Pagsubaybay sa Kalidad ng Tubig Gamit ang MKR1000 at ARTIK Cloud: 13 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Panimula

Ang pangunahing layunin ng proyektong ito ay ang paggamit ng MKR1000 at Samsung ARTIK Cloud upang subaybayan ang mga antas ng pH at temperatura ng mga swimming pool.

Gumagamit kami ng Temperature Sensor at pH o Lakas ng Hydrogen Sensor upang masukat ang alkalinity at acidity ng tubig.

Ang pagsukat ng temperatura ay kinakailangan dahil maaari itong makaapekto sa antas ng ph. Ang isang pagtaas sa temperatura ng anumang mga solusyon ay magdudulot ng pagbawas sa lapot nito at pagtaas ng kadaliang kumilos ng mga ions nito sa solusyon. Tulad ng pH ay isang sukatan ng konsentrasyon ng hydrogen ion, ang isang pagbabago sa temperatura ng isang solusyon ay masasalamin ng isang kasunod na pagbabago sa pH (1).

Ang mga epekto ng temperatura sa antas ng ph ay ang mga sumusunod.

• Mga epekto sa temperatura na nagpapabawas sa kawastuhan at bilis ng pagtugon ng Elektrod.
• Temperatura Coefficient ng mga epekto ng Pagkakaiba-iba sa materyal na sinusukat ng sensor, maging ito ay buffer ng pagkakalibrate o sample.

magbasa pa

Bakit kailangan nating balansehin ang ating mga swimming pool?

Ito ay magiging isang mahabang talakayan. Maaari mong laktawan ito sa Step1:)

Mga swimming pool, o hindi bababa sa mga butas ng pagtutubig na ginawa ng tao para maligo at lumangoy - bumalik hanggang 2600 B. C. E. sa minimum. Gayunpaman, higit sa lahat dahil sa mga potensyal na mapagkukunan ng mga microbes tulad ng mga taong lumalangoy sa pool, mga hayop tulad ng aso, patay na wildlife, at mga labi mula sa paligid ng pag-aari tulad ng mga dahon, damo at alikabok, madalas na kontaminado ang mga swimming pool at sa gayon naglalaman ng isang saklaw ng mga mikrobyo, kabilang ang bakterya at algae na maaaring maging sanhi ng mga problema sa kalusugan tulad ng impeksyon sa tainga, ilong at lalamunan. At upang maiwasang, o hindi bababa sa mabawasan ito, ang mga swimming pool ay regular na napanatili sa pamamagitan ng pagsasala, chlorination, kabuuang alkalinity, calcium calcium, at antas ng regulasyon ng pH.

Ang PH ay maaaring matingnan bilang isang pagpapaikli para sa lakas ng Hydrogen - o higit na kumpleto, lakas ng konsentrasyon ng Hydrogen ion. Ito rin ang sukat kung paano acid / alkaline ang tubig ng swimming pool. Ang mga antas ng PH ay mula sa 0.0 hanggang 14.0. Ang perpektong saklaw para sa PH sa swimming pool na tubig ay 7.2 hanggang 7.8. Ang isang pH ng 7.0 ay walang kinikilingan - sa ibaba 7.0 ay acidic, sa itaas 7.0 ay alkalina. Kung ang antas ng pH ay itinatago sa parehong antas tulad ng sa aming mga mata, na karaniwang 7.2 hanggang 7.4, ang mga epekto ng nasusunog na mga mata ay pinananatili sa isang minimum.

Kapag ang pool ay masyadong acidic, magsisimula itong matunaw ang ibabaw, lumilikha ng isang pagkamagaspang na perpekto para sa paglaki ng pool algae. Ang isang katulad na resulta ay nangyayari sa pag-grouting ng mga naka-tile na swimming pool. Ang mga metal ay umuurong din, na kinabibilangan ng kagamitan sa paglangoy, mga kabit ng tubo, mga koneksyon sa bomba, at iba pa. Ang mga sulpate ay nabuo mula sa mga ibabaw na ito, grouting, at metal corrosions. Ang mga sulpate na ito ay inilabas mula sa tubig papunta sa mga dingding at sahig ng swimming pool na nagdudulot ng mga pangit na kayumanggi at itim na mantsa. Bukod dito, ang murang luntian, na ginagamit bilang isang disimpektante sa tubig sa swimming pool, ay naaktibo, nawala sa himpapawid nang napakabilis, at sa gayon ay nawalan ng silbi dahil nawalan ito ng kakayahang malinis ang tubig. Panghuli, ang mga mata at ilong ng mga manlalangoy ay nasusunog, ang kanilang damit na panlangoy ay kumukupas at namamatay, at ang kanilang balat ay natuyo at makati.

