Matës tejzanor i shiut: Stacioni i motit Raspebbery Pi i Hapur: Pjesa 1: 6 Hapa

2025 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2025-01-23 15:10

IoT komerciale (Internet Of Things) Stacionet e motit janë të shtrenjta dhe nuk janë të disponueshme kudo (si në Afrikën e Jugut). Kushtet ekstreme të motit na godasin. SA po përjeton thatësirën më të rëndë në dekada, toka po nxehet dhe fermerët luftojnë për të prodhuar fitimprurës, pa mbështetje teknike ose financiare të qeverisë për fermerët tregtarë.

Ka disa stacione moti Raspberry Pi përreth, si ai që Fondacioni Raspberry Pi ndërton për shkollat në Mbretërinë e Bashkuar, por nuk është i disponueshëm për publikun e gjerë. Ekzistojnë shumë sensorë të përshtatshëm, disa analogë, disa dixhitalë, disa gjendje të ngurtë, disa me pjesë lëvizëse dhe disa sensorë shumë të shtrenjtë si anemometra tejzanor (shpejtësia dhe drejtimi i erës)

Vendosa të ndërtoj një stacion moti me burim të hapur, të hapur, me pjesë të përgjithshme të disponueshme në Afrikën e Jugut mund të jetë një projekt shumë i dobishëm dhe do të argëtohem shumë (dhe dhimbje koke sfiduese).

Vendosa të filloja me një matës shiu në gjendje të ngurtë (pa pjesë lëvizëse). Kova tradicionale e këshillave nuk më bëri përshtypje në atë fazë (madje mendova se nuk e kam përdorur kurrë deri atëherë). Pra, mendova, shiu është ujë dhe uji përcjell energji elektrike. Ka shumë sensorë analog rezistentë ku rezistenca zvogëlohet kur sensori bie në kontakt me ujin. Mendova se kjo do të ishte një zgjidhje perfekte. Fatkeqësisht ata sensorë vuajnë nga të gjitha llojet e anomalive si elektroliza dhe deoksidimi dhe leximet nga ata sensorë nuk ishin të besueshëm. Unë madje ndërtoj sondat e mia prej çeliku inox dhe një bord qark të vogël me stafetë për të krijuar rrymë të vazhdueshme alternative (konstante 5 volt, por duke alternuar polet pozitive dhe negative) për të eleminuar elektrolizën, por leximet ishin akoma të paqëndrueshme.

Zgjedhja ime e fundit është sensori tejzanor i zërit. Ky sensor i lidhur me pjesën e sipërme të matësit, mund të masë distancën në nivelin e ujit. Për habinë time, këta sensorë ishin shumë të saktë dhe shumë të lirë (Më pak se 50 ZAR ose 4 USD)

Hapi 1: Pjesët e nevojshme (Hapi 1)

Ju do të keni nevojë për sa më poshtë

1) 1 Raspberry Pi (Çdo model, unë jam duke përdorur një Pi 3)

2) 1 Borde Bukë

3) Disa kabllo kërcyes

4) Një rezistencë një Ohms dhe një rezistencë dy (ose 2.2) Ohms

5) Një filxhan i vjetër i gjatë për të ruajtur shiun. Kam shtypur timen (në dispozicion një kopje e butë)

6) Një matës i vjetër manual i kapjes së shiut (Ose mund të krijoni tuajin dhe ta printoni)

7) Pajisjet matëse për të matur mililitrat ose një peshore për peshën e ujit

8) Sensori tejzanor HC-SR04 (Afrikano-jugorët mund t'i marrin nga Communica)

Hapi 2: Ndërtimi i qarkut tuaj (hapi 2)

Kam gjetur një udhëzues shumë të dobishëm për të më ndihmuar të ndërtoj qarkun dhe të shkruaj shkrimet e python -it për këtë projekt. Ky copëz llogarit distancat dhe ju do ta përdorni për të llogaritur distancën midis sensorit të montuar në krye të rezervuarit tuaj matës dhe nivelit të ujit

Mund ta gjeni këtu:

www.modmypi.com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi

Studioni atë, ndërtoni qarkun tuaj, lidheni atë me pi tuaj dhe luani me kodin python. Sigurohuni që të ndërtoni saktë ndarësin e tensionit. Kam përdorur një rezistencë 2.2 ohm midis GPIO 24 dhe GND.

Hapi 3: Ndërtoni matësin tuaj (Hapi 3)

Ju mund të printoni matësin tuaj, përdorni një matës ose filxhan ekzistues. Sensori HC-SR04 do të ngjitet në krye të rezervuarit tuaj të matësit kryesor. Shtë e rëndësishme të siguroheni që të qëndrojë e thatë gjatë gjithë kohës.

