Ang Paggawa Ng: Een Mini Sprinkler Meting (groep 12): 8 Hakbang

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

Groep 12

Noortje Romeijn 4651464

Milton Fox 4652622

Ang Deze Instructable ay pintuan ng Milton Fox (mag-aaral na si Maritieme Techniek, TU Delft) at Noortje Romeijn (mag-aaral na Civiele Techniek, TU Delft). Allebei volgen we de civiele minor 'De delta denker, water voor later'. Ang Het vak 'CT3412-16 Meten aan water' ay onderdeel van deze menor de edad. Voor dit vak kregen wij de opdracht een meetapparaat te ontwikkelen dat met behulp van een of meerdere sensor een fenomeen uit de water-wereld kan meten.

Wij hebben gekozen om een meetapparaat te ontwikkelen dat de infiltratiesnelheid kan bepalen. Ang Dit ay de snelheid waarmee na tubig sa de grond infiltreert. Ang mga meetapparaat ay ang gebaseerd op een bestaande methode: de sprinkler-meting. Ang pagsasabog ng salita sa salita ng uitgevoerd op speciale proefgebiedjes met een grootte van enkele tientallen vierkante meter. Nakilala ang mga nagsasabog ng salita sa salita na nagsasabog ng kanilang mga kamay. Het proefgebiedje heeft een kleine helling waarlangs het niet-geïnfiltreerde water afstroomt. Narito ang salitang tubig sa opgevangen sa eot goot. De afvoer in de goot wordt doorlopend gemeten.

Ons ontwikkelde meetapparaat bestaat uit een kleine bak met een gootje. Sa de bak wordt grond onder een schuine helling geplaatst. Regen wordt gesimuleerd met een tuinslang met een sproeikop. Sa de grond staat een regenmeter die de regenintensiteit bepaald. Sa pamamagitan ng het gootje staat een afvoermeter die de afvoer bepaald. Zowel de regenmeter en de afvoermeter werken met behulp van een druksensor. De infiltratiesnelheid kan bepaald worden met de volgende formule: (regenintensiteit - afvoer) / oppervlakte van de grond. Mag-sign up ng mga link sa pamamagitan ng pag-uusap van het meetapparaat wordt verwezen naar ons eindverslag 'Meten van de infiltratiesnelheid'.

Hieronder zal in 8 stappen beschreven worden hoe ons meetapparaat kan worden gemaakt. Ang Het eindresultaat ay ang zien in de bijgevoegde afbeelding.

Mga gamit

Materiaal:

• Nakilala ni Emmer ang tubig;
• Nakilala ni Voltmeter ang snoer;
• 2 druksensor;
• 2 stekkers voor stroomvoorziening;
• 2 stopcontacten;
• 'Kastje' (om sensors te kalibreren en voor stroomvoorziening sensors);
• Breadboard;
• Particle Photon;
• Laptop;
• Powerbank;
• Micro-USB cable;
• Breadboard draden;
• 2 snoertjes die het 'kastje' met het breadboard kunnen verbinden;

• Weerstanden;

  • 2 keer 3300 Ohm.
  • 2 keer 10000 Ohm.
• Mobiele telefoon;
• 2 houten kisten, + - 40 bij 40 cm;
• 2 houten balken, afmeting + - 4 cm bij 4 cm, 2 meter lang;
• 8 houten plankjes, + - 10 bij 10 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Houten plankje, + - 10 bij 40 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Kippengaas;
• Stuk katoen;
• PVC buis, diameter 75 mm, haba ng 1 metro;
• PVC buis afsluiter, diameter 75 mm;
• Duct tape
• Grote waterfles nakilala rechte wanden;
• 2 trechter;
• 2 buisjes, diameter 15 mm;
• Tuinslang;
• Sproeikop;
• Schroeven;
• Spijker.

Gereedschap:

• Houtzaag;
• Hamer;
• Schroevendraaier;
• Boor;
• Lijmpistool;
• Nietpistool;
• Schaar.

