دمای آب چاه در زمان واقعی ، رسانایی و متر آب: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

این دستورالعمل ها نحوه ساخت یک کنتور آب کم هزینه ، زمان واقعی ، برای نظارت بر دما ، رسانایی الکتریکی (EC) و سطح آب در چاه های حفر شده را توضیح می دهد. این متر طوری طراحی شده است که در داخل چاه حفر شده آویزان شده ، دمای آب ، EC و سطح آب را یک بار در روز اندازه گیری می کند و داده ها را از طریق WiFi یا اتصال تلفن همراه به اینترنت برای مشاهده و بارگیری فوری ارسال می کند. هزینه قطعات برای ساخت متر تقریباً 230 دلار برای نسخه WiFi و 330 دلار برای نسخه تلفن همراه است. کنتور آب در شکل 1 نشان داده شده است. یک گزارش کامل با دستورالعمل ساختمان ، لیست قطعات ، نکات مربوط به ساخت و راه اندازی کنتور و نحوه نصب کنتور در چاه آب در فایل پیوست (EC Meter Instructions.pdf) ارائه شده است. به یک نسخه قبلاً منتشر شده از این متر آب فقط برای نظارت بر سطح آب در دسترس است (https://www.instructables.com/id/A-Real-Time-Well-…).

متر از سه سنسور استفاده می کند: 1) سنسور اولتراسونیک برای اندازه گیری عمق آب در چاه. 2) دماسنج ضد آب برای اندازه گیری دمای آب و 3) دوشاخه معمولی دو شاخه خانگی که به عنوان سنسور کم هزینه EC برای اندازه گیری هدایت الکتریکی آب استفاده می شود. سنسور اولتراسونیک مستقیماً به محفظه متر متصل است ، که در بالای چاه آویزان شده و فاصله بین سنسور و سطح آب در چاه را اندازه گیری می کند. سنسور اولتراسونیک در تماس مستقیم با آب چاه نیست. سنسورهای دما و EC باید در زیر آب غوطه ور شوند. این دو سنسور با کابلی به اندازه کافی به قسمت متر متصل شده اند که اجازه می دهد سنسورها زیر سطح آب گسترش یابند.

سنسورها به یک دستگاه اینترنت اشیاء (IoT) متصل شده اند که به WiFi یا شبکه تلفن همراه متصل می شود و داده های آب را به یک سرویس وب ارسال می کند تا به تصویر کشیده شود. سرویس وب مورد استفاده در این پروژه ThingSpeak.com (https://thingspeak.com/) است که برای پروژه های کوچک غیر تجاری (کمتر از 8 ، 200 پیام در روز) رایگان است. برای اینکه نسخه WiFi دستگاه متر کار کند ، باید در نزدیکی یک شبکه WiFi قرار گیرد. چاه های آب خانگی اغلب این شرایط را دارند زیرا در نزدیکی خانه ای با وای فای قرار دارند. دستگاه اندازه گیر شامل دیتا لاگر نیست ، بلکه داده های آب را به ThingSpeak در جایی که در ابر ذخیره می شود می فرستد. بنابراین ، اگر مشکلی در انتقال داده وجود داشته باشد (به عنوان مثال در هنگام قطع اینترنت) داده های آب آن روز منتقل نمی شود و برای همیشه از بین می رود.

طرح کنتور ارائه شده در اینجا پس از متر اندازه گیری شده برای اندازه گیری سطح آب در یک مخزن آب خانگی و گزارش سطح آب از طریق توییتر (https://www.instructables.com/id/Wi-Fi-Twitter-Wat…) اصلاح شد.) تفاوت اصلی بین طرح اصلی و طرح ارائه شده در اینجا ، قابلیت کارکرد متر بر روی باتری های AA به جای آداپتور برق سیمی ، قابلیت مشاهده داده ها در نمودار سری زمانی به جای پیام توییتر ، استفاده از یک سنسور اولتراسونیک که به طور خاص برای اندازه گیری سطح آب و اضافه کردن سنسورهای دما و EC طراحی شده است.

