Real Zamanlı Quyu Su Səviyəsi: 6 Adım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

Bu təlimatlar qazılmış quyularda istifadə etmək üçün aşağı qiymətli, real vaxt rejimində su səviyyəsi sayğacının necə qurulacağını təsvir edir. Su səviyyəsi ölçmə cihazı qazılmış bir quyunun içərisində asılmaq, suyun səviyyəsini gündə bir dəfə ölçmək və məlumatları dərhal görmək və yükləmək üçün WiFi və ya mobil əlaqə vasitəsi ilə veb səhifəyə göndərmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Sayğacın qurulması üçün hissələrin dəyəri WiFi versiyası üçün təxminən 200 dollar, mobil versiya üçün isə 300 dollardır. Sayğac Şəkil 1 -də göstərilmişdir. Bina təlimatları, hissələr siyahısı, sayğacın qurulması və istismarı ilə bağlı tövsiyələr və sayğacın su quyusuna necə quraşdırılacağı barədə tam hesabat əlavə edilmiş faylda verilir (Su Səviyyə Ölçmə Təlimatları.pdf). Su səviyyəsi sayğacları, Kanadanın Yeni Şotlandiya əyalətində, real vaxtda dayaz bir akifer izləmə şəbəkəsi inkişaf etdirmək üçün istifadə edilmişdir: https://fletcher.novascotia.ca/DNRViewer/index.htm… Su ölçən oxşar sayğac qurmaq üçün təlimatlar temperatur, keçiricilik və su səviyyələri burada mövcuddur:

Su səviyyəsinin ölçülməsi quyudakı suyun dərinliyini ölçmək üçün ultrasəs sensoru istifadə edir. Sensor, WiFi və ya mobil şəbəkəyə qoşulan və su səviyyəsi məlumatlarını qrafikləşdirmək üçün bir veb xidmətinə göndərən Şeylərin İnterneti (IoT) cihazına bağlıdır. Bu layihədə istifadə olunan veb xidməti ThingSpeak.com-dır və kommersiya olmayan kiçik layihələr üçün istifadə edilə bilər (gündə 8 200 mesajdan az). Sayğacın WiFi versiyasının işləməsi üçün WiFi şəbəkəsinə yaxın yerləşməlidir. Daxili su quyuları tez -tez WiFi ilə bir evin yaxınlığında yerləşdikləri üçün bu şərtə cavab verir. Sayğacda məlumat qeydçisi yoxdur, əksinə su səviyyəsi məlumatlarını buludda saxlandığı ThingSpeak -ə göndərir. Buna görə də, məlumat ötürülməsi problemi varsa (məsələn, İnternetin kəsilməsi zamanı) o gün üçün su səviyyəsi məlumatları ötürülmür və həmişəlik itirilir.

Ölçmə cihazı (diametri 0,9 m) dayaz su dərinliyi olan (yer səthindən 10 m -dən aşağı) qazılmış quyular üçün dizayn edilmiş və sınaqdan keçirilmişdir. Bununla birlikdə, ətraf mühitin monitorinq quyuları, qazılmış quyular və yerüstü su obyektləri kimi digər vəziyyətlərdə suyun səviyyəsini ölçmək üçün potensial olaraq istifadə edilə bilər.

Burada təqdim olunan sayğac dizaynı, 2015 -ci ildə Tim Ousley tərəfindən nəşr olunan bir ev su anbarında su səviyyəsinin ölçülməsi və Twitter üzərindən suyun səviyyəsinin bildirilməsi üçün hazırlanmış bir sayğacdan sonra dəyişdirildi: https://www.instructables.com/id/Wi -Fi-Twitter-Wa … Orijinal dizaynla burada təqdim olunan dizayn arasındakı əsas fərqlər sayğacın simli güc adapteri əvəzinə AA batareyaları ilə işlədilməsi, Twitter mesajı əvəzinə məlumatları zaman seriyası qrafikində görmək qabiliyyəti və istifadəsidir. Su səviyyəsini ölçmək üçün xüsusi olaraq hazırlanmış bir ultrasəs sensoru.

Su səviyyəsinin ölçülməsi üçün addım-addım təlimatlar aşağıda verilmişdir. Sayğacın qurulması prosesinə başlamazdan əvvəl inşaatçının bütün tikinti mərhələlərini oxuması tövsiyə olunur. Bu layihədə istifadə olunan IoT cihazı bir hissəcik fotondur və buna görə də sonrakı hissələrdə "IoT cihazı" və "Photon" anlayışları bir -birinin əvəzinə istifadə olunur.

