაკავშირებული იყოს გრძელი (3 მ) კაბელით, რომელიც საშუალებას იძლევა ანტენა მიმაგრდეს ჭაბურღილის გარედან ჭაბურღილში (სურ.10). მიზანშეწონილია ანტენის კაბელი ჩასვათ კორპუსის ბოლოში და საფუძვლიანად დალუქოთ სილიკონით, რათა თავიდან აიცილოთ ტენიანობა (სურ. 11). რეკომენდირებულია კარგი ხარისხის, წყალგაუმტარი, გარე კოაქსიალური გაფართოების კაბელი.

• ფიჭური IoT მოწყობილობა მუშაობს სხვა კოდზე, ვიდრე მრიცხველის WiFi ვერსია. მრიცხველის ფიჭური ვერსიის კოდი მოცემულია თანდართულ ფაილში (Code2_Cellular_Version_ECMeter.txt).