PiSiphon Rain Gauge (prototip): 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Ta projekt je izboljšava Bell sifona Rain Gauge. Je bolj natančen in puščajoči sifoni bi morali biti nekaj iz preteklosti.

Tradicionalno se količina padavin meri z ročnim merilnikom dežja.

Avtomatizirane vremenske postaje (vključno z vremenskimi postajami IoT) običajno uporabljajo vedra z nagibom, akustične merilnike razdalje (porazdelitev kapljic) ali laserske merilnike razdalje.

Prekucne žlice imajo gibljive dele, ki jih je mogoče zamašiti. Umerjeni so v laboratorijih in se v močnih deževnih nevihtah morda ne bodo pravilno merili. Disdrometerji se lahko trudijo pobrati majhne kapljice ali padavine iz snega ali megle. Disdrometer zahteva tudi zapleteno elektroniko in algoritme obdelave za oceno velikosti kapljic in razlikovanje med dežjem, snegom in točo.

Mislil sem, da bo merilnik dežja z avtomatskim odpiranjem morda koristen za premagovanje nekaterih od zgoraj navedenih težav. Sifonski valj in lijak lahko enostavno natisnete na običajnem 3D tiskalniku FDM (cenejši z ekstruderji, kot sta RipRaps in Prusas).

Za izpraznitev (sifona) cilindra sifona se uporabljajo le naravne sile. Sifon nima gibljivih delov.

Ta merilnik dežja je sestavljen iz sifonskega cilindra z nekaj pari elektronskih sond na različnih ravneh v cilindru sifona. Sonde so priključene na GPIO zatiče Raspberry PI. Takoj, ko voda doseže nivo vsakega para sond, se na ustreznem vhodnem zatiču GPIO sproži visoko. Za omejitev elektrolize se smer toka, ki teče skozi dež, med odčitki spreminja. Vsako odčitavanje traja le milisekunde, v minuti pa le nekaj odčitkov.

PiSiphon Rain Gauge je pomemben napredek pri mojem prvotnem Bell Siphon Rain Gauge. Verjamem, da bi moral biti tudi boljši od mojega ultrazvočnega merilnika dežja, saj na hitrost zvoka močno vplivata temperatura in vlaga.

Korak: Kaj boste potrebovali

1. En malinov pi (uporabil sem 3B, vendar bi moral delovati vsak star)

2. 3D tiskalnik-(za tiskanje sifonskega valja

3. Stari lijak za merilnik dežja (ali pa ga natisnete. Poskrbel bom za svoj dizajn.)

4. 10 x vijaki, 3 mm x 30 mm (M3 30 mm) kot sonde.

5. 20 x matice M3

6. 10 Vijačne pločevine

7. Električne žice in 10 mostičnih kablov z vsaj enim ženskim koncem.

8. Ogledna plošča (neobvezno za testiranje).

9. Znanje programiranja Python (na voljo je primer kode)

10. Velika brizga (60 ml).

11. Vodotesno ohišje za malinovo pi.

12. ABS sok, če so natisnjeni deli abs ali silikonska tesnilna masa.

13. 6 mm cev za rezervoar za ribe (300 mm)

2. korak: Sestavljanje sifonskega cilindra in lijaka

Za vse odtise sem uporabil tiskalnik DaVinci AIO.

Material: ABS

Nastavitve: 90% polnilo, višina sloja 0,1 mm, debele lupine, brez opore.

Sestavite sifonski valj in lijak. Uporabite lepilo ABS

Montaža sond (vijaki M3 x 30 mm z 2 maticami)

Sonde (vijake) vstavite v sifonski valj in jih zatesnite z lepilom ABS ali silikonsko tesnilno maso. Sonde morajo biti vidne z zgornje odprte strani cilindra sifona, da jih lahko po potrebi očistite z zobno ščetko. Te kontaktne točke sond morajo biti ves čas čiste. Prepričajte se, da na stikih ne sme biti lepila ABS ali silikonske tesnilne mase.

10 žic pritrdite na vsako sondo s pomočjo vilic iz pločevine. Priključite drugo stran žic na zatiče GPIO. Izpis je naslednji:

Pari sond: Par sonde 1 (P1, najnižji vodostaj), Pin 26 in 20)

Sonda 2 (P2), GPIO Pin 19 in 16

Sonda par 3 (P3), GPIO Pin 6 in 12

Sonda 4 (P4), GPIO Pin 0 in 1

Sonda par 5 (P5), GPIOPin 11 in 8

3. korak: Preizkusite sifon in ga umerite

Poskrbeti morate, da so vse napeljave pravilno izvedene in da strojna oprema deluje pravilno.

Zaženite PiSiphon_Test2.py

Rezultat 00000 = Voda ni dosegla ravni P1 (par sonde 1)

Rezultat 00001 = Voda je dosegla raven P1 (par sonde 1)

Rezultat 00011 = Voda je dosegla raven P2 (par sonde 2)

Rezultat 00111 = Voda je dosegla raven P3 (par sonde 3)

Rezultat 01111 = Voda je dosegla raven P4 (par sonde 4)

Rezultat 11111 = Voda je dosegla raven P5 (par sonde 5).

Če odkrijete vse nivoje vode, zaženite PiSiphon-Measure.py.

Datoteka Log_File je ustvarjena v istem imeniku kot PiSiphon-Measure.py

Namestite PiSiphon na mesto in ga poravnajte. Če je vaš sifon podcenjen (ali precenjen), povečajte (ali zmanjšajte) spremenljivko rs v PiSiphon-Measure.py

4. korak: PiSiphon PRO

PiSiphon PRO prihaja. Ne bo uporabljal nobenih kovinskih sond v vodi in ima celo veliko boljšo ločljivost (manj kot 0,1 mm). Uporabil bo kapacitivni senzor vlažnosti tal (tekoči e-trak je v moji državi predrag). Oglejte si https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/ kako ta senzor deluje na ESP32.