Kanalizasiya xətti: 3 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Kanalizasiya xəttinin təmizlənməsi prosesi proaktiv deyil, reaktivdir. Bir ərazidə kanalizasiya xəttinin tıxanması halında telefon danışıqları qeydə alınır. Üstəlik, əllə təmizləyicilərin səhv nöqtəsində sıfıra düşməsi çətindir. Çox vaxt israf edərək, təsirlənmiş ərazidəki çoxlu çuxurlarda təmizləmə prosesini həyata keçirmək üçün vurma və sınaq üsulundan istifadə edirlər. Əlavə olaraq zəhərli qazların yüksək konsentrasiyası qıcıqlanma, baş ağrısı, yorğunluq, sinus infeksiyaları, bronxit, sətəlcəm, iştahsızlıq, zəif yaddaş və başgicəllənməyə səbəb olur.

Çözüm, quyunun qapağına yerləşdirilmiş qələm formalı kiçik bir cihaz olan bir prototip dizayn etməkdir. Qapaq bağlı ikən çuxurun içərisinə məruz qalan cihazın aşağı hissəsi - kanalizasiya içindəki suyun səviyyəsini və metan, karbonmonoksit, karbon dioksid və azot oksidləri ehtiva edən qazların konsentrasiyasını aşkar edən sensorlardan ibarətdir.. Məlumatlar, LoRaWAN üzərindəki hər bir quyuda quraşdırılmış bu qurğularla əlaqə quran və məlumatları izləmə məqsədləri üçün tablosuna sahib olan bir bulud serverinə göndərən bir ana stansiyaya toplanır. Bundan əlavə, bu, kanalizasiya xidməti və zibil yığımından məsul olan bələdiyyə orqanları arasındakı boşluğu aradan qaldırır. Bu cihazların şəhər daxilində quraşdırılması, çirkab suların səthə çatmasından əvvəl tıxanmış kanalizasiya xəttinin yerini müəyyənləşdirmək və dəqiq müəyyən etmək üçün profilaktik həllə imkan verəcəkdir.

Təchizat

1. Ultrasonik sensor - HC -SR04

2. Qaz sensoru - MQ -4

3. LoRa ağ geçidi - Raspberry pi 3

4. LoRa modulu - Semtech SX1272

5. NodeMCU

6. Buzzer modulu

7. 500mAh, 3.7V Li-ion batareya

Addım 1:

İlk prototip üçün korpus olaraq tik-tac (təzə nanə qutusu) istifadə etdim. Ultrasonik sensorların bağlanması Tx və Rx kanalizasiya axınına yönəldiləcək şəkildə edildi. Ultrasonik sensora və qaz sensoruna qoşulmaq çox asandır. Fərdi sensorları gücləndirmək və məlumatları oxumaq üçün NodeMCU -da mövcud olan 8 rəqəmsal pindən istifadə etmək kifayətdir. Daha yaxşı başa düşmək üçün əlaqələri çəkdim.

Addım 2: SEMTECH SX1272 ilə tanış olun

Növbəti addım kitabxanaları NodeMCU -ya quraşdırmaq olar.

Semtech LoRa moduluna aid kitabxanaları bu linkdə tapa bilərsiniz:

Bu kitabxananı quraşdırmaq üçün:

• Arduino Kitabxana menecerindən istifadə edərək quraşdırın ("Sketch" -> "Kitabxana daxil et" -> "Kitabxanaları İdarə et …") və ya
• "ZIP yüklə" düyməsini istifadə edərək github -dan bir zip faylı yükləyin və IDE -dən istifadə edərək quraşdırın ("Sketch" -> "Kitabxana daxil et" -> ". ZIP Kitabxana əlavə et …"
• Bu git anbarını eskiz kitabçanız/kitabxana qovluğunuza kopyalayın.