سنسور EC ارزان قیمت و سفارشی که با دوشاخه معمولی خانگی ساخته شده است ، بر اساس طراحی حسگر برای اندازه گیری غلظت کود در عملیات هیدروپونیک یا آکواپونیک (https://hackaday.io/project/7008-fly -wars-a-hacker…). اندازه گیری های رسانایی از سنسور EC با استفاده از داده های دما ارائه شده توسط سنسور دمای آب جبران می شود. سنسور EC سفارشی متکی بر یک مدار الکتریکی ساده (تقسیم ولتاژ DC) است که فقط می تواند برای اندازه گیری نسبتاً سریع و رسانایی گسسته (یعنی برای اندازه گیری های پیوسته EC) استفاده شود. اندازه گیری رسانایی با این طرح را می توان تقریباً هر پنج ثانیه انجام داد. از آنجا که این مدار از جریان DC به جای جریان AC استفاده می کند ، اندازه گیری رسانایی در فاصله های کمتر از پنج ثانیه ممکن است باعث قطبی شدن یون های آب شود و منجر به قرائت نادرست شود. سنسور EC سفارشی در برابر یک EC EC تجاری (YSI EcoSense pH/EC 1030A) آزمایش شد و مشخص شد که رسانایی را در حدود 10 meter از متر تجاری برای محلولهایی که 500 کالیبراسیون سنسور ± 500 S هستند ، اندازه گیری می کند. به در صورت تمایل ، سنسور EC ارزان قیمت و سفارشی را می توان با یک کاوشگر تجاری جایگزین کرد ، مانند پروب رسانایی علم اطلس (https://atlas-scientific.com/probes/conductivity-p…).

متر آب در این گزارش برای قطر بزرگ (0.9 متر قطر داخلی) چاه های حفر شده با عمق کم آب (کمتر از 10 متر زیر سطح زمین) طراحی و آزمایش شده است. با این حال ، به طور بالقوه می تواند برای اندازه گیری سطح آب در شرایط دیگر مانند چاه های نظارت بر محیط زیست ، چاه های حفر شده و آبهای سطحی مورد استفاده قرار گیرد.

دستورالعمل های گام به گام برای ساخت کنتور آب در زیر ارائه شده است. توصیه می شود که سازنده قبل از شروع فرایند ساخت متر تمام مراحل ساخت را مطالعه کند. دستگاه اینترنت اشیاء مورد استفاده در این پروژه یک ذره فوتون است و بنابراین در بخشهای بعدی اصطلاحات "دستگاه اینترنت اشیا" و "فوتون" به جای یکدیگر استفاده می شود.

تدارکات

جدول 1: فهرست قطعات

قطعات الکترونیکی:

سنسور سطح آب - MaxBotix MB7389 (برد 5 متر)

سنسور دما دیجیتال ضد آب

دستگاه IoT - ذره فوتون با سرصفحه

آنتن (آنتن نصب شده در داخل محفظه متر) - 2.4 گیگاهرتز ، 6dBi ، اتصال IPEX یا u. FL ، طول 170 میلی متر

سیم اضافی برای ساخت کاوشگر رسانایی - 2 شاخه ، سیم خارجی معمولی ، طول 5 متر

سیم برای افزایش پروب دما ، 4 هادی ، طول 5 متر استفاده می شود

سیم - سیم جامپر با اتصالات فشار (طول 300 میلی متر)

بسته باتری - 4 X AA

باتری - 4 X AA

لوله کشی و قطعات سخت افزاری:

لوله - ABS ، قطر 50 میلی متر (2 اینچ) ، طول 125 میلی متر

درپوش بالا ، ABS ، 50 میلی متر (2 اینچ) ، دارای روکش با واشر برای ایجاد آب بندی محکم

درپوش پایین ، PVC ، 50 میلی متر (2 اینچ) با نخ NPT زن ¾ اینچی مناسب سنسور

2 لوله اتصال ، ABS ، 50 میلی متر (2 اینچ) برای اتصال درپوش بالا و پایین به لوله ABS

پیچ چشم و 2 مهره ، فولاد ضد زنگ (1/4 اینچ) برای ایجاد آویز در درپوش بالا

سایر مواد: نوار الکتریکی ، نوار تفلون ، حرارتی ، بطری قرص برای ساخت روکش سنسور EC ، لحیم کاری ، سیلیکون ، چسب برای مونتاژ مورد