Hakbang 1: Testen Van Druksensoren

Voor het verkrijgen van betrouwbare meetresultaten is het belangrijk dat er wordt gewerkt met goede druksensoren. Sa houdt in dat de druksensoren stabiel zijn bij verschillende waterdiepte. Zie het bijgevoegde plaatje van een druksensor. De stabiliteit van de druksensoren kan als volgt getest worden:

1. Verbind een druksensor, een stekker en de voltmeter aan één van de kastjes. Zie het tweede bijgevoegde plaatje voor hoe dit precies moet.
2. Doe de stekker sa het stopcontact.
3. De voltmeter geeft nu een waarde aan. Ang tseke ng deze waarde (ongeveer) stabiel ay.
4. Duw de druksensor onder water in de emmer met tubig.
5. Ang tseke ng het gemeten voltage verandert bij verschillende waterdiepten en ng dat het gemeten voltage stabiel ay bij verschillende waterdieptes.

Als de druksensor aan alle cheets voldoet, para sa iyong salita sa toegepast. Ang Herhaal de stappen ay nakilala ang tweede druksensor, ang tweede stekker at he tweede kastje.

Hakbang 2: Elektrische Circuit Maken Op Het Breadboard

Ang Stap 2 ay het maken van het elektrische circuit sa het breadboard.

1. Druk de Photon sa het breadboard.
2. Nakilala ni Verbind de Photon ang een laptop ng met een powerbank.
3. Maak de elektrische schakeling na die in het eerste bijgevoegde plaatje te zien is.

Enige uitleg over de elektrische schakeling ay totoo.

Ang isang helft van het breadboard ay bedoeld voor de bedrading van de afvoermeter en de andere helft voor de bedrading van de regenmeter. Twee weerstanden per meter zijn gebruikt zodat het voltage verschaalt kan worden. De Photon kan namelijk maximaal een voltage van 3.3 Volt aan. Zie het tweede bijgevoegde plaatje voor een schemeatische weergave van de schakeling die voor beide sensoren gemaakt moet worden.

Ang linker na naiintindihan sa het schema ay nasa geval 3300 ohm en de rechter ay 10000 ohm, maaring ma-vervangen na worden voor andere weerstanden als je deze niet voor de hand hebt (Let op: de verhouding van de weerstanden zal de grootte van de metingen bepalen!).

Ang boltahe sa paglipas ng afvoermeter ay nakamit sa pamamagitan ng code ng code (zap stap 5) ng sa pamamagitan ng een telefoon (zie stap 4) worden afgelezen bij pin A4 en het voltage over de regenmeter para op de zelfde manier worden afgelezen bij pin A0. De Photon vervangt dus eigenlijk de voltmeter.

4. Koppel de voltmeter los van het 'kastje'.

5. Verbind het breadboard aan het 'kastje'.

Hakbang 3: Elektrische Circuit Testen M.b.v. Telefoon

Het elektrische circuit upang makakuha ng mga salita na nakilala sa pamamagitan ng telebisyon. Nakilala ang mga ito sa Tinker, kasama ang programa sa Photon automatisch heeft.

1. I-download ang de Particle app.
2. Verbind de Photon ay isang laptop ng powerbank zodat deze stroom heeft.
3. Verbind de Photon aan de app, mas mahusay na hiervoor de stappen sa de app.
4. Nakilala ni Verbind de Photon ang het internet, kung saan ay naisagawa ang app sa app. Ang Als de Photon verbonden ay, 'ademt' het controle lampje in het lichtblauw.
5. Sa 'Iyong Mga Device', i-click ang zoom para sa Photon.
6. I-click ang op na 'Tinker', ang 'pin-layout' ay ang zichtbaar. In het bijgevoegde plaatje is te zien hoe dit er ongeveer uit zou moeten zien.
7. I-click ang A0 tl A4.

Ang Als het goed ay zullen naast beide pinnen waardes verschijnen tussen de 0 en 4096. 4096 staat gelijk aan 3, 3 Volt. De waardes hangen af van de onderwaterdiepte van de sensor. Narito ang mga salita ng gecontroleerd pintuan beide sensor sa iba't ibang mga waterdiepten te hangen en bij elke waterdiepte sa A0 en A4 upang mag-click. Hoe dieper de sensor, hoe hoger het getal dat verschijnt.

Hakbang 4: Het Maken Van De Bak En De Meters

Dan is het nu tijd voor het maken van de bak en de meters. Zie bijgevoegde afbeeldingen als ondersteuning bij de tekst.

