Monitorimi i cilësisë së ujit duke përdorur MKR1000 dhe ARTIK Cloud: 13 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Prezantimi

Objektivi kryesor i këtij projekti është përdorimi i MKR1000 dhe Samsung ARTIK Cloud për të monitoruar pH dhe nivelet e temperaturës së pishinave.

Ne do të përdorim sensorin e temperaturës dhe pH ose sensorin e fuqisë së hidrogjenit për të matur alkalinitetin dhe aciditetin e ujit.

Matja e temperaturës është e domosdoshme sepse mund të ndikojë në nivelin e pH. Një rritje në temperaturën e çdo solucioni do të shkaktojë një ulje të viskozitetit të tij dhe një rritje të lëvizshmërisë së joneve të tij në tretësirë. Meqenëse pH është një masë e përqendrimit të jonit të hidrogjenit, një ndryshim në temperaturën e një zgjidhjeje do të reflektohet nga një ndryshim i mëvonshëm i pH (1).

Efektet e temperaturës në nivelin e ph janë si më poshtë.

• Efektet e temperaturës që zvogëlojnë saktësinë dhe shpejtësinë e reagimit të Elektrodës.
• Koeficienti i Temperaturës së Variacionit ndikon në materialin që matet nga sensori, qoftë tampon kalibrimi apo mostër.

Lexo më shumë

Pse na duhet të balancojmë pishinat tona?

Ky do të jetë një diskutim i gjatë. Ju mund ta kaloni këtë te Hapi 1:)

Pishinat, ose të paktën vrimat e ujitjes të bëra nga njeriu për larje dhe not-kthehen prapa deri në vitin 2600 p.e.s. në minimum. Sidoqoftë, kryesisht për shkak të burimeve të mundshme të mikrobeve siç janë njerëzit që notojnë në pishinë, kafshë të tilla si qen, kafshë të egra të ngordhura dhe mbeturina nga prona të tilla si gjethet, bari dhe pluhuri, pishinat shpesh kontaminohen dhe kështu përmbajnë një sërë e mikrobeve, përfshirë bakteret dhe algat që mund të shkaktojnë probleme shëndetësore të tilla si infeksionet e veshit, hundës dhe fytit. Dhe për të parandaluar, ose të paktën minimizuar këtë, pishinat mbahen rregullisht përmes filtrimit, klorinimit, alkalinitetit total, ngurtësisë së kalciumit dhe rregullimit të nivelit të pH.

pH mund të shihet si një shkurtim për fuqinë e hidrogjenit - ose më plotësisht, fuqia e përqendrimit të jonit të hidrogjenit. Alsoshtë gjithashtu masa se sa acid/ alkalik është uji i pishinës. Nivelet e pH variojnë nga 0.0 deri në 14.0. Gama ideale për pH në ujin e pishinës është 7.2 deri në 7.8. Një pH prej 7.0 është neutrale - nën 7.0 është acid, mbi 7.0 është alkaline. Nëse niveli i pH mbahet në të njëjtin nivel me atë në sytë tanë, që është zakonisht 7.2 në 7.4, efektet anësore të syve të djegur mbahen në minimum.

Kur pishina është shumë acid, ajo do të fillojë të shpërndajë sipërfaqen, duke krijuar një vrazhdësi e cila është ideale për rritjen e algave të pishinës. Një rezultat i ngjashëm ndodh në ngjyrosjen e pishinave me pllaka. Metalet gjithashtu gërryhen, e cila përfshin pajisje pishine, pajisje tubash, lidhje pompash dhe të ngjashme. Sulfatet formohen nga këto sipërfaqe, gërryerje dhe gërryerje metalike. Këto sulfate lëshohen nga uji në muret dhe dyshemenë e pishinës duke shkaktuar njolla të shëmtuara ngjyrë kafe dhe të zezë. Për më tepër, klori, i cili përdoret si dezinfektues në ujin e pishinës, aktivizohet, humbet në atmosferë shumë shpejt dhe kështu bëhet i padobishëm pasi humbet aftësinë e tij për të dezinfektuar ujin. Së fundmi, sytë dhe hunda e notarëve digjen, rrobat e tyre të banjës zbehen dhe vdesin, dhe lëkura e tyre thahet dhe kruhet.