Bu kitabxananın işləməsi üçün Arduino (və ya istifadə etdiyiniz Arduino ilə uyğun olan hər hansı bir lövhə) qəbulediciyə qoşulmalıdır. Dəqiq bağlantılar bir az alıcı -verici lövhəsindən və istifadə olunan Arduino -dan asılıdır, buna görə də bu bölmə hər bir bağlantının nəyə lazım olduğunu və hansı hallarda lazım olduğunu (lazım deyil) izah etməyə çalışır.

Qeyd edək ki, SX1272 modulu 3.3V -də işləyir və ehtimal ki, pinlərində 5V -u sevmir (baxmayaraq ki, məlumat cədvəlində bu barədə heç nə deyilmir və qəbuledicim təsadüfən 5V I/O -nu bir neçə saat istifadə etdikdən sonra pozulmadı). Təhlükəsiz olmaq üçün səviyyə dəyişdirici və ya 3.3V -də işləyən bir Arduino istifadə etdiyinizə əmin olun. Semtech qiymətləndirmə lövhəsi, zədələnmənin qarşısını ala biləcək bütün məlumat xətləri ilə birlikdə 100 ohm rezistora malikdir, amma buna inanmıram.

SX127x ötürücüləri 1.8V və 3.9V arasında bir gərginliyə ehtiyac duyurlar. Tipik olaraq, 3.3V enerji təchizatı istifadə olunur. Bəzi modulların tək bir güc pimi var (3.3V etiketli HopeRF modulları kimi), lakin digərləri fərqli hissələr üçün birdən çox güc sancağını (VDD_RF, VDD_ANA və VDD_FEM olan Semtech qiymətləndirmə lövhəsi kimi) ifşa edir. Hər hansı bir GND pininin Arduino GND pin (lərinə) bağlanması lazımdır.

Alıcı -verici ilə ünsiyyətin əsas yolu SPI (Serial Periferik İnterfeys) vasitəsidir. Bunun üçün dörd pin istifadə olunur: MOSI, MISO, SCK və SS. Əvvəlki üçü birbaşa əlaqələndirmək lazımdır: buna görə MOSI -dən MOSI -yə, MISO -dan MISO -ya, SCK -dən SCK -ya. Bu pinlərin Arduino -da yerləşdiyi yerlər dəyişir, məsələn Arduino SPI sənədlərinin "Əlaqələr" bölməsinə baxın. SS (qul seçmək) bağlantısı bir az daha çevikdir. SPI qul tərəfində (alıcı -verici), bu NSS etiketli pinə (adətən) bağlanmalıdır. SPI master (Arduino) tərəfində, bu pin istənilən I/O pininə qoşula bilər. Əksər Arduinoların "SS" etiketli bir pinləri də var, ancaq bu yalnız Arduino SPI qulu olaraq işləyərkən aktualdır, burada isə belə deyil. Seçdiyiniz pin nə olursa olsun, kitabçaya pin xəritələşdirmə vasitəsi ilə hansı pin istifadə etdiyinizi söyləməlisiniz (aşağıya baxın).

Telsiz lövhəsindəki DIO (rəqəmsal G/Ç) pinləri müxtəlif funksiyalar üçün konfiqurasiya edilə bilər. LMIC kitabxanası onlardan ötürücüdən ani status məlumatı almaq üçün istifadə edir. Məsələn, LoRa ötürülməsi başlayanda DIO0 pin TxDone çıxışı kimi konfiqurasiya edilir. Göndərmə tamamlandıqda, DIO0 pimi LMIC kitabxanası tərəfindən aşkar edilə bilən ötürücü tərəfindən yüksək düzəldilir. LMIC kitabxanasının yalnız DIO0, DIO1 və DIO2 -yə girişi lazımdır, digər DIOx pinləri ayrılmış vəziyyətdə qala bilər. Arduino tərəfində, hər hansı bir I/O pininə qoşula bilərlər, çünki mövcud tətbiqdə kəsilmələr və ya digər xüsusi hardware xüsusiyyətləri istifadə edilmir (bu xüsusiyyətə əlavə edilə bilər, ancaq "Zamanlama" bölməsinə də baxın).