Sa kabilang banda, kapag ang tubig ay masyadong alkalina, ang kaltsyum sa tubig ng swimming pool ay pinagsasama ng mga carbonate at bumubuo ng sukat na nakikita sa waterline kung saan nakakabit ng alikabok at dumi, na nagiging itim sa oras. Ang tubig sa swimming pool ay nagsisimula ring maging maulap o madilim dahil nawawala ang kanyang ningning. Ang calcium carbonate ay mayroon ding pagkahilig na ibalot sa buhangin sa filter ng swimming pool, na mabisang ginagawang semento. Kaya't kung ang filter ng buhangin ng swimming pool ay naging isang filter ng semento, nawawalan ito ng kakayahang mag-trap ng dumi mula sa tubig sa pool. Ang isa pang epekto na dapat tandaan ay habang tumataas ang PH, nawala ang lakas ng murang luntian upang kumilos sa mga banyagang maliit na butil. Ang isang halimbawa ay sa isang pH na 8.0, ang pool ay maaari lamang gumamit ng 20% ng disponsyong kloro. Sa wakas, sa alkaline swimming pool na tubig, ang mga mata at ilong ng mga manlalangoy ay maaari ding masunog at ang kanilang balat ay maaari ring matuyo at makati.

Sumigaw sa aking mga ka-grupo na sina Alysson at Aira para sa kahanga-hangang pagsasaliksik na ito.

Hakbang 1: Magtipon ng Mga Materyales at Software na Kailangan

1. Arduino / Genuino MKR1000
2. Arduino IDE
3. Samsung Artik Cloud Account
4. Jumper Wires
5. 3 Mga Header ng Pin na Lalaki
6. 170 Pin Beardboard
7. DFRobot pH Meter
8. DS18B20 Waterproof Temperature Sensor
9. 4.7K Resistor x1
10. 200 ohms Resistor
11. 2x3 pulgadang plastik na lalagyan
12. lalaki at babaeng konektor ng audio
13. Panghinang na bakal at tingga
14. Maliit na soldering PCB

Dahil ang 4.7k risistor ay wala nang stock Gumamit ako ng 2.4k x 2 = 4.8k ohms

Hakbang 2: Lumikha ng Iyong ARTIK Cloud Type ng

Mag-sign up sa ARTIK Cloud. Pumunta sa site ng developer at lumikha ng bagong "uri ng aparato".

Ang mga aparato sa ARTIK Cloud ay maaaring mga sensor, appliances, application, serbisyo, atbp. Karaniwan ang isang gumagamit ay pagmamay-ari ng isa o higit pang mga aparato, at ang mga aparato ay maaaring magpadala ng mga mensahe o magagamit upang magpadala ng mga mensahe sa ARTIK Cloud. matuto pa

Pagkatapos, ipasok ang iyong nais na display at natatanging pangalan.

Hakbang 3: Lumikha ng Bagong Manifest para sa Iyong Uri ng Device

Sa uri ng iyong aparato, lumikha ng bagong Manifest.

Ang Manifest, na nauugnay sa isang uri ng aparato, ay naglalarawan sa istraktura ng data. Kapag ang isang application o aparato ay nagpapadala ng isang mensahe sa ARTIK Cloud, ang Manifest ay kukuha ng isang string bilang input na tumutugma sa data, at naglalabas ng isang listahan ng mga normalized na patlang / halagang maaaring maiimbak ng ARTIK Cloud. matuto pa

Ipasok ang temp bilang mga patlang ng data na awtomatiko nitong itatakda sa celcius.