Nga ana tjetër, kur uji është shumë alkalik, kalciumi në ujin e pishinës kombinohet me karbonatet dhe formon shkallë e cila shihet më së shumti në vijën ujore ku bllokon pluhurin dhe papastërtitë, duke u bërë e zezë me kalimin e kohës. Uji i pishinës gjithashtu fillon të bëhet i turbullt ose i turbullt pasi humbet shkëlqimin e tij. Karbonati i kalciumit gjithashtu ka një tendencë të shtrihet në rërë në filtrin e pishinës, duke e kthyer atë në mënyrë efektive në çimento. Pra, nëse filtri i rërës së pishinës bëhet një filtër çimentoje, ai humbet aftësinë e tij për të kapur papastërtitë nga uji i pishinës. Një efekt tjetër që duhet vënë re është se me rritjen e pH -së, fuqia e klorit për të vepruar në grimcat e huaja humbet. Një shembull është se në një pH prej 8.0, pishina mund të përdorë vetëm 20% të klorit të shpërndarë. Së fundi, në ujin e pishinës alkaline, sytë dhe hunda e notarëve gjithashtu mund të digjen dhe lëkura e tyre gjithashtu mund të thahet dhe kruhet.

Thërrisni shokët e grupit tim Alysson dhe Aira për këtë kërkim të mrekullueshëm.

Hapi 1: Mblidhni materiale dhe softuer të nevojshëm

1. Arduino / Genuino MKR1000
2. Arduino IDE
3. Llogaria Cloud Samsung Artik
4. Telat Jumper
5. 3 kokë të meshkujve
6. 170 Pin Dërrasë mjekre
7. Matës pH i DFRobot
8. Sensor i temperaturës i papërshkueshëm nga uji DS18B20
9. Rezistenca 4.7K x1
10. Rezistencë 200 ohms
11. Enë plastike 2x3 inç
12. lidhës audio mashkull dhe femër
13. Saldim hekuri dhe plumbi
14. PCB e saldimit të vogël

Meqenëse rezistenca 4.7k nuk është në magazinë kam përdorur 2.4k x 2 = 4.8k Ohm

Hapi 2: Krijoni llojin tuaj të pajisjes ARTIK Cloud

Regjistrohuni me ARTIK Cloud. Shkoni në faqen e zhvilluesit dhe krijoni "llojin e pajisjes" së re.

Pajisjet në ARTIK Cloud mund të jenë sensorë, pajisje, aplikacione, shërbime, etj. Zakonisht një përdorues do të ketë një ose më shumë pajisje, dhe pajisjet mund të dërgojnë mesazhe ose të përdoren për të dërguar mesazhe në ARTIK Cloud. Mëso më shumë

Pastaj, futni ekranin tuaj të dëshiruar dhe emrin unik.

Hapi 3: Krijoni Manifest të Ri për Llojin e Pajisjes suaj

Në llojin e pajisjes tuaj, krijoni Manifest të ri.

Manifesti, i cili shoqërohet me një lloj pajisjeje, përshkruan strukturën e të dhënave. Kur një aplikacion ose pajisje dërgon një mesazh në ARTIK Cloud, Manifesti merr një hyrje si hyrje që korrespondon me të dhënat dhe nxjerr një listë të fushave/vlerave të normalizuara që ARTIK Cloud mund të ruajë. Mëso më shumë

Futni temp si fusha të të dhënave që do të vendosen automatikisht në celcius.

