Merač teploty, vodivosti a hladiny vody v studni v reálnom čase: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Tieto pokyny popisujú, ako v kopaných studniach postaviť lacný vodomer na sledovanie teploty, elektrickej vodivosti (EC) a hladiny vody v reálnom čase. Merač je navrhnutý tak, aby visel vo vykopanej studni, meral teplotu vody, EC a hladinu vody raz denne a odosielal údaje prostredníctvom WiFi alebo mobilného pripojenia na internet na okamžité prezeranie a sťahovanie. Náklady na diely na výstavbu meradla sú približne 230 dolárov za verziu WiFi a 330 dolárov za mobilnú verziu. Vodomer je zobrazený na obrázku 1. Úplná správa s pokynmi na stavbu, zoznamom dielov, tipmi na konštrukciu a prevádzku meradla a ako nainštalovať merač do studne je v priloženom súbore (Pokyny k meraču EC.pdf). Predtým publikovaná verzia tohto vodomeru je k dispozícii iba na monitorovanie hladín vody (https://www.instructables.com/id/A-Real-Time-Well-…).

Merač používa tri senzory: 1) ultrazvukový senzor na meranie hĺbky vody v studni; 2) vodotesný teplomer na meranie teploty vody a 3) bežná dvojkolíková zástrčka pre domácnosť, ktorá sa používa ako nízkonákladový snímač EC na meranie elektrickej vodivosti vody. Ultrazvukový snímač je pripevnený priamo k puzdru merača, ktoré visí v hornej časti studne a meria vzdialenosť medzi snímačom a hladinou vody v studni; ultrazvukový snímač nie je v priamom kontakte s vodou v studni. Snímače teploty a EC musia byť ponorené pod vodou; tieto dva snímače sú pripevnené k puzdru merača pomocou kábla, ktorý je dostatočne dlhý na to, aby sa senzory mohli dostať pod hladinu vody.

Senzory sú pripojené k zariadeniu Internet-of-Things (IoT), ktoré sa pripája k WiFi alebo mobilnej sieti a odosiela údaje o vode do webovej služby, ktorá sa má graficky znázorniť. Webová služba použitá v tomto projekte je ThingSpeak.com (https://thingspeak.com/), ktorú je možné zadarmo používať na nekomerčné malé projekty (menej ako 8 200 správ denne). Na to, aby WiFi verzia meradla fungovala, musí byť umiestnená v blízkosti WiFi siete. Domáce studne často spĺňajú túto podmienku, pretože sa nachádzajú v blízkosti domu s WiFi. Merač neobsahuje záznamník údajov, ale odosiela údaje o vode do ThingSpeak, kde sú uložené v cloude. Preto ak dôjde k problému s prenosom údajov (napr. Počas výpadku internetu), údaje o vode pre daný deň sa neprenesú a natrvalo sa stratia.

Tu predstavený dizajn merača bol upravený po tom, čo bol merač vyrobený na meranie hladiny vody v nádrži na vodu pre domácnosť a nahlásenie hladiny vody prostredníctvom Twitteru (https://www.instructables.com/id/Wi-Fi-Twitter-Wat…). Hlavnými rozdielmi medzi pôvodným dizajnom a tu predstaveným dizajnom je schopnosť prevádzkovať merač na batériách AA namiesto káblového napájacieho adaptéra, schopnosť zobrazovať údaje v grafe časových radov namiesto správy na Twitteri, používanie ultrazvukový snímač, ktorý je špeciálne navrhnutý na meranie hladín vody a prídavok snímačov teploty a ES.