Təchizat

Elektron hissələr:

Sensor - MaxBotix MB7389 (5m aralığında)

IoT cihazı - Başlıqları olan Particle Photon

Anten (sayğac qutusunun içərisinə quraşdırılmış daxili anten) - 2,4 GHz, 6dBi, IPEX və ya u. FL konnektoru, uzunluğu 170 mm

Batareya paketi - 4 X AA

Tel - bağlayıcıları olan tullanan tel (uzunluğu 300 mm)

Batareyalar - 4 X AA

Santexnika və Avadanlıq hissələri:

Boru - ABS, diametri 50 mm (2 düym), uzunluğu 125 mm

Üst qapaq, ABS, 50 mm (2 düym), su keçirməyən bir möhür düzəltmək üçün contalı yivli

Alt qapaq, PVC, 50 mm (2 düym) sensora uyğunlaşmaq üçün ¾ düym qadın NPT dişli

Üst və alt qapağı ABS borusuna bağlamaq üçün 50 mm (2 düym) 2 boru birləşdiricisi

Göz qapağı asmaq üçün göz boltları və 2 qoz -fındıq, paslanmayan polad (1/4 düym)

Digər materiallar: elektrik lenti, teflon lent, lehim, silikon, korpus yığmaq üçün yapışqan

Addım 1: Ölçü qutusunu yığın

Sayğac qutusunu yuxarıdakı Şəkillər 1 və 2 -də göstərildiyi kimi yığın. Sensor və göz boltu daxil olmaqla ucdan uca yığılmış sayğacın ümumi uzunluğu təxminən 320 mm -dir. Sayğac korpusunu düzəltmək üçün istifadə olunan 50 mm diametrli ABS borusu təxminən 125 mm uzunluğunda kəsilməlidir. Bu, çantanın içərisində IoT cihazını, batareya paketini və 170 mm uzunluğunda daxili antenanı yerləşdirmək üçün kifayət qədər yer tutmağa imkan verir.

Korpusun su keçirməməsi üçün bütün oynaqları ya silikon, ya da ABS yapışqanla bağlayın. Bu çox vacibdir, əks halda nəm qutunun içinə girə və daxili komponentləri məhv edə bilər. Kiçik bir quruducu paketi nəm udmaq üçün qutunun içərisinə yerləşdirilə bilər.

Bir delik açaraq və göz boltunu və qozunu daxil edərək yuxarı qapağa bir göz boltu quraşdırın. Gözün boltunu bağlamaq üçün qutunun həm içərisində, həm də xaricində bir qoz istifadə edilməlidir. Su keçirməməsi üçün qapağın içini bolt çuxurunda silisium edin.

Addım 2: Telləri Sensora bağlayın

Fotona bağlamaq üçün sensora üç tel (bax Şəkil 3a) lehimlənməlidir (yəni sensor pinləri GND, V+və Pin 2). Sensordakı tellərin lehimlənməsi çətin ola bilər, çünki sensordakı əlaqə delikləri kiçikdir və bir -birinə yaxındır. Tellərin sensora düzgün bir şəkildə lehimlənməsi çox vacibdir, buna görə də yaxşı, güclü fiziki və elektrik bağlantısı və bitişik tellər arasında lehim qövsləri yoxdur. Yaxşı işıqlandırma və böyüdücü lens lehimləmə prosesinə kömək edir. Keçmiş lehimləmə təcrübəsi olmayanlar üçün, telləri sensora lehimləməzdən əvvəl bəzi praktik lehimləmə tövsiyə olunur. Lehimləmə ilə bağlı onlayn təlimat SparkFun Electronics-də mövcuddur (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…).

Tellər sensora lehimləndikdən sonra, sensordan çıxan artıq çılpaq tel təxminən 2 mm uzunluğunda tel kəsicilərlə kəsilə bilər. Lehim birləşmələrinin qalın bir silikon boncukla örtülməsi məsləhət görülür. Bu sayğac korpusuna nəm daxil olarsa əlaqələrə daha çox güc verir və sensor əlaqələrində korroziya və elektrik problemlərini azaldır. Əlavə qoruma və gərginliyi aradan qaldırmaq üçün sensor bağlantısındakı üç telin ətrafına elektrik lenti də bükülə bilər, bu da tellərin lehim birləşmələrində qırılma ehtimalını azaldır.