مرحله 1: جعبه متر را جمع کنید

قاب متر را همانطور که در شکل 1 و 2 در بالا نشان داده شده است ، جمع کنید. طول کل متر مونتاژ شده ، از نوک به نوک شامل سنسور و پیچ چشم ، تقریبا 320 میلی متر است. لوله ABS با قطر 50 میلی متر که برای ساخت محفظه متر استفاده می شود باید تقریباً به طول 125 میلی متر بریده شود. این به فضای کافی داخل کیس اجازه می دهد تا دستگاه اینترنت اشیا ، بسته باتری و آنتن داخلی به طول 170 میلی متر را در خود جای دهد.

تمام اتصالات را با سیلیکون یا چسب ABS ببندید تا بدنه ضد آب شود. این بسیار مهم است ، در غیر این صورت رطوبت می تواند داخل کیس شده و اجزای داخلی را از بین ببرد. برای جذب رطوبت می توان یک بسته کوچک خشک کن را درون کیس قرار داد.

با سوراخ کردن سوراخ و قرار دادن پیچ و مهره چشم ، یک پیچ چشم را در درپوش بالای آن نصب کنید. برای محکم شدن پیچ چشم باید از مهره در داخل و خارج بدنه استفاده شود. داخل درپوش را در سوراخ پیچ سیلیکون کنید تا ضد آب شود.

مرحله 2: سیم را به سنسورها وصل کنید

سنسور سطح آب:

سه سیم (شکل 3a را ببینید) باید به سنسور سطح آب لحیم شوند تا به فوتون متصل شود (یعنی پایه های سنسور GND ، V+و پین 2). اتصال سیم ها به سنسور می تواند چالش برانگیز باشد زیرا سوراخ های اتصال روی سنسور کوچک و نزدیک به هم هستند. بسیار مهم است که سیم ها به درستی به سنسور لحیم شوند ، بنابراین یک اتصال فیزیکی و الکتریکی خوب ، قوی و قوس لحیم کاری بین سیم های مجاور وجود دارد. نور خوب و یک لنز بزرگنمایی به فرآیند لحیم کاری کمک می کند. برای کسانی که تجربه لحیم کاری قبلی را ندارند ، قبل از لحیم کاری سیم ها به سنسور ، لحیم کاری را تمرین کنید. آموزش آنلاین نحوه لحیم کاری در SparkFun Electronics (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…) موجود است.

پس از لحیم شدن سیم ها به سنسور ، هرگونه سیم برهنه اضافی که از سنسور بیرون می آید را می توان با برش سیم به طول تقریبی 2 میلی متر برش داد. توصیه می شود که اتصالات لحیم کاری با یک مهره ضخیم از سیلیکون پوشانده شود. این امر به اتصالات استحکام بیشتری می بخشد و در صورت ورود رطوبت به محفظه کنتور ، احتمال خوردگی و مشکلات الکتریکی در اتصالات سنسور کاهش می یابد. نوار برقی همچنین می تواند در اطراف سه سیم در محل اتصال سنسور پیچیده شود تا محافظت بیشتر و کاهش فشار ایجاد شود و احتمال شکستن سیم ها در اتصالات لحیم کاری را کاهش دهد.

سیمهای سنسور می توانند در یک طرف آن اتصال دهنده های فشار دهنده (به شکل 3b را ببینید) داشته باشند تا به فوتون متصل شوند. استفاده از کانکتورهای فشار دهنده مونتاژ و جداسازی کنتور را آسان می کند. سیم های سنسور باید حداقل 270 میلی متر طول داشته باشند تا بتوانند تمام طول محفظه متر را گسترش دهند. این طول باعث می شود که فوتون از انتهای بالای کیس با سنسور در انتهای پایین کیس متصل شود. توجه داشته باشید که این طول سیم توصیه شده فرض می کند که لوله ABS مورد استفاده برای ساختن کنتور به طول 125 میلی متر بریده شده است. قبل از برش و لحیم کاری سیم ها به سنسور ، تأیید کنید که طول سیم 270 میلی متر برای فراتر رفتن از بالای محفظه متر کافی است تا فوتون پس از مونتاژ قاب و اتصال دائمی سنسور به آن متصل شود. مورد

اکنون می توان سنسور سطح آب را به محفظه متر متصل کرد. باید با استفاده از نوار تفلون محکم در درپوش پایینی پیچ شود تا از آب بندی محکم اطمینان حاصل شود.