Nízkonákladový, na mieru vyrobený snímač EC, ktorý sa vyrába pomocou bežnej zástrčky pre domácnosť, vychádzal z konštrukcie snímača na meranie koncentrácií hnojív v hydroponickej alebo aquaponickej prevádzke (https://hackaday.io/project/7008-fly -wars-a-hacker …). Merania vodivosti zo senzora EC sú teplotne kompenzované pomocou teplotných údajov poskytovaných snímačom teploty vody. Na mieru vyrobený snímač EC sa spolieha na jednoduchý elektrický obvod (delič jednosmerného napätia), ktorý je možné použiť len na relatívne rýchle a diskrétne merania vodivosti (t. J. Nie na kontinuálne merania EC). Merania vodivosti s touto konštrukciou je možné vykonať približne každých päť sekúnd. Pretože tento obvod používa skôr jednosmerný prúd než striedavý, meranie vodivosti v menej ako päť sekundových intervaloch môže spôsobiť polarizáciu iónov vo vode, čo vedie k nepresným hodnotám. Na mieru vyrobený snímač EC bol testovaný na komerčnom merači EC (YSI EcoSense pH/EC 1030A) a zistilo sa, že meria vodivosť v rozmedzí približne 10% komerčného merača pri roztokoch, ktoré sú v rozmedzí ± 500 uS/cm od kalibračnej hodnoty snímača.. Ak je to žiaduce, lacný, na mieru vyrobený snímač EC môže byť nahradený komerčne dostupnou sondou, ako je napríklad sonda vodivosti Atlas Scientific (https://atlas-scientific.com/probes/conductivity-p…).

Vodomer v tejto správe bol navrhnutý a testovaný pre kopané studne s veľkým priemerom (0,9 m vnútorný priemer) s malou hĺbkou vody (menej ako 10 m pod povrchom zeme). Mohol by sa však potenciálne použiť na meranie hladín vody v iných situáciách, ako sú studne na monitorovanie životného prostredia, vŕtané studne a útvary povrchových vôd.

Podrobný návod na stavbu vodomeru je uvedený nižšie. Odporúča sa, aby si staviteľ pred začatím postupu stavby merača prečítal všetky kroky konštrukcie. Zariadenie IoT použité v tomto projekte je fotón častíc, a preto sa v nasledujúcich častiach termíny „zariadenie IoT“a „fotón“používajú zameniteľne.

Zásoby

Tabuľka 1: Zoznam dielov

Elektronické súčiastky:

Snímač hladiny vody - MaxBotix MB7389 (dosah 5 m)

Vodotesný digitálny snímač teploty

Zariadenie IoT - fotón častíc so hlavičkami

Anténa (anténa inštalovaná vo vnútri puzdra merača) - 2,4 GHz, 6 dBi, konektor IPEX alebo u. FL, dĺžka 170 mm

Predlžovací kábel na výrobu sondy vodivosti - 2 hroty, spoločná vonkajšia šnúra, dĺžka 5 m

Drôt používaný na predĺženie teplotnej sondy, 4 vodiče, dĺžka 5 m

Vodič - prepojovací kábel s nasúvacími konektormi (dĺžka 300 mm)

Batéria - 4 x AA

Batérie - 4 x AA

Vodovodné a hardvérové diely:

Rúra - ABS, priemer 50 mm (2 palce), dĺžka 125 mm

Horný kryt, ABS, 50 mm (2 palce), so závitom s tesnením, ktoré vytvára vodotesné tesnenie

Spodný kryt, PVC, 50 mm (2 palce) so ¾ palcovým vnútorným závitom NPT, ktorý pasuje na snímač

2 spojky rúrok, ABS, 50 mm (2 palce) na pripojenie horného a dolného krytu k potrubiu ABS

Skrutka s okom a 2 maticami z nehrdzavejúcej ocele (1/4 palca) na zavesenie na horný kryt

Ostatné materiály: elektrická páska, teflónová páska, teplom zmrštiteľná, fľaša na pilulky na výrobu krytu snímača EC, spájka, silikón, lepidlo na montážne puzdro

Krok 1: Zostavte puzdro merača

Zostavte puzdro merača tak, ako je to znázornené na obrázkoch 1 a 2 vyššie. Celková dĺžka zostaveného metra, od špičky k špičke vrátane senzora a skrutky s okom, je približne 320 mm. Rúrka ABS s priemerom 50 mm použitá na výrobu puzdra merača by mala byť narezaná na dĺžku približne 125 mm. To umožňuje dostatok priestoru vo vnútri puzdra na umiestnenie zariadenia IoT, batérie a vnútornej antény dlhej 170 mm.

Všetky spoje utesnite silikónovým alebo ABS lepidlom, aby bolo puzdro vodotesné. Je to veľmi dôležité, inak sa vlhkosť môže dostať dovnútra skrinky a zničiť vnútorné komponenty. Do obalu je možné vložiť malé balenie vysúšadla, ktoré absorbuje vlhkosť.