Sensor tellərinin bir ucunda Photon-a bağlanmaq üçün itələyici tipli bağlayıcılar ola bilər (bax Şəkil 3b). Təkərli bağlayıcıların istifadəsi sayğacın yığılmasını və sökülməsini asanlaşdırır. Sensor telləri ən az 270 mm uzunluğunda olmalıdır ki, sayğac korpusunun bütün uzunluğunu uzada bilsinlər. Bu uzunluq Photon -u korpusun yuxarı ucundan korpusun alt ucundakı sensoru ilə bağlamağa imkan verəcək. Qeyd edək ki, bu tövsiyə olunan tel uzunluğu, sayğac korpusunu düzəltmək üçün istifadə olunan ABS borusunun 125 mm uzunluğunda kəsildiyini güman edir. Tellərin kəsilməsi və sensora lehimlənməsi üçün əvvəlcədən təsdiq edin ki, 270 mm uzunluğunda olan bir tel, sayğac korpusunun üst hissəsindən kənara çıxmaq üçün kifayətdir, beləliklə qutu yığılıb sensoru daimi olaraq bağladıqdan sonra Photon qoşula bilər. Hal.

Sensor artıq sayğac qutusuna bağlana bilər. Su keçirməyən bir möhür təmin etmək üçün teflon bant istifadə edərək alt qapağa sıx bir şəkildə vidalanmalıdır.

Addım 3: Sensoru, Batareya Paketini və Antenanı IoT Cihazına qoşun

Sensoru, batareya paketini və antenanı Photon -a bağlayın (Şəkil 4) və bütün hissələri sayğac qutusuna daxil edin. Şəkil 4 -də göstərilən pin əlaqələrinin siyahısı aşağıda verilmişdir. Sensor və batareya paketinin telləri birbaşa Photon-a lehimlə və ya Photon-un alt tərəfindəki başlıq pinlərinə bərkidilən təkan tipli bağlayıcılarla bağlana bilər (Şəkil 2-də göründüyü kimi). Təkərli bağlayıcıların istifadəsi sayğacın sökülməsini və ya uğursuz olarsa Photon-un dəyişdirilməsini asanlaşdırır. Photon üzərindəki anten bağlantısı u. FL tipli bir konnektora ehtiyac duyur (Şəkil 4) və əlaqəni qurmaq üçün Photon -a çox möhkəm itələmək lazımdır. Ölçmə cihazı yoxlanmağa və ya quyuya quraşdırılmağa hazır olana qədər batareyaları batareya paketinə quraşdırmayın. Bu dizaynda heç bir açma/söndürmə açarı yoxdur, buna görə də sayğac batareyaları quraşdıraraq çıxararaq açılır və söndürülür.

IoT cihazındakı pin əlaqələrinin siyahısı (Particle Photon):

Photon pin D3 - qoşul - Sensor pin 2, məlumatlar (qəhvəyi tel)

Photon pin D2 - qoşul - Sensor pin 6, V+ (qırmızı tel)

Photon pin GND - qoşul - Sensor pin 7, GND (qara tel)

Photon pin VIN - qoşul - Batareya paketi, V+ (qırmızı tel)

Photon pin GND - qoşulmaq - Batareya paketi, GND (qara tel)

Photon u. FL pin - Antenə qoşulun

Addım 4: Proqram Quraşdırması

Sayğac üçün proqramı qurmaq üçün beş əsas addım lazımdır:

1. Photon ilə onlayn bir interfeys təmin edəcək bir hissəcik hesabı yaradın. Bunu etmək üçün Particle mobil tətbiqini bir smartfona yükləyin: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. Proqramı qurduqdan sonra bir hissəcik hesabı yaradın və Photon'u hesaba əlavə etmək üçün onlayn təlimatları izləyin. Qeyd edək ki, Particle tətbiqini yükləməyə və yenidən hesab yaratmağa ehtiyac olmadan hər hansı bir əlavə Foton eyni hesaba əlavə edilə bilər.

2. ThingSpeak hesabı yaradın https://thingspeak.com/login və su səviyyəsi məlumatlarını göstərmək üçün yeni bir kanal qurun. Su sayğacı üçün ThingSpeak veb səhifəsinin nümunəsi Şəkil 5 -də göstərilmişdir ki, bura da baxıla bilər: https://thingspeak.com/channels/316660. ThingSpeak kanalı qurmaq üçün təlimatlar https://docs.particle.io/tutorials/device-cloud/w… ünvanında verilmişdir. Başqa ThingSpeak hesabı yaratmağa ehtiyac olmadan digər Fotonlar üçün əlavə kanalların eyni hesaba əlavə oluna biləcəyini unutmayın..