Shtoni një fushë tjetër të të dhënave dhe emërtojeni atë ph. përdorni ppm ose pjesë për shënim.

ph ose fuqia e Hidrogjenit përdoret për të balancuar Alkalinitetin dhe Aciditetin e ujit. Temperatura mund të ndikojë në vlerën e ph. Një rritje e temperaturës shoqërohet me rritjen e dridhjeve molekulare, me rritjen e temperaturës, Jonet e Hidrogjenit të vëzhgueshëm gjithashtu rriten për shkak të një tendence të zvogëluar të formimit të lidhjeve të Hidrogjenit, duke çuar kështu në një ulje të pH. Mëso më shumë

Kaloni Rregullat e Veprimit pasi nuk do të na duhen.

Pastaj aktivizoni skedarin tuaj të manifestit.

Hapi 4: Krijoni aplikacionin tuaj

Shkoni te ARTIK Cloud Applications dhe klikoni aplikacionin e ri.

Çdo aplikacioni i është caktuar një ID unike nga ARTIK Cloud. Kërkohet një ID aplikacioni për të marrë një shenjë hyrjeje OAuth2 dhe për të kërkuar të dhëna nga një aplikacion, me kusht që përdoruesit t'i ketë dhënë qasje. Mëso më shumë

Shkruani emrin e dëshiruar të aplikacionit dhe url -në e ridrejtimit të vërtetimit. Vini re se url -ja e përcjelljes së vërtetimit kërkohet. Përdoret për të vërtetuar përdoruesit e këtij aplikacioni, prandaj do të ridrejtohet në këtë url nëse ka nevojë për identifikim. Ne përdorëm https:// localhost/8080/për mostër.

Tani vendosni lejen e aplikacionit tuaj për të lexuar dhe shkruar, lundroni në pajisjen tuaj dhe më pas ruani.

Urime tani keni aplikimin tuaj!

Hapi 5: Lidhni ARTIK Cloud me pajisjen tuaj

Tani që backendi juaj është gati. Le të shkojmë te Grafikët tuaj ARTIK Cloud për të parë të dhënat tuaja.

Shkoni te pajisjet e mia dhe klikoni lidhni një pajisje tjetër.

Kërko dhe Kliko llojin e pajisjes tënde të re të krijuar më parë, pastaj kliko lidh pajisjen.

Klikoni në cilësimet e pajisjes tuaj të lidhur për të treguar më shumë informacion.

Merrni parasysh Device ID dhe Token pasi do t'ju nevojitet në hapat e ardhshëm.

Në panelin e djathtë, klikoni shikoni të dhënat tuaja.

Pasi pajisja juaj të jetë ngritur, grafiku do të ketë të dhëna.

Bërë për konfigurimin e ARTIK Cloud.:)

Hapi 6: Lidhni sensorët Temp dhe PH në MKR1000

Këtu është lidhja pin:

• Temp GND në MRK1000 GND
• Temp OUT në MKR1000 Pin dixhital 1
• Temperatura VCC në MKR1000 5V
• Lidhni një rezistencë 4.7K me Temp VCC dhe Temp OUT
• pH GND në MRK1000 GND
• pH jashtë në MKR1000 Kunja analoge 1
• pH VCC në MKR1000 5V

Opsionale: Ne përdorëm një lidhës audio mashkull dhe femër për shkëputje të lehtë të sondës së temperaturës.

Hidhini një sy imazheve për udhëzime më të hollësishme.

Hapi 7: Vendosni menaxherin tuaj të bordit Arduino IDE

Nëse e keni instaluar tashmë Bordin MKR1000 ju lutemi kaloni këtë hap.

Hapni IDE tuaj Arduino.

Shkoni te Mjetet> Bordi> Menaxheri i Bordit.

Pastaj kërkoni mkr1000.

Instaloni Arduino SAMD Board, ai mund të mbështesë si Zero ashtu edhe MKR1000.

Hapi 8: Shtoni Bibliotekat e Kërkuara

Në mënyrë që sensorët dhe wifi -t tanë të funksionojnë, do të kemi nevojë për bibliotekat e mëposhtme.