Nainštalujte skrutku s okom do horného krytu vyvŕtaním otvoru a zaskrutkovaním skrutky s okom a maticou. Na zaistenie skrutky s okom by mala byť na vnútornej aj vonkajšej strane puzdra použitá matica. Silikónová vnútorná strana uzáveru v otvore na skrutku je vodotesná.

Krok 2: Pripojte vodiče k senzorom

Senzor hladiny vody:

Na snímač hladiny vody je potrebné pripájať tri vodiče (pozri obrázok 3a), aby sa mohli pripojiť k fotónu (t. J. Kolíky snímača GND, V+a pin 2). Spájkovanie vodičov k senzoru môže byť náročné, pretože otvory na pripojenie senzora sú malé a tesne pri sebe. Je veľmi dôležité, aby boli vodiče správne připájané k senzoru, aby bolo medzi pevnými vodičmi dobré a silné fyzické a elektrické spojenie a aby medzi nimi neboli žiadne spájkovacie oblúky. Dobré osvetlenie a lupa pomáhajú pri procese spájkovania. Pre tých, ktorí nemajú predchádzajúce skúsenosti s spájkovaním, sa odporúča pred spájkovaním vodičov k senzoru vykonať určité spájkovanie. Online návod na spájkovanie je k dispozícii od spoločnosti SparkFun Electronics (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…).

Po spájkovaní vodičov so senzorom je možné prebytočný holý drôt, ktorý vyčnieva zo snímača, odstrihnúť nožnicami na dĺžku približne 2 mm. Odporúča sa, aby boli spájkované spoje pokryté silnou kremíkovou perlou. To dáva spojom väčšiu pevnosť a znižuje možnosť korózie a elektrických problémov na spojoch snímačov, ak sa do puzdra merača dostane vlhkosť. Elektrická páska môže byť tiež omotaná okolo troch vodičov na pripojení senzora, aby poskytovala dodatočnú ochranu a odľahčenie napätia, čím sa zníži pravdepodobnosť, že sa drôty zlomia v spájkovacích spojoch.

Vodiče snímača môžu mať na jednom konci nasúvacie konektory (pozri obrázok 3b) na pripojenie k fotónu. Použitie nasúvacích konektorov uľahčuje montáž a demontáž meradla. Drôty snímača by mali byť minimálne 270 mm dlhé, aby mohli predĺžiť celú dĺžku skrinky merača. Táto dĺžka umožní prepojenie fotónu z horného konca puzdra so snímačom umiestneným na spodnom konci puzdra. Upozorňujeme, že táto odporúčaná dĺžka drôtu predpokladá, že rúrka ABS použitá na výrobu puzdra merača je skrátená na dĺžku 125 mm. Vopred potvrďte odstrihnutie a spájkovanie vodičov k senzoru, že dĺžka drôtu 270 mm je dostatočná na to, aby presahovala hornú časť puzdra merača, aby bolo možné fotón pripojiť po zostavení puzdra a snímači je trvalo pripevnený k púzdro.

Snímač hladiny vody je teraz možné pripevniť k puzdru merača. Mal by byť pevne zaskrutkovaný do spodného krytu pomocou teflónovej pásky, aby sa zabezpečilo vodotesné tesnenie.

Teplotný senzor:

Vodotesný snímač teploty DS18B20 má tri vodiče (obr. 4), ktoré sú zvyčajne zafarbené červenou (V+), čiernou (GND) a žltou farbou (údaje). Tieto snímače teploty sa obvykle dodávajú s relatívne krátkym káblom, ktorý je dlhý menej ako 2 m a nie je dostatočne dlhý na to, aby snímač dosiahol hladinu vody v studni. Preto musí byť kábel snímača predĺžený o vodotesný kábel a pripojený k káblu snímača vodotesným spojom. To sa dá dosiahnuť potiahnutím spájkovacích spojov kremíkom a následným zmršťovaním za tepla. Pokyny na výrobu vodotesného spoja nájdete tu: https://www.maxbotix.com/Tutorials/133.htm. Predlžovací kábel je možné vyrobiť pomocou bežnej vonkajšej telefónnej predlžovacej linky, ktorá má štyri vodiče a je možné ju ľahko kúpiť online za nízku cenu. Kábel by mal byť dostatočne dlhý, aby sa snímač teploty mohol vysunúť z puzdra merača a ponoriť ho pod vodu do studne, vrátane zníženia hladiny vody.