3. Su səviyyəsi məlumatlarını Photon -dan ThingSpeak kanalına ötürmək üçün "webhook" tələb olunur. Bir veb qarmaq qurmaq üçün təlimatlar https://docs.particle.io/tutorials/device-cloud/w… ünvanında verilmişdir. Birdən çox su sayğacı qurulursa, hər bir əlavə Photon üçün unikal bir adla yeni bir webhook yaradılmalıdır.

4. Yuxarıdakı addımda yaradılan webhook, Photon ilə işləyən koda daxil edilməlidir. Su səviyyəsi sayğacının WiFi versiyasının kodu əlavə edilmiş faylda verilir (Code1_WiFi.txt). Kompüterdə Particle veb səhifəsinə keçin https://login.particle.io/login?redirect=https://… Particle hesabına daxil olun və Particle proqram interfeysinə gedin. Kodu kopyalayın və Particle proqram interfeysində yeni bir tətbiq yaratmaq üçün istifadə edin. Kodun 87 -ci sətrinə yuxarıda yaradılmış veb kancasının adını daxil edin. Bunu etmək üçün, alıntıların içindəki mətni silin və 87 -ci sətirdə aşağıdakı kimi oxunan yeni webhook adını sitatlara daxil edin:

Particle.publish ("Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes", String (GWelevation, 2), ÖZƏL);

5. Kod artıq yoxlanıla, saxlanıla və Photon -a quraşdırıla bilər. Kodun buluddan Photon -da saxlanıldığını və quraşdırıldığını unutmayın. Bu kod, su quyusunda olduqda su sayğacının işləməsi üçün istifadə olunacaq. Sahə qurulması zamanı hesabat tezliyini gündə bir dəfə təyin etmək və su quyusu haqqında məlumat əlavə etmək üçün kodda bəzi dəyişikliklər edilməlidir (bu, "Su Səviyyə Ölçmə Təlimatları.pdf" faylında "" adlı bölmədə təsvir edilmişdir. Sayğacın bir su quyusuna quraşdırılması ").

Addım 5: Ölçmə cihazını sınayın

Sayğacların qurulması və proqram təminatının quraşdırılması artıq başa çatmışdır. Bu nöqtədə sayğacın sınanması məsləhət görülür. İki test tamamlanmalıdır. İlk test sayğacın suyun səviyyəsini düzgün ölçə biləcəyini və məlumatları ThingSpeak -a göndərə biləcəyini təsdiq etmək üçün istifadə olunur. İkinci test, Photon -un enerji istehlakının gözlənilən diapazonda olduğunu təsdiq etmək üçün istifadə olunur. Bu ikinci test faydalıdır, çünki Photon çox güc istifadə edərsə, batareyalar gözləniləndən daha tez uğursuz olacaq.

Test məqsədləri üçün hər iki dəqiqədən bir suyun səviyyəsini ölçmək və bildirmək üçün kod təyin edilmişdir. Bu sayğac sınanarkən ölçmələr arasında gözləmək üçün praktiki bir vaxtdır. Fərqli bir ölçmə tezliyi istənirsə, kodun 16 -cı sətrində MeasureTime adlı dəyişəni istədiyiniz ölçü tezliyinə dəyişin. Ölçmə tezliyi saniyələrlə daxil edilir (yəni 120 saniyə iki dəqiqəyə bərabərdir).

İlk test, sayğacı yerdən asmaq, açmaq və ThingSpeak kanalının sensorla döşəmə arasındakı məsafəni dəqiq şəkildə bildirdiyini yoxlamaqla ofisdə edilə bilər. Bu sınaq ssenarisində ultrasəs nəbzi quyudakı su səthini simulyasiya etmək üçün istifadə olunan zəmindən əks olunur.