De bak

1. Pak één van de twee houten kisten.

2. Verwijder de bodem.

   1. Zorg dat de kist zijn stevigheid behoudt. Voeg eventueel houten balkjes in de hoeken toe.
   2. Si Het ay natuurlijk ook mogelijk om zelf van hout een kist zonder bodem te maken.
3. Sa labas ng PVC buis op maat zodat deze in de kist past en een stukje uitsteekt.
4. Ang Zaag de PVC buis door de midden sa langsrichting.
5. Dahil dito sa de kist zodat de PVC-buis hier doorheen kan en uitkomt buiten de kist.
6. Bevestig kippengaas over de gehele onderkant van de bak. Gebruik hiervoor kleine spijkertjes.
7. Span en bevestig het katoen over de gehele onderkant van de bak. Gebruik hiervoor wederom kleine spijkertjes of een nietpistool.
8. Bevestig een tweede laag kippengaas over de gehele onderkant van de bak.
9. Ang pag-aaral ay nasa loob ng de bak met behulp van een lijmpistool ng waterdicht duct tape.
10. Bevestig het houten plankje (10 bij 40 cm) aan de onderkant van de kist, onder de goot. Sa geeft het geheel sobrang stevigheid.
11. Zaag de houtenbalken (4 bij 4 cm, 2 meter lang) sa stukken van ongeveer 50 cm.
12. Bevestig de gezaagde balken onder elke hoek van de kist. Hiervoor kunnen schroeven gebruikt worden of een lijmpistool.
13. Sinusulat ang pintuan ng pinto het aanbrengen van 2 houten plankjes (10 bij 10 cm) para sa iyo. De plankjes vormen een extra verbinding tussen de balken en de kist.
14. Zet de overgebleven houten kist onder de gemaakte bak.

De regenmeter

1. Pak één van de trechters.
2. Ang Verbind één van de buisjes (diameter 15 mm) ay nasa isang van de trechter, nakilala ang van van sa loob ng tape tape.
3. Maak een gaatje in het katoen dat bevestigd is aan de onderkant van de bak, zodat het buisje hierdoor kan worden gestoken.
4. Nakilala ni Steek het buisje ang pintuan ng trechter het gat.
5. Zet de grote waterfles (met rechte wanden) op de houten kist onder de gemaakte bak en laat het buisje hierin uitkomen.
6. Pas de lengte van het buisje op zo'n manier aan dat het buisje een klein stukje boven de onderkant van de waterfles uitkomt. De regenmeter is nu klaar!

De afvoermeter

1. Pak de overgebleven trechter.
2. Verbind het overgebleven buisje (diameter 15 mm) aan de onderkant van de trechter, natutugunan ng mga ito sa pamamagitan ng tape tape.
3. Dahil sa sobrang dami ng deel van de PVC buis op maat (ongeveer 40 cm) ay napunta ang isang tao sa nakaraan.
4. Zet de PVC buis afsluiter op de onderkant van de PVC buis.
5. Ang mga plato ng PVC ay matatagpuan sa loob ng isang lugar na nakilala ang daarboven op de trechter erin.
6. Pas de lengte van het buisje op zo'n manier aan dat het buisje een klein stukje boven de onderkant van de PVC buis uitkomt. De afvoermeter is nu klaar!

Hakbang 5: De Codering

Kopieer de onderstaande code ng maak zelf een soortgelijke code.