LoRa rejimində DIO pinləri aşağıdakı kimi istifadə olunur:

• DIO0: TxDone və RxDone
• DIO1: RxTimeoutIn

FSK rejimi aşağıdakı kimi istifadə olunur:

• DIO0: PayloadReady və PacketSent
• DIO2: TimeOut

Hər iki rejimin yalnız 2 sancağa ehtiyacı var, lakin tranceiver onları eyni 2 sancağa xəritəni kəsəcək şəkildə xəritələşdirməyə icazə vermir. Beləliklə, həm LoRa, həm də FSK rejimi istifadə edilərsə, hər üç pin birləşdirilməlidir. Arduino tərəfində istifadə olunan sancaqlar, eskizinizdəki pin xəritəsində konfiqurasiya edilməlidir (aşağıya baxın). Sıfırla Telsizin açıq şəkildə sıfırlanması üçün istifadə edilə bilən bir sıfırlama pininə malikdir. LMIC kitabxanası, çipin başlanğıcda ardıcıl vəziyyətdə olmasını təmin etmək üçün bundan istifadə edir. Praktiki olaraq, bu pin ayrılaraq buraxıla bilər, çünki ötürücü artıq açıldıqda ağlı başında olacaq, ancaq onu bağlamaq bəzi hallarda problemlərin qarşısını ala bilər. Arduino tərəfində hər hansı bir I/O pinindən istifadə edilə bilər. İstifadə olunan pin nömrəsi pin eşlemede konfiqurasiya edilməlidir (aşağıya baxın).

Telsizdə iki ayrı anten bağlantısı var: biri RX üçün, biri də TX üçün. Tipik bir ötürücü lövhədə, bu RX və TX əlaqələri arasında tək bir anten dəyişdirməyə imkan verən bir anten keçid çipi var. Belə bir anten dəyişdiriciyə ümumiyyətlə RXTX etiketli bir giriş pimi vasitəsilə hansı mövqedə olması lazım olduğunu söyləmək olar. Anten açarını idarə etməyin ən asan yolu, SX127x ötürücüdəki RXTX pinindən istifadə etməkdir. Bu pin, TX zamanı avtomatik olaraq yüksək, RX zamanı isə aşağı olaraq təyin olunur. Məsələn, HopeRF lövhələrində bu əlaqənin olduğu görünür, buna görə heç bir RXTX sancağını açmırlar və pin pin xəritəsində istifadə edilməmiş olaraq qeyd edilə bilər. Bəzi lövhələr anten dəyişdirici pinini, bəzən də SX127x RXTX pinini açır. Məsələn, SX1272 qiymətləndirmə lövhəsi keçmiş FEM_CTX və sonuncu RXTX -i çağırır. Yenə bunları bir tullanan tel ilə birləşdirmək ən asan həlldir. Alternativ olaraq və ya SX127x RXTX pin yoxdursa, LMIC anten açarını idarə etmək üçün konfiqurasiya edilə bilər. Antenə keçid idarəetmə pinini (məsələn, Semtech qiymətləndirmə lövhəsindəki FEM_CTX) Arduino tərəfindəki hər hansı bir I/O pininə qoşun və pin xəritəsində istifadə olunan pimi konfiqurasiya edin (aşağıya baxın). Niyə qəbuledicinin antenə birbaşa nəzarət etməsini istəmədiyi tam aydın deyil.

Addım 3: 3D Kassa Çapı

Hər şeyi işə saldıqdan sonra, daha yaxşı görünən bir dizayn üçün modul üçün qutu 3D çap etməyə qərar verdim.

Əlində olan son məhsulla insan çuxuruna quraşdırmaq və tablosuna real vaxtda nəticələr əldə etmək asan idi. Su səviyyəsi göstəricisi olan real vaxt qaz konsentrasiyası dəyərləri problemi həll etmək üçün daha etibarlı bir yolla birlikdə səlahiyyətli bir yanaşma təmin etdi.