İkinci test üçün, batareya paketi ilə Photon arasındakı elektrik cərəyanı, Photon məlumat cədvəlindəki xüsusiyyətlərə uyğun olduğunu təsdiq etmək üçün ölçülməlidir: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… Təcrübə göstərir ki, bu test qüsurlu IoT cihazlarını sahəyə yerləşdirilməzdən əvvəl müəyyənləşdirməyə kömək edir. Batareya paketindəki müsbət V+ telinin (qırmızı tel) və Photon üzərindəki VIN pininin arasına cərəyan sayğacı qoyaraq cərəyanı ölçün. Cərəyan həm iş rejimində, həm də dərin yuxu rejimində ölçülməlidir. Bunu etmək üçün Photon -u yandırın və təxminən 20 saniyə işləyən iş rejimində (Photon -un mavi rəngə çevrilən LED -də göstərildiyi kimi) başlayacaq. Bu müddət ərzində işləyən cərəyanı müşahidə etmək üçün cari sayğacdan istifadə edin. Photon daha sonra avtomatik olaraq iki dəqiqə ərzində dərin yuxu rejiminə keçəcək (Fotonun sönməsi LED -də göstərildiyi kimi). Bu anda dərin yuxu axını müşahidə etmək üçün cari sayğacdan istifadə edin. İşləmə cərəyanı 80 ilə 100 mA arasında, dərin yuxu axını isə 80 ilə 100 µA arasında olmalıdır. Cərəyan bu dəyərlərdən yüksəkdirsə, Photon dəyişdirilməlidir.

İndi sayğac su quyusuna quraşdırılmağa hazırdır (Şəkil 6). Sayğacın su quyusuna necə qurulacağına dair təlimatlar əlavə edilmiş faylda (Su Səviyyə Ölçmə Təlimatları.pdf) verilir.

Addım 6: Sayğacın Hüceyrə Versiyasını Necə Yaratmaq olar

Su sayğacının mobil versiyası əvvəllər təsvir edilmiş hissələr siyahısına, təlimatlara və koda dəyişikliklər etməklə qurula bilər. Hüceyrə versiyası Wi -Fi tələb etmir, çünki İnternetə mobil siqnal vasitəsilə qoşulur. Sayğacın mobil versiyasını qurmaq üçün hissələrin dəyəri təxminən 300 dollardır (vergilər və göndərmə istisna olmaqla), üstəgəl hücresel IoT cihazı ilə birlikdə gələn mobil məlumat planı üçün təxminən 4 dollar.

Hüceyrə sayğacı, aşağıdakı dəyişikliklərlə yuxarıda sadalanan eyni hissələri və tikinti addımlarını istifadə edir:

• WiFi IoT cihazını (Particle Photon) mobil IoT cihazı (Particle Electron) ilə əvəz edin: https://store.particle.io/collections/cellular/pr…. Sayğacı qurarkən, Adım 3 -də sayğacın WiFi versiyası üçün yuxarıda təsvir olunan eyni pin əlaqələrindən istifadə edin.

• Mobil IoT cihazı WiFi versiyasından daha çox güc istifadə edir və buna görə də iki batareya mənbəyi tövsiyə olunur: IoT cihazı ilə gələn 3.7V Li-Po batareyası və 4 AA batareyalı bir batareya paketi. 3.7V LiPo batareyası, verilən bağlayıcılarla birlikdə birbaşa IoT cihazına bağlanır. AA batareya paketi, IoT cihazına 3 -cü addımda sayğacın WiFi versiyası üçün yuxarıda təsvir edildiyi kimi bağlanır. Sahə sınaqları, yuxarıda göstərilən batareya qurğusundan istifadə edərək sayğacın mobil versiyasının təxminən 9 ay işləyəcəyini göstərdi.. Həm AA batareya paketini, həm də 2000 mAh 3.7 V Li-Po batareyasını istifadə etməyin alternativi daha yüksək tutumlu (məsələn, 4000 və ya 5000 mAh) bir 3.7V Li-Po batareyadan istifadə etməkdir.

• Sayğaca xarici bir anten bağlanmalıdır, məsələn: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p…. Su sayğacının istifadə ediləcəyi mobil xidmət təminatçısının istifadə etdiyi tezliyə görə qiymətləndirildiyindən əmin olun. Mobil IoT cihazı ilə gələn anten açıq havada istifadə üçün uyğun deyil. Xarici anten, antenin quyunun başındakı quyunun kənarına bağlanmasına imkan verən uzun (3 m) bir kabel ilə bağlana bilər (Şəkil 7). Nəmin girməməsi üçün anten kabelinin korpusun altından daxil edilməsi və silikonla yaxşıca möhürlənməsi tövsiyə olunur (Şəkil 8). Keyfiyyətli, suya davamlı, açıq koaksial uzatma kabeli tövsiyə olunur.

• Mobil IoT cihazı sayğacın WiFi versiyasından fərqli bir kod üzərində işləyir. Sayğacın mobil versiyasının kodu əlavə edilmiş faylda verilir (Code2_Cellular.txt).