Matësi i shiut të Bell Siphon: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Një version i përmirësuar i këtij është Matësi i Shiut PiSiphon

Tradicionalisht reshjet maten me një matës manual të shiut.

Stacionet e automatizuara të motit (përfshirë stacionet e motit IoT) normalisht përdorin kova përmbysëse, disdometra akustikë ose disdrometra lazer.

Kovat e hedhjes kanë pjesë lëvizëse që mund të bllokohen. Ato janë kalibruar në laboratorë dhe mund të mos maten saktë në stuhitë e shiut të fortë. Disdrometrat mund të përpiqen të mbledhin pika të vogla ose reshje nga bora ose mjegulla. Disdrometrat gjithashtu kërkonin elektronikë të komplikuar dhe algoritme të përpunimit për të vlerësuar madhësinë e rënies dhe për të bërë dallimin midis shiut, borës dhe breshërit.

Mendova se një matës shiu Bell Siphon Rain mund të jetë i dobishëm për të kapërcyer disa nga çështjet e mësipërme. Sifoni Bell mund të printohet lehtësisht në një Printer Fdm 3d normal (Ato të lira me ekstruderë, si RipRaps dhe Prusas).

Sifonët Bell përdoren shpesh në akuaponikë dhe rezervuarë peshku për të zbrazur automatikisht rezervuarët kur niveli i ujit arrin një lartësi të caktuar. Vetëm forcat natyrore përdoren për të zbrazur rezervuarin relativisht shpejt. Sifoni nuk ka pjesë lëvizëse.

Matësi i shiut të sifonit të kambanës përmban dy sonda të lidhura afër njëra -tjetrës (por që nuk kontaktojnë njëra -tjetrën) me daljen e sifonit të kambanës. Skajet e tjera të sondave janë të lidhura me kunjat GPIO të pi mjedrës. Një kunj do të jetë një kunjë dalëse, kunja tjetër do të jetë një kunjë hyrëse. Kur matësi i shiut përmban një sasi të caktuar uji, forcat natyrore do të zbrazin matësin. Uji do të kalojë përmes sondave në daljen e sifonit të kambanës dhe një nivel i lartë do të regjistrohet në kunjin e hyrjes GPIO. Ky veprim sifonizimi do të regjistrojë afërsisht 2.95 gram (ml) duke përdorur modelin tim të sifonit të kambanës. 2.8 gram ujë do të jetë e barabartë me +/- 0.21676 mm shi nëse përdoret matësi im i shiut me një diametër gyp 129 mm. Pas çdo veprimi të sifonit (ngjarja e lëshimit të ujit) kunja e hyrjes do të bëhet dalje dhe dalja do të bëhet një hyrje për të parandaluar elektrolizën e mundshme.

Objektivi im i këtij projekti është të siguroj një sensor që mund të përdoret nga kallajxhinjtë për t'u lidhur me stacionet e motit të pajisjeve të hapura. Ky sensor u testua në një pi mjedër, por mikrokontrolluesit e tjerë gjithashtu duhet të funksionojnë.

Për të kuptuar më mirë sifonët e kambanës, shikoni këtë

Hapi 1: Çfarë ju nevojitet

1. Një pi mjedër.
2. Printer 3D- (Për të printuar Sifonin e kambanës. Unë do të jap modelin tim. Ju gjithashtu mund ta çoni në një shërbim printimi)
3. Gyp i vjetër i matësit të shiut (Ose mund të printoni një. Unë do të jap modelin tim.)
4. 2 X Rondele si sonda (5x25x1.5 mm për modelin tim)
5. Breadboard (opsionale për testim).
6. Disa Aftësi Python do të ndihmojnë, por i gjithë kodi ofrohet.
7. Një shkallë elektronike për të rregulluar mirë kalibrimin. Gjithashtu mund të përdoret një shiringë e madhe (60ml).
8. Zorrë e papërshkueshme nga uji për pi mjedër.
9. super ngjites
10. 2 kërcyes aligatorësh dhe 2 kërcyes meshkuj me femra
11. Tub PVC 110mm, +/- 40 cm i gjatë

Hapi 2: PROJEKTIMI DHE SHTYPJA SIFONIN E KAMBANS

Bashkangjitni gjeni modelin tim në formatin Autocad123D dhe STL. Ju mund të luani me modelin, por ndryshimi i modelit mund të krijojë një sifon zile që rrjedh dhe jo funksional. I imi u shtyp në një AIO XYZ DaVinci. Mbështetësit janë përfshirë tashmë në dizajn, kështu që mbështetëset shtesë mund të mos jenë të nevojshme. Zgjodha predha të trasha, mbushje 90%, nivel 0.2 mm të larta. Filamenti ABS përdoret pasi PLA do të degradojë jashtë. Pas shtypjes së gypit, aplikoni një llak akrilik mbi të për ta mbrojtur nga elementët. Mbani llak akrilik larg nga brenda sifonit të kambanës pasi ai spërkatje mund të bllokojë rrjedhjen e ujit në sifon. Mos i jepni sifonit një banjë acetoni

Unë nuk i kam testuar ende printerët me rrëshirë. Nëse përdorni rrëshirë, duhet ta mbroni rrëshirën nga dielli për të parandaluar keqformimin e sifonit.