Aby snímač teploty fungoval, musí byť medzi červený (V+) a žltý (dátový) vodič snímača zapojený odpor. Rezistor je možné nainštalovať do puzdra merača priamo na kolóny Photon, kde sú pripevnené vodiče teplotného senzora, ako je uvedené nižšie v tabuľke 2. Hodnota odporu je flexibilná. Na tento projekt bol použitý odpor 2,2 kOhm, bude však fungovať akákoľvek hodnota medzi 2,2 kOhm a 4,7 kOhm. Teplotný snímač tiež vyžaduje na prevádzku špeciálny kód. Kód snímača teploty bude pridaný neskôr, ako je popísané v časti 3.4 (Nastavenie softvéru). Ďalšie informácie o pripojení snímača teploty k fotónu nájdete v návode tu:

Kábel pre snímač teploty musí byť vložený cez puzdro merača, aby sa mohol pripojiť k fotónu. Kábel by mal byť zavedený cez spodok skrinky vyvŕtaním otvoru cez spodný kryt skrinky (obr. 5). Rovnaký otvor je možné použiť aj na vloženie kábla snímača vodivosti, ako je popísané v časti 3.2.3. Po vložení kábla by mal byť otvor dôkladne utesnený silikónom, aby sa zabránilo vniknutiu vlhkosti do puzdra.

Senzor vodivosti:

Senzor EC použitý v tomto projekte je vyrobený zo štandardnej 2 -kolíkovej elektrickej zástrčky severoamerického typu A vloženej do plastovej „fľaše s pilulkami“na ovládanie „nástenných efektov“(obr. 6). Účinky na stenu môžu ovplyvniť hodnoty vodivosti, ak je snímač v okruhu približne 40 mm od iného objektu. Pridanie fľaše s tabletkami ako ochranného puzdra okolo senzora bude ovládať efekty steny, ak je senzor v tesnom kontakte so stranou vodnej studne alebo iným predmetom v studni. Cez uzáver fľaštičky s pilulkou je vyvŕtaný otvor na vloženie kábla senzora a dno fľaše s pilulkami je odrezané, aby voda mohla prúdiť do fľaše a byť v priamom kontakte so zástrčkami.

Senzor EC má dva vodiče, vrátane uzemňovacieho a dátového. Nezáleží na tom, ktorý kolík si vyberiete ako uzemňovací a dátový vodič. Ak sa na výrobu senzora EC použije dostatočne dlhý predlžovací kábel, potom bude kábel dostatočne dlhý na to, aby dosiahol hladinu vody v studni a na predĺženie kábla senzora nebude potrebný žiadny vodotesný spoj. Na zabezpečenie napájania musí byť medzi dátový vodič snímača EC a kolónku fotónu zapojený odpor. Rezistor je možné nainštalovať do puzdra merača priamo na kolóny Photon, kde sú pripevnené vodiče snímača EC, ako je uvedené nižšie v tabuľke 2. Hodnota odporu je flexibilná. Na tento projekt bol použitý odpor 1 kOhm; akákoľvek hodnota medzi 500 Ohm a 2,2 kOhm však bude fungovať. Vyššie hodnoty odporu sú lepšie na meranie roztokov s nízkou vodivosťou. Kód zahrnutý v týchto pokynoch používa odpor 1 kOhm; ak je použitý iný odpor, hodnota odporu musí byť upravená v riadku 133 kódu.

Kábel pre snímač EC musí byť vložený cez puzdro merača, aby sa mohol pripojiť k fotónu. Kábel by mal byť zavedený cez spodok skrinky vyvŕtaním otvoru cez spodný kryt skrinky (obr. 5). Rovnaký otvor je možné použiť aj na vloženie kábla snímača teploty. Po vložení kábla by mal byť otvor dôkladne utesnený kremíkom, aby sa zabránilo vniknutiu vlhkosti do puzdra.