1. FlashStorage - përdoret për të ruajtur kompensimin e kalibrimit të pH
2. ArduinoThread - e përdori atë për të lexuar sensorë në një fije të veçantë.
3. ArduinoJson - ne do ta përdorim këtë për të dërguar të dhëna JSON në ARTIK Cloud
4. WiFi101 - përdoret për të mundësuar lidhjen wifi me mkr1000
5. ArduinoHttpClient - host për t'u lidhur me API
6. OneWire - nevojitet për të lexuar hyrjen dixhitale nga sensori i temperaturës
7. DallasTemperature - Biblioteka e kërkuar e sensorit të temperaturës Dallas

Shkoni te Skica> Përfshini Bibliotekën> Menaxhoni Bibliotekat

Kërkoni këto biblioteka dhe shkarkojini ato.

Hapi 9: Ngarko kodin Arduino

Tani lidhni MKR1000 me kompjuterin/laptopin tuaj.

Arduino juaj duhet të zbulojë automatikisht MKR1000 tuaj. Përndryshe, grupi vendoset me dorë.

Shkarkoni programin në GitHub tim këtu

Ndryshoni id dhe shenjën tuaj të pajisjes ARTIK Cloud.

String deviceID = "artikulli i pajisjes cloud id"; // vendosni id -in e pajisjes tuaj këtu të krijuar nga tutoriali String deviceToken = "shenja e pajisjes së artikullit cloud"; // vendosni shenjën e pajisjes tuaj këtu të krijuar nga mësimi

Ndryshoni ssid -in/emrin dhe fjalëkalimin tuaj wifi.

/** Cilësimi i Wifi **/ #përcakto WIFI_AP "ssid -i yt wifi" #përcakto WIFI_PWD "fjalëkalimin wifi"

Pastaj Ngarko Kodin e Softuerit në MKR1000 dhe fillo monitorimin.

Unë shtoj më shumë mësime të kodit sa më shpejt.

WiFi juaj duhet të ketë lidhje interneti

Kthehuni përsëri në ARTIK Cloud tuaj dhe kontrolloni për funksionimin e të dhënave.

Unë kam integruar metodën e kalibrimit nga DFRobot në kodin tim.

Nëse dëshironi të kalibroni sensorin tuaj të pH, ndiqni Metodën e tyre 1 këtu.

Urime! Ju i keni lidhur me sukses Sensorët tuaj mbi cloud !.

Hapi 10: Bëjeni të lëvizshëm! - Sensor i Shkëputshëm i Temperaturës

Ne do të duhet të riorganizojmë lidhjen e sensorit të temperaturës për ta bërë atë të ndashëm.

Kjo përfshin instalime elektrike të rezistorëve dhe lidhësin e ndashëm.

Së pari ne do të vendosim rezistencën 4.7k dhe lidhësit e tij.

Kam përdorur 2.4kohms x 2 = 2.8k omhs pasi nuk është në magazinë. Por prapë ne jemi mirë.

1. Vendoseni MKR1000 në 170 Pin Breadboard, kunja 5V duhet të jetë në kunjin e parë të tabelës
2. Vendosni rezistencën 4.7k në kunjat e fundit ose kunjat e zbrazëta të dërrasës së bukës.
3. Lidhni skajin e parë të rezistencës me 5V duke përdorur tela bluzë.
4. Lidhni skajin e dytë me një kunj bosh në anën tjetër.
5. Lidheni atë kunj me Pin dixhital 1.

Nëse keni vështirësi, ndiqni imazhet e mësipërme.

Next Ngjiteni lidhësin tonë audio mashkullor në sensorin e temperaturës

1. Teli i kuq / VCC në krye të bakrit
2. E gjelbër / GND në bakër të mesëm
3. E verdhë / Të dhëna në fund bakri

Shikoni pamjen e katërt të ekranit më lart.