(Ky dizajn është një përmirësim i origjinalit: Data e Versionit 27 Qershor 2019)

Hapi 3: Montoni Sifonin

Studioni imazhet e bashkangjitura. Përdorni super zam për të bashkuar të gjitha sendet së bashku. Mos harroni se super zam nuk është përçues dhe të gjitha pikat tuaja të kontaktit duhet të qëndrojnë të pastra nga super zam. Kam përdorur kërcyesit aligatorë për të lidhur sondat (rondele) tek kërcyesit meshkuj me femra në pi tim mjedër. Njëra sondë duhet të lidhet me GPIO 20, tjetra me 21. Asnjë rezistencë nuk kërkohet në këtë qark. Përpiquni ta bëni sondën ujë të ngushtë kur përdorni super ngjitësin. Xhel silikoni gjithashtu mund të ndihmojë.

Mos e mbuloni ende sifonin tuaj në tubin PVC 110 mm, ai së pari duhet të testohet.

Hapi 4: Testimi i sondës

Krijoni një skedar "rain_log.txt" në drejtorinë tuaj ku dëshironi të ruani kodin tuaj python.

Hapni IDE -në tuaj të preferuar python dhe shkruani kodin e mëposhtëm në të. Ruajeni si siphon_rain_gauge2.py. Drejtoni kodin python. Shtoni pak shi artificial në gypin tuaj. Sigurohuni që të ketë një dhe vetëm një numërim, sa herë që sifoni lëshon ujë. Nëse Sifoni po numëron gabim, shihni seksionin e zgjidhjes së problemeve.

#Matës i shiut të Bell-Sifonit

#Zhvilluar nga JJ Slabbert print ("Matësi i shiut Bell Siphon po pret disa pika …") importo gpiozero kohën e importit r = 0.21676 #Kjo është reshje e kalibruar e reshjeve për veprimin e lëshimit të sifonit. t = 0 #reshje totale f = hapur ("rain_log.txt", "a+") n = 0 ndërsa e vërtetë: #Pas çdo sifonizimi, kunja 20, 21 duhet të alternohet për të parandaluar elektrolizën e mundshme nëse n/2 == int (n): sifon = gpiozero. Butoni (21, False) dalja = gpiozero. LED (20) dalja.në () tjetër: sifoni = gpiozero. Butoni (20, I rremë) dalja = gpiozero. LED (21) dalja.në () siphon.wait_for_press () n = n+1 t = t+r lokaltime = kohë.asctime (time.localtime (time.time ())) print ("Shi total shi:"+str (noton (t))+" mm "+lokaliteti) f.shkruaj (str (t)+", "+koha e kohës+" / n ") sifon.close () output.close () time.sleep (1.5)

Hapi 5: LLOGARITJET DHE KALIBRIMET

Pse shirat maten si Distancë? Çfarë do të thotë shi 1 milimetër? Nëse keni pasur një kub prej 1000mm X 1000mm X 1000mm ose 1m X 1m X 1m, kubi do të ketë një thellësi prej 1 mm ujë shiu nëse e lini jashtë kur bie shi. Nëse e zbrazni këtë shi në një shishe me 1 Foshnjë, ajo do ta mbushë shishen 100 % dhe uji gjithashtu do të masë 1 kg. Matës të ndryshëm shiu kanë zona të ndryshme ujëmbledhëse.

Gjithashtu, 1 gram ujë është konvencional 1 ml.

Nëse përdorni modelet e mia si të bashkangjitura, kalibrimi mund të mos jetë i nevojshëm.

Për të kalibruar matësin e shiut, mund të përdorni 2 metoda. Për të dyja metodat, përdorni aplikacionin bashkëngjit python (hapi i mëparshëm) për të numëruar lëshimet (veprimet e sifonit). Sigurohuni që të ketë një dhe vetëm një numërim, sa herë që sifoni lëshon ujë. Nëse Sifoni po numëron gabim, shihni seksionin e zgjidhjes së problemeve

Metoda e Parë: Përdorni një matës shiu ekzistues (kontrolli)

Që kjo metodë të funksionojë, gypi i sifonit të ziles duhet të jetë i njëjti zonë me matësin e shiut të kontrollit. Krijoni shi artificial mbi gypin tuaj të sifonit dhe numëroni numrin e lëshimeve me python. Mblidhni të gjithë lëshimin e ujit nga sifoni. në matësin tuaj të shiut. Pas rreth 50 lëshimeve (veprimet e Sifonit), matni reshjet në matësin e shiut të kontrollit