Senzor EC musí byť kalibrovaný pomocou komerčného merača EC. Postup kalibrácie sa vykonáva v teréne, ako je popísané v časti 5.2 (Postup pri inštalácii v teréne) priloženej správy (Pokyny k meraču EC.pdf). Kalibrácia sa vykonáva na stanovenie konštanty článku pre merač EC. Bunková konštanta závisí od vlastností senzora EC, vrátane typu kovu, z ktorého sú hroty vyrobené, povrchovej plochy hrotov a vzdialenosti medzi hrotmi. Pre štandardnú zástrčku typu A, ako je tá, ktorá sa používa v tomto projekte, je bunková konštanta približne 0,3. Ďalšie informácie o teórii a meraní vodivosti sú k dispozícii tu: https://support.hach.com/ci/okcsFattach/get/100253… a tu:

Krok 3: Pripojte senzory, batériu a anténu k zariadeniu IoT

Pripojte tri senzory, batériu a anténu k fotónu (obr. 7) a vložte všetky diely do puzdra merača. Tabuľka 2 poskytuje zoznam kolíkových spojení uvedených na obrázku 7. Senzory a vodiče batérie je možné pripevniť spájkovaním priamo k fotónu alebo pomocou konektorov typu push-on, ktoré sa pripájajú k kolíkom záhlavia na spodnej strane fotónu (ako je vidieť na obr. 2). Použitie nasúvacích konektorov uľahčuje demontáž merača alebo výmenu fotónu, ak zlyhá. Pripojenie antény na fotóne vyžaduje konektor typu u. FL (obr. 7) a na pripojenie je potrebné veľmi pevne zatlačiť na fotón. Batérie neinštalujte do batérie, kým nebude merač pripravený na testovanie alebo inštaláciu do studne. Tento dizajn neobsahuje žiadny vypínač, takže sa merač zapína a vypína vložením a vybratím batérií.

Tabuľka 2: Zoznam pinových spojení na zariadení IoT (fotón častíc):

Fotónový kolík D2 - pripojte k - kolíku 6 snímača WL, V+ (červený vodič)

Fotónový kolík D3 - pripojenie k - kolíku 2 snímača WL, dáta (hnedý vodič)

Fotónový kolík GND - pripojte k - kolíku 7 snímača WL, GND (čierny vodič)

Fotónový kolík D5 - pripojenie k - snímač teploty, dáta (žltý vodič)

Fotónový kolík D6 - pripojenie k - teplotnému senzoru, V+ (červený vodič)

Fotónový kolík A4 - pripojenie k - teplotnému senzoru, GND (čierny vodič)

Fotónový kolík D5 až D6 - teplotný snímač, odpor R1 (medzi fotónové piny D5 a D6 zapojte odpor 2,2 k)

Fotónový pin A0 - pripojenie k - senzoru EC, dáta

Fotónový kolík A1 - pripojenie k - senzoru EC, GND

Fotónový kolík A2 až A0 - snímač EC, odpor R2 (medzi fotónové piny A0 a A2 zapojte 1k odpor)

Fotónový pin VIN - pripojenie k - batérii, V+ (červený vodič)

Fotónový pin GND - pripojenie k - batérii, GND (čierny vodič)

Pin fotónu u. FL - pripojenie k - anténe

Krok 4: Nastavenie softvéru

Na nastavenie softvéru pre merač je potrebných päť hlavných krokov:

1. Vytvorte si účet Particle, ktorý bude poskytovať online rozhranie s fotónom. Za týmto účelom si stiahnite mobilnú aplikáciu Particle do smartfónu: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. Po inštalácii aplikácie si vytvorte účet Particle a podľa online pokynov pridajte fotón do účtu. K tomu istému účtu je možné pridať ďalšie fotóny bez toho, aby ste si museli sťahovať aplikáciu Particle a znova si vytvárať účet.

2. Vytvorte si účet ThingSpeak https://thingspeak.com/login a vytvorte nový kanál na zobrazenie údajov o hladine vody. Príklad webovej stránky ThingSpeak pre vodomer je zobrazený na obrázku 8, ktorý si môžete pozrieť aj tu: https://thingspeak.com/channels/316660 Pokyny na zriadenie kanála ThingSpeak nájdete na: https:// docs.particle.io/tutoriály/cloud zariadenia/my … Všimnite si toho, že k rovnakému účtu je možné pridať ďalšie kanály pre ďalšie Fotóny bez toho, aby ste si museli vytvárať ďalší účet ThingSpeak.

3. Na prenos údajov o hladine vody z fotónu do kanála ThingSpeak je potrebný „webhook“. Pokyny na zriadenie webhooku sú uvedené v dodatku B priloženej správy (Pokyny k meraču EC.pdf) Ak sa stavia viac ako jeden vodomer, pre každý ďalší fotón sa musí vytvoriť nový webhook s jedinečným názvom.