Magdagdag ng isa pang larangan ng data at pangalanan ito ph. gumamit ng ppm o mga bahagi bawat notasyon.

ph o lakas ng Hydrogen ay ginagamit upang balansehin ang Alkalinity at Acidity ng tubig. Ang temperatura ay maaaring makaapekto sa halaga ng ph. Ang pagtaas ng temperatura ay nauugnay sa nadagdagan na mga molekular na pag-vibrate, sa pagtaas ng temperatura, ang mga napapansin na Hydrogen Ions ay nagdaragdag din dahil sa isang nabawasan na pagkahilig sa pagbuo ng mga Hydrogen bond, sa gayon ay humantong sa isang pagbawas sa ph. matuto pa

Laktawan ang Mga Panuntunan sa Pagkilos dahil hindi namin ito kakailanganin.

Pagkatapos ay buhayin ang iyong manifest file.

Hakbang 4: Lumikha ng Iyong Application

Mag-navigate sa ARTIK Cloud Applications at mag-click sa bagong application.

Ang bawat aplikasyon ay itinalaga ng isang natatanging ID ng ARTIK Cloud. Kinakailangan ang isang application ID upang makakuha ng isang token ng pag-access sa OAuth2 at upang humiling ng data mula sa isang application, sa kondisyon na bigyan ng access ng gumagamit. matuto pa

Ipasok ang iyong nais na pangalan ng application at url sa pag-redirect ng pagpapatotoo. Tandaan na kinakailangan ang url ng pag-redirect ng pagpapatotoo. Ginagamit ito upang patunayan ang mga gumagamit ng application na ito, kaya't magre-redirect sa url na ito kung nangangailangan ng pag-login. Gumamit kami ng https:// localhost / 8080 / para sa sample.

Itakda ngayon ang iyong pahintulot sa application na basahin at isulat, mag-navigate sa iyong aparato pagkatapos ay i-save.

Binabati kita ngayon mayroon ang iyong aplikasyon!

Hakbang 5: Ikonekta ang ARTIK Cloud sa Iyong Device

Ngayon na handa na ang iyong backend. Hinahayaan kang pumunta sa iyong ARTIK Cloud Charts upang matingnan ang iyong data.

Mag-navigate sa aking mga aparato at i-click ang kumonekta sa isa pang aparato.

Maghanap at I-click ang iyong bagong uri ng aparato na nilikha nang mas maaga pagkatapos ay i-click ang ikonekta ang aparato.

I-click ang mga setting ng iyong konektadong aparato upang maipakita ang higit pang impormasyon.

Itala ang Device ID at Token dahil kakailanganin mo ito sa mga susunod na hakbang.

Sa kanang bahagi ng panel, i-click ang tingnan ang iyong data.

Kapag ang iyong hardware ay nakabukas, ang tsart ay magkakaroon ng data.

Tapos na para sa pag-set up ng ARTIK Cloud.:)

Hakbang 6: Ikonekta ang Mga Sensor ng Temp at PH sa MKR1000

Narito ang koneksyon sa pin:

• Temp GND hanggang MRK1000 GND
• Temp OUT sa MKR1000 Digital pin 1
• Temp VCC hanggang MKR1000 5V
• Ikonekta ang isang 4.7K risistor sa Temp VCC at Temp OUT
• pH GND hanggang MRK1000 GND
• PH OUT sa MKR1000 Analog pin 1
• ang PH VCC sa MKR1000 5V

Opsyonal: Gumamit kami ng isang audio lalaki at babaeng konektor para sa madaling pag-detaching ng probe ng temperatura.

Tumingin sa mga imahe para sa mas detalyadong tagubilin.

Hakbang 7: I-setup ang Iyong Arduino IDE Board Manager

Kung na-install mo na ang MKR1000 Board mangyaring laktawan ang hakbang na ito.

Buksan ang iyong Arduino IDE.

Mag-navigate sa Mga Tool> Lupon> Board Manager.

Pagkatapos maghanap para sa mkr1000.