Le të jetë R mesatarja e reshjeve në mm për veprim sifonizimi

R = (Reshjet totale të shiut në matësin e kontrollit)/(Numri i veprimeve të sifonit)

Metoda e dytë: Peshoni reshjet tuaja (do t'ju duhet një peshore elektronike)

Le të jetë R mesatarja e reshjeve në mm për veprim sifonizimi

Le të jetë W pesha e ujit për veprimin e sifonit në gram ose ml

Le të jetë A zona ujëmbledhëse e gypit

R = (Px1000)/A

Për kalibrim, përdorni një shiringë për të injektuar ujë ngadalë në sifonin e kambanës. Kapni ujin në një gotë me një peshë të njohur. Vazhdoni të injektoni ujin derisa sifoni të zbrazet vetë për të paktën 50 herë. Peshoni ujin në gotë. Llogaritni peshën mesatare (W) të ujit të lëshuar sa herë që sifoni lëshon ujë. Për modelin tim ishte rreth 2.95 gram (ml). Për gypin tim me diametër 129mm dhe rreze 64.5 mm

A = pi*(64.5)^2 = 13609.8108371

R = (2.95*1000) /13609.8108371

R = 0.21676

Nëse nuk keni një peshore elektronike, mund të përdorni vetëm një shiringë të madhe (60 ml/gram). Thjesht numëroni numrin e lëshimeve të ujit të sifonit

W = (Vëllimi i shiringës në mm)/(Numri i lëshimeve të ujit të sifonit)

Përditësoni aplikacionin python me vlerën e re R.

Sifoni Bell (Dizajni im) merr rreth 1 sekondë për të lëshuar të gjithë ujin. Si rregull, uji që hyn në sifon gjatë lëshimit gjithashtu do të lëshohet. Kjo mund të ndikojë në linearitetin e matjeve, gjatë shiut të fortë. Një model statistikor më i mirë mund të përmirësojë vlerësimet.

Hapi 6: Shkoni në Fushë

Vendosni sifonin dhe gypin tuaj të montuar në zarf të përshtatshëm. Kam përdorur një tub PVC 110 mm. Gjithashtu sigurohuni që mjedra juaj pi e lidhur të jetë në një shtresë të papërshkueshme nga uji. PI im mundësohet me një bankë energjie për qëllime demo, por duhet të përdoret një furnizim i jashtëm i duhur me energji ose sistem diellor.

Kam përdorur VNC për t'u lidhur me PI përmes tabletit tim. Kjo do të thotë që unë mund të monitoroj reshjet në instalimin tim nga kudo.

Krijoni shi artificial dhe shihni se si funksionon sensori.

Hapi 7: Zgjidhja e problemeve

1) Problemi: Nëse numëroj lëshimet e sifonit me aplikacionin python, aplikacioni numëron lëshime shtesë.

Këshillë: Sondat tuaja në sifonin e kambanës mund të mbyllen dhe një pikë uji ka ngecur mes tyre.

2) Problemi: Uji po pikon përmes Sifonit.

Këshillë: Ky është një gabim i projektimit. Përmirësoni dizajnin. Rrezja e daljes së Sifonit është ndoshta shumë e madhe. Ndihma nga shkencëtari mund të ndihmojë. Nëse keni dizajnuar sifonin tuaj të kambanës, provoni atë që ju ofrova. Ju gjithashtu mund të lidhni një tub të shkurtër (15 cm) të rezervuarit të peshkut në prizën e sifonit për të përmirësuar "forcën e tërheqjes" të lëshimit.

3) Problemi: Sonda nuk merr të gjitha lëshimet e sifonit.

Këshillë: Pastroni sondat tuaja me një shkop veshi. Kontrolloni të gjitha lidhjet kabllore. Mund të ketë zam në sondat tuaja. hiqeni atë me një skedar me saktësi të imët.

4) Problemi: Lëshimet e mia të sifonit llogariten të gjitha në mënyrë korrekte, por vlerësimi i reshjeve është i gabuar.

Këshillë: Ju duhet të kalibroni senzorin tuaj. Nëse keni nën vlerësime r (reshjet për veprim sifonizimi) duhet të rriten.

Hapi 8: Përmirësimet dhe Testi i së Ardhmes

1. Pllakë ari sondat (rondele). Kjo do të ndihmojë përsëri në korrozionin e mundshëm.
2. Zëvendësoni sondat me një diodë lazer dhe një rezistencë fotografike.
3. Përmirësoni modelin e vlerësimit. Modeli i thjeshtë linear mund të mos jetë i përshtatshëm në shi të fortë.
4. Një Sifon i dytë më i madh Bell mund të shtohet nën (në dalje) të atij të parë për të matur shiun me densitet të lartë.
5. Për një GUI, unë sugjeroj Caynne IOT.

Shënim: Një përmirësim i madh është publikuar. Shihni Matësin e Shiut PiSiphon