4. Webhook, ktorý bol vytvorený v predchádzajúcom kroku, je potrebné vložiť do kódu, ktorý prevádzkuje fotón. Kód pre WiFi verziu vodomeru je uvedený v priloženom súbore (Code1_WiFi_Version_ECMeter.txt). V počítači prejdite na webovú stránku Particle https://thingspeak.com/login prihláste sa do účtu Particle a prejdite do rozhrania aplikácie Particle. Skopírujte kód a použite ho na vytvorenie novej aplikácie v rozhraní aplikácie Particle. Zadajte názov webhooku vytvorený vyššie do riadka 154 kódu. Za týmto účelom vymažte text v úvodzovkách a vložte nový názov webhooku do úvodzoviek v riadku 154, ktorý znie takto: Particle.publish („Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes“.

5. Kód je teraz možné overiť, uložiť a nainštalovať do fotónu. Po overení kódu vráti chybu „OneWire.h: Žiadny taký súbor alebo adresár“. OneWire je kód knižnice, ktorý spúšťa snímač teploty. Túto chybu je potrebné opraviť inštaláciou kódu OneWire z knižnice častíc. Ak to chcete urobiť, prejdite do rozhrania aplikácie Particle so zobrazeným kódom a posuňte sa nadol na ikonu Knižnice na ľavej strane obrazovky (nachádza sa tesne nad ikonou otáznika). Kliknite na ikonu Knižnice a vyhľadajte OneWire. Vyberte OneWire a kliknite na „Zahrnúť do projektu“. Vyberte zo zoznamu názov svojej aplikácie, kliknite na „Potvrdiť“a aplikáciu uložte. Tým sa do hornej časti kódu pridajú tri nové riadky. Tieto tri nové riadky je možné odstrániť bez ovplyvnenia kódu. Odporúčame odstrániť tieto tri riadky, aby sa čísla riadkov kódu zhodovali s pokynmi v tomto dokumente. Ak tri riadky zostanú na svojom mieste, všetky čísla riadkov kódu uvedené v tomto dokumente budú posunuté o tri riadky. Všimnite si toho, že kód je uložený a nainštalovaný na fotón z cloudu. Tento kód bude použitý na obsluhu vodomeru, keď je vo vodnej studni. Pri inštalácii v teréne bude potrebné vykonať niekoľko zmien v kóde, aby sa frekvencia hlásenia nastavovala raz denne a doplnili sa informácie o studni (je to popísané v priloženom súbore „Pokyny k meraču EC.pdf“v časti s názvom „Inštalácia meradla do studne“).

Krok 5: Otestujte merač

Konštrukcia merača a nastavenie softvéru sú teraz dokončené. V tomto mieste sa odporúča testovať meradlo. Mali by byť dokončené dva testy. Prvý test slúži na potvrdenie, že merač dokáže správne merať hladiny vody, hodnoty EC a teplotu a odosielať údaje do ThingSpeak. Druhý test slúži na potvrdenie, že spotreba energie fotónu je v očakávanom rozsahu. Tento druhý test je užitočný, pretože batérie spotrebujú príliš veľa energie skôr, ako sa očakávalo.

Na účely testovania je kód nastavený na meranie a hlásenie hladín vody každé dve minúty. Toto je praktické časové obdobie na čakanie medzi meraním počas testovania meradla. Ak je požadovaná iná frekvencia merania, zmeňte premennú s názvom MeasureTime v riadku 19 kódu na požadovanú frekvenciu merania. Frekvencia merania sa zadáva v sekundách (t.j. 120 sekúnd sa rovná dvom minútam).

Prvý test je možné vykonať v kancelárii zavesením merača nad podlahu, zapnutím a kontrolou, či kanál ThingSpeak presne hlási vzdialenosť medzi senzorom a podlahou. V tomto scenári testovania sa ultrazvukový impulz odráža od podlahy, ktorý sa používa na simuláciu hladiny vody v studni. Senzory EC a teploty môžu byť umiestnené do nádoby s vodou so známou teplotou a vodivosťou (t. J. Merané komerčným meračom EC), aby sa potvrdilo, že senzory hlásia správne hodnoty do kanála ThingSpeak.