I-install ang Arduino SAMD Board, maaari nitong suportahan ang parehong Zero at MKR1000.

Hakbang 8: Magdagdag ng Kinakailangan na Mga Aklatan

Upang gumana ang aming mga sensor at wifi, kakailanganin namin ang mga sumusunod na aklatan.

1. FlashStorage - ginamit upang i-save ang offset ng pagkakalibrate ng pH
2. ArduinoThread - ginamit ito upang mabasa ang mga sensor sa isang hiwalay na thread.
3. ArduinoJson - gagamitin namin ito upang maipadala ang data ng JSON sa ARTIK Cloud
4. WiFi101 - ginamit upang paganahin ang koneksyon sa wifi sa mkr1000
5. ArduinoHttpClient - host para sa pagkonekta sa API
6. OneWire - kinakailangan upang mabasa ang digital input mula sa Temperature sensor
7. DallasTemperature - Kailangan ng sensor ng Temperatura ng Dallas sa silid-aklatan

Mag-navigate sa Sketch> Isama ang Library> Pamahalaan ang Mga Aklatan

Hanapin ang mga aklatan na ito at i-download ang mga ito.

Hakbang 9: I-upload ang Arduino Code

Ngayon plug ang MKR1000 sa iyong PC / Laptop.

Dapat na awtomatikong makita ng iyong Arduino ang iyong MKR1000. Kung hindi man manu-manong itinakda ay manu-mano.

I-download ang software sa aking GitHub dito

Baguhin ang iyong sariling ARTIK Cloud aparato id at token.

String deviceID = "artik cloud device id"; // ilagay ang iyong aparato id dito nilikha mula sa tutorial String deviceToken = "token ng artik cloud device"; // ilagay ang token ng iyong aparato dito nilikha mula sa tutorial

Baguhin ang iyong sariling wifi ssid / pangalan at password.

/ ** Setting ng Wifi ** / # tukuyin ang WIFI_AP "ang iyong wifi ay naka-bid na" # tukuyin ang WIFI_PWD "wifi password"

Pagkatapos i-upload ang Software Code sa MKR1000 at simulang subaybayan.

Nagdaragdag ako ng higit pang mga tutorial ng code sa lalong madaling panahon.

Dapat mayroong koneksyon sa internet ang iyong WiFi

Bumalik sa iyong ARTIK Cloud at suriin kung tumatakbo ang data.

Isinama ko ang paraan ng pagkakalibrate mula sa DFRobot sa aking code.

Kung nais mong i-calibrate ang iyong pH Sensor, sundin ang kanilang Paraan 1 dito.

Binabati kita! Matagumpay mong nakakonekta ang iyong Mga Sensor sa ulap !.

Hakbang 10: Gawin itong Portable! - Natatanggal na Sensor ng Temperatura

Kakailanganin naming ayusin muli ang koneksyon ng temp sensor upang gawin itong matanggal.

Kabilang dito ang mga kable ng resistors at ang detachable konektor.

Ilalagay muna namin ang 4.7k risistor at ang mga konektor nito.

Gumamit ako ng 2.4kohms x 2 = 2.8k omhs dahil wala na itong stock. But still we are good.

1. Ilagay ang MKR1000 hanggang 170 Pin Breadboard, ang 5V pin ay dapat na nasa unang pin ng board
2. Ilagay ang 4.7k risistor sa huling mga pin o walang laman na mga pin ng breadboard.
3. Ikonekta ang unang dulo ng risistor sa 5V gamit ang jumper wire.
4. Ikonekta ang pangalawang dulo sa isang walang laman na pin sa kabilang panig.
5. Ikonekta ang pin na iyon sa Digital Pin 1.

Kung nagkakaproblema ka, sundin ang mga imahe sa itaas.

Susunod na paghihinang ng aming lalaking audio konektor sa sensor ng temperatura

1. Red wire / VCC sa tuktok na tanso
2. Green / GND hanggang gitnang tanso
3. Dilaw / Data sa ilalim ng tanso

Tingnan ang 4th screen shot sa itaas.