حسگر دما:

سنسور درجه حرارت ضد آب DS18B20 دارای سه سیم (شکل 4) است که معمولاً دارای رنگ قرمز (V+) ، سیاه (GND) و زرد (داده) است. این سنسورهای دما معمولاً با یک کابل نسبتاً کوتاه ، کمتر از 2 متر طول عرضه می شوند ، که به اندازه کافی طولانی نیست تا اجازه دهد سنسور به سطح آب در چاه برسد. بنابراین ، کابل سنسور باید با کابل ضد آب کشیده شود و با یک اسپلایس ضد آب به کابل سنسور متصل شود. این را می توان با پوشاندن اتصالات لحیم کاری با سیلیکون و به دنبال آن انقباض حرارتی انجام داد. دستورالعمل های ساختن یک اتصال ضد آب در اینجا ارائه شده است: https://www.maxbotix.com/Tutorials/133.htm. کابل فرمت را می توان با استفاده از خط تلفن معمولی در فضای باز ، که دارای چهار هادی است ، آماده خرید آنلاین و با هزینه کم کرد. کابل باید به اندازه کافی بلند باشد تا سنسور دما بتواند از محفظه متر امتداد پیدا کرده و در زیر آب در چاه غوطه ور شود که شامل کاهش سطح آب می شود.

برای اینکه سنسور دما کار کند ، باید یک مقاومت بین سیمهای قرمز (V+) و زرد (داده) سنسور متصل شود. مقاومت را می توان در داخل محفظه متر مستقیماً روی پایه های فوتون که سیم های سنسور دما به آن متصل می شوند نصب کرد ، همانطور که در جدول 2 ذکر شده است. مقدار مقاومت انعطاف پذیر است. برای این پروژه ، از مقاومت 2.2 کیلو اهم استفاده شد ، اما هر مقدار بین 2.2 کیلو اهم تا 4.7 کیلو اهم کار می کند. سنسور دما نیز برای کار نیاز به کد خاصی دارد. کد سنسور دما بعداً اضافه می شود ، همانطور که در بخش 3.4 (راه اندازی نرم افزار) توضیح داده شده است. اطلاعات بیشتر در مورد اتصال سنسور دما به فوتون را می توانید در آموزش اینجا مشاهده کنید:

کابل سنسور دما باید از طریق محفظه متر وارد شود تا بتواند به فوتون متصل شود. کابل باید از طریق سوراخ در درپوش پایینی قاب از طریق قسمت زیرین کیس وارد شود (شکل 5). همان سوراخ را می توان برای قرار دادن کابل حسگر رسانایی استفاده کرد ، همانطور که در بخش 3.2.3 توضیح داده شده است. پس از قرار دادن کابل ، سوراخ باید کاملاً با سیلیکون بسته شود تا از ورود رطوبت به داخل محفظه جلوگیری شود.

سنسور رسانایی:

سنسور EC استفاده شده در این پروژه از یک دوشاخه برقی معمولی نوع A آمریکای شمالی ، 2 شاخه ساخته شده است که از طریق یک "بطری قرص" پلاستیکی برای کنترل "جلوه های دیوار" وارد شده است (شکل 6). هنگامی که سنسور در حدود 40 میلی متر از جسم دیگر قرار دارد ، جلوه های دیواری می تواند بر خواندن رسانایی تأثیر بگذارد. افزودن بطری قرص به عنوان یک محافظ در اطراف سنسور ، اگر سنسور در تماس نزدیک با کناره چاه آب یا جسم دیگری در چاه باشد ، جلوه های دیواری را کنترل می کند. سوراخی از طریق درپوش بطری قرص برای قرار دادن کابل سنسور حفر می شود و قسمت پایینی بطری قرص قطع می شود تا آب به داخل بطری جاری شود و با شاخه های پلاگین در تماس مستقیم باشد.