Pastaj lidhni lidhësin audio të femrës në PCB

1. Vendoseni lidhësin femër në PCB me vrimë saldimi 4x5.
2. Vendosni kokën me 3 kunja në rreshtin e fundit të vrimës.
3. Vendosni 200 omhs dhe lidhni fundin e majës së lidhësit audio dhe skajin e dytë në kunjin më të afërt të kokës.
4. Ngjitni kunjin e kokës së mbetur të lidhësit audio në kunjin e kokës.

Shihni ekranin 5, 6, 7, 8 të shkrepur më sipër. Kam përdorur 200 ohms në seri tela pozitive të sensorit të temperaturës për të shmangur qarkun e shkurtër.

Hapi 11: Bëjeni të lëvizshëm! - Vendosja e Sensorëve

Merrni enën tuaj plastike 2x3.

Bëni vrimën e shtegut për shkëputjen e lehtë të sensorëve të sondës së pH dhe Temp.

1. Vizatoni një rreth me të njëjtin perimetër të lidhësit femëror dhe lidhësit BNC.
2. Sigurohuni që ato të mos jenë aq afër apo larg.
3. Pritini me kujdes rrethin duke përdorur një thikë të nxehtë ose ndonjë mjet shpimi që dëshironi.
4. Futni lidhësin BNC të ph Meter dhe lidhësin audio femëror.
5. Shtoni telat Jumper në titujt pin të lidhësve audio të femrave
6. Ngjitini ato së bashku në mënyrë që të mos hiqen lehtë.

Hapi 12: Bëjeni Portativ - Shtoni Lidhjet MKR1000

Lidhni sensorin e pH:

1. Lidhni 3 tela kërcyes nga titulli femëror i sensorëve të matësit ph në 1000 MKR
2. Vendosni ph meter VCC në 5V, GND në GND dhe të dhënat pin në A1

Lidhni sensorin e temperaturës:

Vendoseni sensorin e temperaturës VCC në 5V, GND në GND dhe Të dhënat në kunjin shtesë të Breadboard, ku rezistenca 4.7k ka lidhje me pinin dixhital 1

Lidhni baterinë për MKR1000 dhe mbuloni enën.

Më në fund, bashkëngjitni sensorin e temperaturës dhe pH.

Viola! Urime që tani keni pajisjen tuaj të monitorimit të pishinës!

Hapi 13: Së fundi! Test në terren

Pasi MKR1000 të ndizet dhe lidhet me wifi, ai do të fillojë të dërgojë lexime nga sensorët, Kodi dixhital 13 LED do të pulsojë një herë për dërgimin e suksesshëm.

Ne kemi testuar sensorin e harduerit në Pishinën Private, Publike dhe Shkollore.

Mbledhja e të dhënave nga grupi i këtyre të anketuarve na mundësoi të analizojmë aftësinë e pajisjeve.

Vendosja e MKR1000 dhe sensorit në një kuti e lejon atë të shmangë ndotjen e ujit.

Duke e bërë këtë, ju mund të monitoroni cilësinë e ujit tuaj dhe t'i normalizoni ato duke vendosur kimikatet e dëshiruara.

Shpresoj se ky mësim udhëzues i ndihmon njerëzit të ndërtojnë pajisjen e tyre të monitorimit të cilësisë së ujit të pishinës DIY. Mund të ketë një ndërgjegjësim të shtuar në lidhje me degradimin e vazhdueshëm të cilësisë së ujit në pishina pasi njerëzit kanë tendencë të përqëndrohen më shumë në lehtësitë që ofrohen në vend që të kontrollojnë sa të sigurt janë. Ata gjithashtu synojnë të kontribuojnë në komunitet duke qenë në gjendje të sigurojnë një mjet për ta bërë testimin e cilësisë së ujit më efikas dhe efektiv pa sakrificën e panevojshme të burimeve.

Ndjehuni të lirë ta përsërisni atë dhe të lumtur duke bërë gjëra të lezetshme!:)