PiSiphon Rain Gauge (Prototype): 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ang proyektong ito ay isang pagpapabuti sa Bell siphon Rain Gauge. Ito ay mas tumpak at ang mga tumutulo na siphons ay dapat na isang bagay mula sa nakaraan.

Ayon sa kaugalian, ang ulan ay sinusukat sa isang manu-manong gauge ng ulan.

Ang mga awtomatikong istasyon ng panahon (kabilang ang mga istasyon ng panahon ng IoT) ay karaniwang gumagamit ng mga tipping bucket, acoustic disdrometers (Distribution of Drops) o mga disdrometers ng laser.

Ang mga baluktot na timba ay may mga gumagalaw na bahagi na maaaring barado. Naka-calibrate ang mga ito sa mga lab at maaaring hindi sukatin nang tama sa malalakas na bagyo ng ulan. Ang mga detometro ay maaaring magpumilit na kunin ang maliliit na patak o pag-ulan mula sa niyebe o ambon. Ang mgadrometro ay nangangailangan din ng mga kumplikadong electronics at pagproseso ng mga algorithm upang tantyahin ang laki ng drop at upang makilala sa pagitan ng ulan, niyebe at ng ulan ng yelo.

Akala ko ang isang Awtomatikong Siphoning gauge ng ulan ay maaaring maging kapaki-pakinabang upang mapagtagumpayan ang ilan sa mga isyu sa itaas. Ang Siphon Cylinder at funnel ay madaling mai-print sa isang normal na FDM 3d Printer (Ang mga murang may extruders, tulad ng RipRaps at Prusas).

Ang mga likas na puwersa lamang ang ginagamit upang alisan ng laman (Siphon) ang silindro ng siphon na medyo mabilis. Ang Siphon ay walang mga gumagalaw na bahagi.

Ang sukat ng ulan na ito ay binubuo ng isang siphoning silindro, na may ilang mga pares ng mga elektronikong pagsisiyasat sa iba't ibang antas sa silindro ng siphon. Ang mga probe ay konektado sa mga GPIO pin ng isang Raspberry PI. Sa sandaling maabot ng tubig ang antas ng bawat pares ng pagsisiyasat, isang mataas ang mai-trigger sa kani-kanilang GPIO input pin. Upang limitahan ang electrolysis, ang direksyon ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng ulan ay binago sa pagitan ng mga pagbasa. Ang bawat pagbasa ay kumukuha lamang ng milliseconds at kaunting pagbabasa lamang ang kinuha sa isang minuto.

Ang PiSiphon Rain Gauge ay isang makabuluhang pagpapabuti sa aking orihinal na Bell Siphon Rain Gauge. Naniniwala akong dapat din itong maging mas mahusay kaysa sa aking Ultrasonic Rain Gauge, dahil ang bilis ng tunog ay higit na naiimpluwensyahan ng temperatura at halumigmig.

Hakbang 1: Ano ang Kakailanganin Mo

1. Isang raspberry pi (Gumamit ako ng 3B, ngunit ang anumang luma ay dapat na gumana)

2. 3D Printer- (Upang mai-print ang Siphon Cylinder. Ibibigay ko ang aking disenyo. Maaari mo rin itong dalhin sa isang serbisyo sa pagpi-print)

3. Old funnel ng gauge ng ulan (O maaari kang mag-print ng isa. Ibibigay ko ang aking disenyo.)

4. 10 x Bolts, 3mm x 30 mm (M3 30mm) bilang mga pagsisiyasat.

5. 20 x M3 na mani

6. 10 Fork Tipe sheet metal lugs

7. Mga wire na elektrikal at 10 mga jumper cable na may hindi bababa sa isang babaeng nagtatapos bawat isa.

8. Breadboard (opsyonal para sa pagsubok).

9. Mga kasanayan sa programa sa Python (Halimbawa ng code ang ibinigay)

10. Isang malaking Syringe (60ml).

11. Hindi tinatagusan ng tubig na pambalot para sa raspberry pi.

12. ABS juice kung ang iyong nakalimbag na mga bahagi ay abs o Silicon sealant.

13. 6 mm Fish Tank Tube (300 mm)

Hakbang 2: Siphon Cylinder at Funnel Assembley

Gumamit ako ng isang DaVinci AIO printer para sa lahat ng mga kopya.

Materyal: ABS

Mga setting: 90% infill, 0.1 mm taas ng layer, makapal na mga shell, walang suporta.

Assembly ang Siphon Cylinder at Funnel. Gumamit ng pandikit sa ABS

Assembly ang mga probe (M3 x 30 mm bolts na may 2 mani)

Ipasok ang mga probe (bolts) sa Siphon Cylinder at selyuhan ito ng pandikit ng ABS o Silicone sealant. Ang mga probe ay dapat na makita mula sa tuktok na bukas na bahagi ng silindro ng siphon upang posible na linisin ang mga ito kung kinakailangan gamit ang isang brush ng ngipin. Ang mga contact point ng mga probe na ito ay dapat na malinis sa lahat ng oras. Siguraduhin na walang kola ng ABS o Silicone sealant ang dapat na makontak.

Ikabit ang 10 wires sa bawat pagsisiyasat, gamit ang fork type sheet metal lugs. Ikonekta ang kabilang panig ng mga wires sa mga GPIO pin. Ang Pinout ay ang sumusunod:

Mga Pares ng Probe: Probe Pair 1 (P1, pinakamababang antas ng tubig), Pin 26 at 20)

Probe Pair 2 (P2), GPIO Pin 19 at 16

Probe Pair 3 (P3), GPIO Pin 6 at 12

Probe Pair 4 (P4), GPIO Pin 0 at 1

Probe Pair 5 (P5), GPIOPin 11 at 8

Hakbang 3: Subukan ang Siphon at I-calibrate Ito

Kailangan mong tiyakin na ang lahat ng mga kable ay tapos nang tama at ang hardware ay gumagana nang maayos.

Patakbuhin ang PiSiphon_Test2.py

Resullt 00000 = Ang tubig ay hindi umabot sa antas na P1 (Probe Pair 1)

Resulta 00001 = Ang tubig ay umabot sa antas na P1 (Probe Pair 1)

Resulta 00011 = Ang tubig ay umabot sa antas ng P2 (Probe Pair 2)

Resulta 00111 = Ang tubig ay umabot sa antas P3 (Probe Pair 3)

Resulta 01111 = Ang tubig ay umabot sa antas P4 (Probe Pair 4)

Resulta 11111 = Ang tubig ay umabot sa Antas P5 (Probe pares 5).

Kung ang lahat ng antas ng tubig ay napansin, patakbuhin ang PiSiphon-Measure.py.

Ang iyong Log_File ay nabuo sa parehong direktoryo ng PiSiphon-Measure.py

I-install ang PiSiphon sa isang post at i-level ito. Kung ang iyong siphon ay nasa ilalim ng pagtatantya (o higit sa pagtantya), dagdagan (o bawasan) ang variable ng rs sa PiSiphon-Measure.py

Hakbang 4: PiSiphon PRO

Papunta si PiSiphon PRO. Hindi ito gagamit ng anumang mga metal na probe sa tubig at mayroong kahit na isang mas mahusay na resolusyon (mas mababa sa 0.1 mm). Gumagamit ito ng isang capacitive ground moister sensor (ang likidong e-tape ay mahal sa aking bansa). Tingnan ang https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/ kung paano gumaganap ang sensor na ito sa isang ESP32.