سنسور EC دارای دو سیم شامل سیم زمین و سیم داده است. مهم نیست که کدام شاخه را به عنوان سیم اتصال زمین و داده انتخاب می کنید. اگر برای ساختن سنسور EC از سیم طویل به اندازه کافی بلند استفاده شده باشد ، کابل آنقدر بلند خواهد بود که به سطح آب در چاه برسد و هیچ گونه اتصال ضد آب برای گسترش کابل سنسور مورد نیاز نخواهد بود. یک مقاومت باید بین سیم داده سنسور EC و یک پین فوتون متصل شود تا قدرت را تأمین کند. مقاومت را می توان داخل محفظه متر مستقیماً روی پایه های فوتون که سیم های سنسور EC به آن متصل می شوند نصب کرد ، همانطور که در جدول 2 ذکر شده است. مقدار مقاومت انعطاف پذیر است. برای این پروژه ، از مقاومت 1 کیلو اهم استفاده شد. با این حال ، هر مقدار بین 500 اهم و 2.2 کیلو اهم کار می کند. مقادیر مقاومت بیشتر برای اندازه گیری محلولهای رسانایی پایین بهتر است. کد موجود در این دستورالعمل ها از مقاومت 1 کیلو اهم استفاده می کند. اگر از مقاومت متفاوتی استفاده می شود ، مقدار مقاومت باید در خط 133 کد تنظیم شود.

کابل سنسور EC باید از طریق محفظه متر وارد شود تا بتواند به فوتون متصل شود. کابل باید از طریق سوراخ در درپوش پایینی قاب از طریق قسمت زیرین کیس وارد شود (شکل 5). از همین سوراخ می توان برای قرار دادن کابل سنسور دما استفاده کرد. پس از قرار دادن کابل ، سوراخ باید کاملاً با سیلیکون بسته شود تا از ورود رطوبت به داخل محفظه جلوگیری شود.

سنسور EC باید با استفاده از EC متر تجاری کالیبره شود. روش کالیبراسیون در قسمت میدانی انجام می شود ، همانطور که در بخش 5.2 (روش تنظیم میدان) گزارش پیوست (EC Meter Instructions.pdf) توضیح داده شده است. کالیبراسیون برای تعیین ثابت سلول برای EC متر انجام می شود. ثابت سلول به ویژگی های سنسور EC بستگی دارد ، از جمله نوع فلزی که شاخک ها از آن ساخته شده اند ، سطح شاخک ها و فاصله بین شاخک ها. برای یک پلاگین استاندارد نوع A مانند پلاگین مورد استفاده در این پروژه ، ثابت سلول تقریباً 0.3 است. اطلاعات بیشتر در مورد نظریه و اندازه گیری رسانایی در اینجا موجود است: https://support.hach.com/ci/okcsFattach/get/100253… و اینجا:

مرحله 3: سنسورها ، بسته باتری و آنتن را به دستگاه IoT وصل کنید

سه سنسور ، بسته باتری و آنتن را به فوتون وصل کنید (شکل 7) و همه قسمت ها را در محفظه متر وارد کنید. جدول 2 لیستی از اتصالات پین نشان داده شده در شکل 7 را ارائه می دهد. سنسورها و سیم های باتری را می توان با لحیم کاری مستقیم به فوتون یا با اتصال دهنده های فشار دهنده که به پین های هدر در قسمت زیرین فوتون متصل می شوند ، وصل کرد (همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است). استفاده از کانکتورهای فشاری ، جداسازی کنتور یا جایگزینی فوتون را در صورت خرابی آسان می کند. اتصال آنتن بر روی فوتون به کانکتور نوع u. FL نیاز دارد (شکل 7) و برای ایجاد اتصال باید بسیار محکم روی فوتون فشار داده شود. تا زمانی که متر آماده آزمایش یا نصب در چاه نباشد ، باتری ها را داخل بسته باتری قرار ندهید. در این طرح هیچ کلید خاموش و روشن وجود ندارد ، بنابراین متر با نصب و برداشتن باتری ها روشن و خاموش می شود.