Pri druhom teste by sa mal merať elektrický prúd medzi batériou a fotónom, aby sa potvrdilo, že zodpovedá špecifikáciám v technickom liste fotónu: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… Prax ukázala, že tento test pomáha identifikovať chybné zariadenia IoT pred ich nasadením v teréne. Zmerajte prúd umiestnením merača prúdu medzi kladný vodič V+ (červený vodič) na batérii a kolík VIN na fotóne. Prúd by sa mal merať v prevádzkovom režime aj v režime hlbokého spánku. Za týmto účelom zapnite fotón a spustí sa v prevádzkovom režime (ako ukazuje LED dióda na fotóne, ktorý zafarbí na azúrovo), ktorý beží približne 20 sekúnd. Počas tejto doby sledujte prevádzkový prúd pomocou merača prúdu. Fotón sa potom automaticky prepne do režimu hlbokého spánku na dve minúty (ako to naznačuje LED dióda na fotóne, ktorá sa vypne). V tomto čase použite aktuálny merač na sledovanie prúdu v hlbokom spánku. Prevádzkový prúd by mal byť medzi 80 a 100 mA a prúd v hlbokom spánku by mal byť medzi 80 a 100 µA. Ak je prúd vyšší ako tieto hodnoty, fotón by mal byť vymenený.

Merač je teraz pripravený na inštaláciu do studne (obr. 9). Pokyny k inštalácii meradla do studne, ako aj konštrukcia a návod na používanie meradla sú uvedené v priloženom súbore (Pokyny k meraču EC.pdf).

Krok 6: Ako vytvoriť mobilnú verziu meradla

Mobilnú verziu vodomeru je možné vytvoriť vykonaním úprav predtým popísaného zoznamu dielov, pokynov a kódu. Mobilná verzia nevyžaduje WiFi, pretože sa k internetu pripája pomocou mobilného signálu. Náklady na súčiastky na stavbu mobilnej verzie meradla sú približne 330 dolárov (bez daní a poštovného) plus približne 4 doláre za mesiac za mobilný dátový plán, ktorý sa dodáva s mobilným zariadením IoT.

Mobilný merač používa rovnaké časti a konštrukčné kroky, ako sú uvedené vyššie, s nasledujúcimi úpravami:

• Nahraďte zariadenie WiFi IoT (Particle Photon) za mobilné zariadenie IoT (Particle Electron): https://store.particle.io/collections/cellular/pro… Pri konštrukcii merača používajte rovnaké kolíkové pripojenia, ako je popísané vyššie pre Verzia WiFi meradla v kroku 3.

• Mobilné zariadenie IoT spotrebuje viac energie ako verzia WiFi, a preto sa odporúčajú dva zdroje batérie: 3,7 V Li-Po batéria, ktorá sa dodáva so zariadením IoT, a batéria so 4 batériami AA. 3,7 V batéria LiPo sa pripája priamo k zariadeniu IoT pomocou dodaných konektorov. Batéria AA je k zariadeniu IoT pripevnená rovnakým spôsobom, ako je popísané vyššie pre WiFi verziu meradla v kroku 3. Terénne testy ukázali, že mobilná verzia merača bude fungovať približne 9 mesiacov s použitím vyššie popísaného nastavenia batérie.. Alternatívou k použitiu batérií AA aj 2000 mAh 3,7 V Li-Po batérie je použitie jednej 3,7 V Li-Po batérie s vyššou kapacitou (napr. 4000 alebo 5000 mAh).

• K meraču musí byť pripojená externá anténa, napríklad: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p… Zaistite, aby bola hodnotená podľa frekvencie používanej poskytovateľom mobilných služieb, kde je voda bude použitý merač. Anténa dodávaná s mobilným zariadením IoT nie je vhodná na vonkajšie použitie. Externú anténu je možné pripojiť dlhým (3 m) káblom, ktorý umožňuje pripevnenie antény na vonkajšiu stranu studne v mieste vrtu (obr. 10). Odporúča sa, aby bol kábel antény vložený cez spodok skrinky a dôkladne utesnený silikónom, aby sa zabránilo vnikaniu vlhkosti (obr. 11). Odporúča sa kvalitný, vodotesný, vonkajší koaxiálny predlžovací kábel.

• Mobilné zariadenie IoT beží na inom kóde ako verzia WiFi meradla. Kód pre mobilnú verziu meradla je uvedený v priloženom súbore (Code2_Cellular_Version_ECMeter.txt).