Importantshtë e rëndësishme të kuptoni këndin e matjes së sensorit tuaj HC-SR04. Ju nuk mund ta bashkëngjitni atë në majë të një koni të matësve tradicionalë të shiut. Unë filxhan cilindrik normal do të bëjë. Sigurohuni që është mjaft i gjerë që një valë e duhur zanore të zbresë në fund. Unë mendoj se një tub PVC 75 x 300 mm do të bëjë. Për të provuar nëse sinjali po kalon nëpër cilindrin tuaj dhe kthehet siç duhet, matni distancën nga censori deri në fund të cilindrit tuaj me një vizore, krahasojeni atë matje me distancën që merrni nga sensori TOF (Koha e fluturimit) distanca e vlerësuar deri ne fund.

Hapi 4: Llogaritjet dhe Kalibrimi (Hapi 4)

Çfarë do të thotë shi 1 milimetër? Shiu një mm do të thotë që nëse keni 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 1 litër, ai do ta mbushë shishen 100 % dhe uji gjithashtu do të masë 1 kg. Matës të ndryshëm shiu kanë zona të ndryshme ujëmbledhëse. Nëse zona juaj ujëmbledhëse e matësit tuaj ishte 1m X 1m është e lehtë.

Gjithashtu, 1 gram ujë është konvencional 1 ml

Për të llogaritur reshjet tuaja në mm nga matësi juaj mund të bëni sa më poshtë pasi të peshoni ujin e shiut:

W është pesha e reshjeve në gram ose mililitër

A është zona juaj e ujëmbledhësit në mm katror

R është reshja juaj totale në mm

R = W x [(1000 x 1000)/A]

Ekzistojnë dy mundësi në përdorimin e HC-SR04 për të vlerësuar W (Ju keni nevojë për W për të llogaritur R).

Metoda 1: Përdorni Fizikë të thjeshtë

Matni distancën nga HC-SR në matësin e poshtëm (Po e bënit edhe në një hap të mëparshëm) me sensorin duke përdorur llogaritjet TOF (Koha e Fluturimit) në shkrimin python nga https://www.modmypi. com/blog/hc-sr04-sensor-range-range-sensor-on-the-mjedër-pi Thirrni këtë CD (Thellësia e cilindrit)

Matni sipërfaqen e pjesës së brendshme të cilindrit tuaj me çdo gjë të përshtatshme në mm katror. Thirrni këtë IA.

Tani hidhni 2 ml ujë (ose ndonjë sasi të përshtatshme) në cilindrin tuaj. Duke përdorur sensorin tonë, vlerësoni distancën në nivelin e ri të ujit në mm, Cal this Dist_To_Water).

Thellësia e ujit (WD) në mm është:

WD = CD - Dist_To_Water (Ose Thellësia e cilindrit minus distancën nga censori në nivelin e ujit)

Nuk ka Pesha e vlerësuar e ujit

W = WD x IA në ml ose gram (mbani mend 1 ml peshë uji 1 gram)

Tani mund të vlerësoni Reshjet e Reshjeve (R) në mm me W x [(1000 x 1000)/A] siç është shpjeguar më parë.

Metoda 2: Kalibroni njehsorin tuaj me Statistikat

Meqenëse HC-SR04 nuk është i përsosur (mund të ketë gabime), duket sikur është të paktën konstant në matje nëse cilindri juaj është i përshtatshëm.

Ndërtoni një model linear me leximet e sensorëve (ose distancat e sensorit) si variabël të varur dhe peshat e injektuara të ujit si variabël të varur.

Hapi 5: Softuer (Hapi 5)

Softueri për këtë projekt është ende në zhvillim.

Skriptet python në https://www.modmypi.com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi duhet të jenë të përdorshme.

Bashkangjitni disa aplikacione python të dobishme (Licenca e Përgjithshme Publike) e zhvilluar nga unë.

Kam në plan të zhvilloj një ndërfaqe në internet për stacionin e plotë të motit më vonë. Bashkangjitni disa nga programet e mia të përdorura për të kalibruar njehsorin dhe për të bërë lexime të sensorëve

Përdorni shkrimin e kalibrimit të bashkëngjitni për të kalibruar matësin statistikisht. Importoni të dhënat në një spreadsheet për t’i analizuar.

Hapi 6: Ende për të bërë (Hapi 6)

Një valvul solenoid është e nevojshme për të zbrazur rezervuarin kur është e mbushur (Afër sensorit)

Pikat e para të shiut nuk maten gjithmonë saktë, veçanërisht nëse matësi nuk është i niveluar siç duhet. Unë jam në proces të zhvillimit të një matës disdro për të kapur pikën në mënyrë korrekte. Përbuzni të ardhmen time të ardhshme.

Reklamoni një sensor të dytë tejzanor për të matur efektin e temperaturës në TOF. Së shpejti do të postoj një përditësim për këtë.

Kam gjetur burimin e mëposhtëm që mund të ndihmojë

www.researchgate.net/profile/Zheng_Guilin3/publication/258745832_An_Innovative_Principle_in_Self-Calibration_by_Dual_Ultrasonic_Sensor_and_Application_in_Rain_Gauge/links/540d53e00cf2f2b29a38392b/An-Innovative-Principle-in-Self-Calibration-by-Dual-Ultrasonic-Sensor-and-Application-in- Matës shiu.pdf