جدول 2: لیست اتصالات پین در دستگاه IoT (ذره فوتون):

پین فوتون D2 - اتصال به - سنسور WL پایه 6 ، V+ (سیم قرمز)

پین فوتون D3 - اتصال به - پین سنسور WL 2 ، داده (سیم قهوه ای)

پین فوتون GND - اتصال به - پین سنسور WL 7 ، GND (سیم سیاه)

پین فوتون D5 - اتصال به - سنسور دما ، داده (سیم زرد)

پین فوتون D6 - اتصال به - سنسور Temp ، V+ (سیم قرمز)

پین فوتون A4 - اتصال به - سنسور Temp ، GND (سیم سیاه)

پین فوتون D5 به D6 - سنسور دما ، مقاومت R1 (یک مقاومت 2.2k بین پایه های فوتون D5 و D6 متصل کنید)

پین فوتون A0 - اتصال به - سنسور EC ، داده ها

پین فوتون A1 - اتصال به - سنسور EC ، GND

پین فوتون A2 به A0 - سنسور EC ، مقاومت R2 (یک مقاومت 1k بین پایه های فوتون A0 و A2 متصل کنید)

پین فوتون VIN - اتصال به - بسته باتری ، V+ (سیم قرمز)

پین فوتون GND - اتصال به - بسته باتری ، GND (سیم سیاه)

پین Photon u. FL - اتصال به - Antenna

مرحله 4: راه اندازی نرم افزار

پنج مرحله اصلی برای راه اندازی نرم افزار برای متر مورد نیاز است:

1. یک حساب Particle ایجاد کنید که یک رابط آنلاین با Photon ارائه دهد. برای انجام این کار ، برنامه تلفن همراه Particle را در تلفن هوشمند خود بارگیری کنید: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. پس از نصب برنامه ، یک حساب Particle ایجاد کنید و دستورالعمل های آنلاین را دنبال کنید تا Photon را به حساب اضافه کنید. توجه داشته باشید که هر فوتون اضافی را می توان بدون نیاز به بارگیری برنامه Particle و ایجاد مجدد حساب به همان حساب اضافه کرد.

2. ایجاد یک حساب ThingSpeak https://thingspeak.com/login و ایجاد یک کانال جدید برای نمایش داده های سطح آب. یک مثال از صفحه وب ThingSpeak برای کنتور آب در شکل 8 نشان داده شده است ، که در اینجا نیز قابل مشاهده است: https://thingspeak.com/channels/316660 دستورالعمل های راه اندازی کانال ThingSpeak در آدرس زیر ارائه شده است: https:// docs.particle.io/tutorials/device-cloud/we … توجه داشته باشید که کانال های اضافی دیگر فوتون ها را می توان بدون نیاز به ایجاد حساب ThingSpeak دیگر به همان حساب اضافه کرد.

3. برای انتقال داده های سطح آب از فوتون به کانال ThingSpeak ، یک "webhook" مورد نیاز است. دستورالعمل های راه اندازی یک webhook در ضمیمه B گزارش پیوست ارائه شده است (EC Meter Instructions.pdf) اگر بیش از یک متر متر آب در حال ساخت است ، باید برای هر فوتون اضافی یک webhook جدید با نام منحصر به فرد ایجاد شود.

4. webhook که در مرحله بالا ایجاد شده است باید در کدی که Photon را کار می کند درج شود. کد نسخه WiFi مترسنج سطح آب در فایل پیوست (Code1_WiFi_Version_ECMeter.txt) ارائه شده است. در رایانه ، به صفحه وب Particle https://thingspeak.com/login وارد شوید و وارد حساب Particle شوید و به رابط برنامه Particle بروید.کد را کپی کرده و از آن برای ایجاد یک برنامه جدید در رابط برنامه Particle استفاده کنید. نام webhook ایجاد شده در بالا را در خط 154 کد وارد کنید. برای انجام این کار ، متن داخل نقل قول ها را حذف کرده و نام جدید webhook را در داخل نقل قول ها در خط 154 وارد کنید که به شرح زیر است: Particle.publish ("Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes").