1. int analogPin1 = A4;
2. // Afvoermeter int analogPin2 = A0;
3. // Regenmeter int delayTime = 1000; float oldVolume1 = 0.0;
4. // Afvoermeter float oldVolume2 = 0.0;
5. // Regenmeter float Data [10] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; int t = 0; Kinakailangan ka ng // qsort na lumikha ng isang pag-uuri na function int sort_desc (const void * cmp1, const void * cmp2) {// Kailangan mong i-cast ang void * sa int *
6. int a = * ((int *) cmp1);
7. int b = * ((int *) cmp2);
8. // Ang pagkukumpara
9. ibalik ang isang> b? -1: (a <b? 1: 0);
10. // Isang mas simple, marahil mas mabilis na paraan:
11. // return b - a;
12. }
13. walang bisa ang pag-setup () {
14. }
15. void loop () {
16. int pagsukat1 = analogRead (analogPin1);
17. float Volt_measurement1 = (float) pagsukat1 * 0,0008056641 * 13300/10000; // Volt
18. float Depth_measurement1 = Volt_measurement1 * 100; // millimeter
19. float Area1 = 3404.966521; // vierkante millimeter
20. float Volume_measurement1 = Depth_measurement1 * Area1; // kubieke millimeter
21. float dVolume1 = Volume_measurement1 - oldVolume1;
22. oldVolume1 = Volume_measurement1;
23. int pagsukat2 = analogRead (analogPin2);
24. float Volt_measurement2 = (float) pagsukat2 * 0,0008056641 * 13300/10000; // Volt
25. float Depth_measurement2 = Volt_measurement2 * 87.5; // millimeter
26. float Area2 = 3404.966521; // vierkante millimeter
27. float Volume_measurement2 = Depth_measurement2 * Area2; // kubieke millimeter
28. float dVolume2 = Volume_measurement2 - oldVolume2;
29. oldVolume2 = Volume_measurement2;
30. float Flow_rate = dVolume1 - 3.7427 * dVolume2; // we gaan ervanuit dat de regen ook in het gootje terecht komt.
31. float Infiltration_flowrate = (dVolume2 - Flow_rate) / 92182;
32. antala (delayTime);
33. Data [t] = Infiltration_flowrate;
34. t + = 1;
35. kung (t == 10) {
36. // Bilang ng mga item sa array
37. int Data_length = sizeof (Data) / sizeof (Data [0]);
38. // qsort - ang huling parameter ay isang function pointer sa pag-uuri ng function
39. qsort (Data, Data_length, sizeof (Data [0]), sort_desc);
40. float median_Infiltration_flowrate = ((Data [4] + Data [5]) / 2);
41. Particle.publish ("paksa", String (median_Infiltration_flowrate, 2));
42. // lt ay pinagsunod-sunod na
43. t = 0;
44. }
45. }

Sa deze code moeten enkele mga parameter aangepast worden aan jouw konstrie. Narito ang: de getallen in regel 18 en 25 die aangeven hoeveel de diepte verandert is als je 1 volt meer meet van je sensor, de grootte van het oppervlak van de grond (gezien van bovenaf) in regel 31, de grootte van het oppervlak van het gootje gedeeld door de grootte van het oppervlak van de trechter van de regenmeter in regel 30, de grootte van het oppervlak van jouw regenmeter in regel 26 en de grootte van het oppervlak van jouw afvoermeter in regel 19.

Verder moet je in regel 41 de naam die je bij het publiceren wil hebben staan, invoeren.

Als de code gemaakt ay, mag-click sa pamamagitan ng ifttt.com inloggen en op 'create' klikken. Hierna moet je bij ‘this’ at Particle Photon verbinden. Daarna moet je bij ‘that’ een document type kiezen om je data in te publiceren en ook kiezen hoe het gepubliceerd wordt.

Hakbang 6: Sensoren Bevestigen

Ang dat de konstruksyon na ito sa de-code na code ay ang sensor na nakakakuha ng zijn, ito ba ay gagelijk om de sensoren te bevestigen aan de konstruksyon.

Hiervoor moeten de druksensoren onder in de afvoer- en regenmeter geplaatst worden. Als de sensoren niet goed blijven zitten, tape at de kabeltjes malawak aan de meter zodat deze niet weg glijden.

Als je een drukverschil meter gebruikt (zoals wij), tape dan ook het lucht buisje malawak aan de constructie op een plek waar geen water zal komen. Als dit gedaan is, kan je de meetbuizen onder de konstrie zetten zodat het water erin zal komen als je gaat testen.

Hakbang 7: Kalibreren

Nu dat de sensoren malawak zitten, moeten ze nog gekalibreerd worden.

Doe sa eerste instantie een beetje water in beide buizen zodat de sensoren onder water staan.

Sluit de sensoren opnieuw aan op de voltmeter. Als de sensoren precies onderwater zitten zouden ze 0 Volt moeten aangeven. Als dit niet zo is, kalibreer at het kastje van de sensor zo dat er wel 0 uitkomt of corrigeer in je code voor de startwaarde die je meet.

Hakbang 8: Klaar Om Te Testen

Je kan nu het geheel gaan testen.

Sa loob ng isang taon, nakilala ang tubig sa loob ng contact sensor na nakikipag-ugnay sa tubig na natutugunan, nais mong makita ang mga ito kahit na sa loob ng sensor blijft hangen en dit zal de meting verstoren.

Je kan nu je Particle Photon jouw code laten runnen en met de tuinslang neerslag simuleren in je bak. De meetgegevens zullen automatisch gepubliceerd worden.