Susunod na panghinang ang babaeng konektor ng audio sa PCB

1. Ilagay ang babaeng konektor sa PCB na may 4x5 soldering hole.
2. Ipasok ang 3 pin header sa huling hilera ng butas.
3. Ipasok ang 200 omhs at solder end ng tip pin ng audio konektor at ang pangalawang dulo sa pinakamalapit na pin ng header.
4. Paghinang ng natitirang header pin ng audio konektor sa header pin.

Tingnan ang 5, 6, 7, 8th screen shot sa itaas. Gumamit ako ng 200 ohm sa serye ng sa positibong wire ng temp sensor upang maiwasan ang maikling circuit.

Hakbang 11: Gawin itong Portable! - Ang paglalagay ng Sensors

Kunin ang iyong 2x3 plastic container.

Gumawa ng hole hole para sa madaling paghiwalay ng mga sensor ng pH at Temp probe.

1. Gumuhit ng isang bilog na may parehong bilog ng babaeng konektor at konektor ng BNC.
2. Tiyaking hindi sila ganoon kalapit o kalayuan.
3. Maingat na gupitin ang bilog gamit ang isang mainit na kutsilyo o anumang tool sa pagbabarena na nais mo.
4. Ipasok ang konektor ng BNC ng ph Meter at babaeng audio konektor.
5. Magdagdag ng mga Jumper wires sa mga header ng pin na audio audio ng mga konektor
6. Ipadikit ang mga ito upang hindi ito madaling matanggal.

Hakbang 12: Gawin itong Portable - Magdagdag ng Mga Koneksyon sa MKR1000

Ikonekta ang Sensor ng pH:

1. Ikonekta ang 3 mga jumper wires mula sa babaeng header ng ph meter sensors sa MKR1000
2. Ilagay ang ph meter VCC sa 5V, GND sa GND at Data pin sa A1

Ikonekta ang Temperatura Sensor:

Ilagay ang temp sensor VCC sa 5V, GND sa GND at Data sa sobrang pin ng Breadboard kung saan ang 4.7k resistor ay may koneksyon sa Digital pin 1

Ikonekta ang baterya para sa MKR1000 at takpan ang lalagyan.

Sa wakas, ikinabit ang temperatura at sensor ng pH.

Viola! Binabati kita mayroon ka na ngayong aparato ng pagsubaybay sa pool!

Hakbang 13: Panghuli! Pagsubok sa Patlang

Kapag ang MKR1000 ay pinalakas at nakakonekta sa wifi, magsisimula na itong magpadala ng mga pagbabasa mula sa mga sensor, Ang digital pin 13 LED ay kumikislap isang beses bawat matagumpay na naipadala.

Sinubukan namin ang sensor ng hardware sa Private, Public at School Swimming Pool.

Ang pagkolekta ng data mula sa pool ng mga respondente ay pinagana namin upang pag-aralan ang kakayahan ng hardware.

Ang paglalagay ng MKR1000 at sensor sa isang kahon ay pinapayagan itong maiwasan ang kontaminasyon ng tubig.

Sa pamamagitan nito, maaari mong subaybayan ang kalidad ng iyong tubig at gawing normal ang mga ito sa pamamagitan ng paglalagay ng mga nais na kemikal.

Inaasahan kong makakatulong ang tutorial na ito na itinuturo sa mga tao na bumuo ng kanilang sariling DIY swimming pool na kalidad ng aparato sa pagsubaybay sa tubig. Maaaring magkaroon ng isang mas mataas na kamalayan tungkol sa tuluy-tuloy na pagkasira ng kalidad ng tubig sa swimming pool habang ang mga tao ay may posibilidad na higit na ituon ang pansin sa mga amenities na inaalok sa halip na suriin kung gaano sila ligtas. Nilayon din nilang magbigay ng kontribusyon sa pamayanan sa pamamagitan ng kakayahang magbigay ng isang paraan upang gawing mas mabisa at mabisa ang pagsusuri sa kalidad ng tubig nang hindi kinakailangang pagsasakripisyo ng mga mapagkukunan.

Huwag mag-atubiling kopyahin ito at masaya na paggawa ng mga cool na bagay!:)