5. اکنون می توان کد را تأیید ، ذخیره و روی Photon نصب کرد. هنگامی که کد تأیید شد ، خطایی را نشان می دهد که می گوید "OneWire.h: چنین فایل یا دایرکتوری وجود ندارد". OneWire کد کتابخانه ای است که سنسور دما را اجرا می کند. این خطا باید با نصب کد OneWire از کتابخانه Particle برطرف شود. برای انجام این کار ، به رابط Particle App با کد نمایش داده شده بروید و به سمت پایین به نماد کتابخانه ها در سمت چپ صفحه (واقع در بالای نماد علامت سوال) بروید. روی نماد کتابخانه ها کلیک کنید و OneWire را جستجو کنید. OneWire را انتخاب کرده و روی "Include in Project" کلیک کنید. نام برنامه خود را از لیست انتخاب کنید ، روی "تأیید" کلیک کنید و سپس برنامه را ذخیره کنید. با این کار سه خط جدید به بالای کد اضافه می شود. این سه خط جدید را می توان بدون تأثیر بر روی کد حذف کرد. توصیه می شود این سه خط را حذف کنید تا شماره خط کد با دستورالعمل های این سند مطابقت داشته باشد. اگر سه خط در جای خود باقی بمانند ، همه شماره خطوط کد مورد بحث در این سند با سه خط پیشرفته می شوند. توجه داشته باشید که کد در ابر ذخیره می شود و روی Photon نصب می شود. این کد برای کارکرد متر آب زمانی که در چاه آب قرار دارد استفاده می شود. در حین نصب میدانی ، برای تغییر فرکانس گزارش دهی یکبار در روز و افزودن اطلاعات مربوط به چاه آب ، باید برخی تغییرات در کد انجام شود (این مورد در فایل پیوست "EC Meter Instructions.pdf" در بخش تحت عنوان شرح داده شده است. "نصب متر در چاه آب").

مرحله 5: متر را آزمایش کنید

ساخت متر و راه اندازی نرم افزار در حال حاضر به پایان رسیده است. در این مرحله توصیه می شود که متر مورد آزمایش قرار گیرد. دو آزمایش باید تکمیل شود. اولین آزمایش برای تأیید اینکه متر می تواند سطح آب ، مقادیر EC و دما را به درستی اندازه گیری کرده و داده ها را به ThingSpeak ارسال کند ، مورد استفاده قرار می گیرد. آزمایش دوم برای تأیید اینکه مصرف انرژی فوتون در محدوده مورد انتظار است استفاده می شود. این آزمایش دوم مفید است زیرا اگر فوتون از انرژی بیش از حد استفاده کند ، باتری ها زودتر از حد انتظار خراب می شوند.

برای آزمایش ، کد تنظیم شده است که سطح آب را هر دو دقیقه اندازه گیری و گزارش کند. این یک دوره زمانی عملی برای منتظر ماندن بین اندازه گیری ها در حین آزمایش متر است. اگر فرکانس اندازه گیری متفاوتی مورد نظر است ، متغیر MeasureTime را در خط 19 کد به فرکانس اندازه گیری دلخواه تغییر دهید. فرکانس اندازه گیری در ثانیه وارد می شود (یعنی 120 ثانیه معادل دو دقیقه است).

اولین آزمایش را می توان با آویزان کردن متر در بالای زمین ، روشن کردن آن و بررسی اینکه کانال ThingSpeak فاصله بین سنسور و کف را به طور دقیق گزارش می دهد ، در دفتر انجام دهید. در این سناریوی آزمایش ، نبض اولتراسونیک از کف منعکس می شود ، که برای شبیه سازی سطح آب در چاه استفاده می شود. سنسورهای EC و دما را می توان در ظرف آب با درجه حرارت و رسانایی مشخص قرار داد (یعنی با EC متر تجاری اندازه گیری شد) تا تأیید شود که حسگرها مقادیر صحیح را به کانال ThingSpeak گزارش می دهند.

برای آزمایش دوم ، جریان الکتریکی بین بسته باتری و فوتون باید اندازه گیری شود تا تأیید شود که با مشخصات موجود در برگه داده فوتون مطابقت دارد: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… تجربه نشان داده است که این آزمایش به شناسایی دستگاههای IoT معیوب قبل از استقرار آنها در این زمینه کمک می کند. با قرار دادن یک متر جریان بین سیم مثبت V+ (سیم قرمز) روی بسته باتری و پین VIN روی فوتون ، جریان را اندازه گیری کنید. جریان باید در دو حالت کارکرد و حالت خواب عمیق اندازه گیری شود. برای انجام این کار ، فوتون را روشن کنید و در حالت کارکرد (همانطور که توسط LED روی فوتون نشان داده می شود که رنگ فیروزه ای پیدا می کند) راه اندازی می شود که تقریباً 20 ثانیه کار می کند. از متر کنونی برای مشاهده جریان کار در این مدت استفاده کنید. سپس فوتون به طور خودکار به مدت دو دقیقه به حالت خواب عمیق می رود (همانطور که در خاموش شدن LED نشان داده شده است). از متر کنونی برای مشاهده جریان خواب عمیق در این زمان استفاده کنید. جریان کار باید بین 80 تا 100 میلی آمپر و جریان خواب عمیق بین 80 تا 100 میکرو آمپر باشد. اگر جریان بیشتر از این مقادیر باشد ، فوتون باید جایگزین شود.

کنتور اکنون آماده نصب در چاه آب است (شکل 9). دستورالعمل نحوه نصب کنتور در چاه آب ، و همچنین نکات مربوط به ساخت و عملکرد کنتور ، در فایل پیوست (EC Meter Instructions.pdf) ارائه شده است.

مرحله 6: نحوه ساخت نسخه سلولی متر

یک نسخه سلولی از متر آب می تواند با ایجاد تغییرات در لیست قطعات ، دستورالعمل ها و کد قبلی توضیح داده شود. نسخه تلفن همراه نیازی به WiFi ندارد زیرا از طریق سیگنال تلفن همراه به اینترنت متصل می شود. هزینه قطعات برای ساخت نسخه سلولی متر تقریباً 330 دلار (بدون احتساب مالیات و حمل و نقل) است ، به علاوه تقریباً 4 دلار در ماه برای برنامه داده های تلفن همراه که با دستگاه اینترنت اشیا تلفن همراه ارائه می شود.

متر سلولی از قطعات و مراحل ساخت ذکر شده در بالا با تغییرات زیر استفاده می کند:

• دستگاه WiFi IoT (ذره فوتون) را جایگزین دستگاه اینترنت اشیاء سلولی (Particle Electron) کنید. نسخه وای فای متر در مرحله 3.

• دستگاه اینترنت اشیاء سلولی از انرژی بیشتری نسبت به نسخه WiFi استفاده می کند و بنابراین دو منبع باتری توصیه می شود: یک باتری Li-Po 3.7V ، که همراه دستگاه IoT ارائه می شود ، و یک بسته باتری با 4 باتری AA. باتری 3.7V LiPo با اتصالات ارائه شده مستقیماً به دستگاه IoT متصل می شود. بسته باتری AA به همان روشی که در مرحله 3 برای نسخه وای فای متر در دستگاه 3 به دستگاه IoT متصل شده است ، آزمایش میدانی نشان داده است که نسخه تلفن همراه دستگاه با استفاده از تنظیمات باتری که در بالا توضیح داده شد ، تقریباً 9 ماه کار می کند. به یک جایگزین برای استفاده از بسته باتری AA و باتری 3.7 ولت 3.7 ولت 2000 میلی آمپر ساعتی استفاده از یک باتری Li-Po 3.7 ولت با ظرفیت بالاتر (به عنوان مثال 4000 یا 5000 میلی آمپر ساعت) است.

• یک آنتن خارجی باید به کنتور متصل شود ، مانند: متر استفاده خواهد شد آنتن همراه با دستگاه اینترنت اشیا تلفن همراه برای استفاده در فضای باز مناسب نیست. آنتن خارجی را می توان با یک کابل بلند (3 متر) متصل کرد که به آنتن اجازه می دهد تا به بیرون چاه در سر چاه متصل شود (شکل 10). توصیه می شود که کابل آنتن را در قسمت زیرین کیس قرار داده و برای جلوگیری از ورود رطوبت به طور کامل با سیلیکون آب بندی کنید (شکل 11). یک کابل کواکسیال با کیفیت خوب ، ضد آب و فضای باز توصیه می شود.

• دستگاه اینترنت اشیا تلفن همراه با کد متفاوتی نسبت به نسخه WiFi متر کار می کند. کد نسخه سلولی متر در فایل پیوست (Code2_Cellular_Version_ECMeter.txt) ارائه شده است.