PiSiphon Rain Gauge (прототип): 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Този проект е подобрение на сифона на Bell Rain Gauge. Той е по -точен и изтичащите сифони трябва да са нещо от миналото.

Традиционно валежите се измерват с ръчен манометър.

Автоматизираните метеорологични станции (включително метеорологичните станции на IoT) обикновено използват кофи за преобръщане, акустични дисдрометри (разпределение на капки) или лазерни дистанционномери.

Кофите за преобръщане имат подвижни части, които могат да бъдат запушени. Те са калибрирани в лаборатории и може да не се измерват правилно при силни дъждовни бури. Disdrometers може да се затруднява да вземе малки капки или валежи от сняг или мъгла. Disdrometers също изисква сложна електроника и алгоритми за обработка, за да се оценят размерите на капките и да се прави разлика между дъжд, сняг и градушка.

Мислех, че автоматичният измервател на дъжда може да бъде полезен за преодоляване на някои от горните проблеми. Сифонният цилиндър и фунията могат лесно да бъдат отпечатани на нормален FDM 3D принтер (евтините с екструдери, като RipRaps и Prusas).

Използват се само естествени сили за сравнително бързо изпразване (Сифон) на цилиндъра на сифона. Сифонът няма движещи се части.

Този дъждомер се състои от сифонен цилиндър, с няколко двойки електронни сонди на различни нива в цилиндъра на сифона. Сондите са свързани към GPIO щифтовете на Raspberry PI. Веднага щом водата достигне нивото на всяка двойка сонда, ще се задейства високо ниво на съответния входен щифт на GPIO. За да се ограничи електролизата, посоката на тока, протичащ през дъжда, се променя между показанията. Всяко отчитане отнема само милисекунди и само няколко показания се правят за минута.

PiSiphon Rain Gauge е значително подобрение на моя оригинален Bell Siphon Rain Gauge. Вярвам, че той също трябва да бъде по -добър от моя ултразвуков дъждомер, тъй като скоростта на звука е силно повлияна от температурата и влажността.

Стъпка 1: Какво ще ви трябва

1. Едно малиново пи (използвах 3В, но всяко старо трябва да работи)

2. 3D принтер-(За да отпечатате сифонния цилиндър. Ще ви предложа моя дизайн. Можете също да го занесете в печатна служба)

3. Стара фуния с габарит

4. 10 x болта, 3 mm x 30 mm (M3 30 mm) като сонди.

5. 20 x M3 гайки

6. 10 накрайници от вилица от ламарина

7. Електрически проводници и 10 джъмперни кабела с поне един женски край.

8. Платформа (по избор за тестване).

9. Умения за програмиране на Python (Примерен код е предоставен)

10. Голяма спринцовка (60ml).

11. Водоустойчив корпус за малиновото пи.

12. ABS сок, ако отпечатаните ви части са абс или силиконов уплътнител.

13. 6 мм тръба за аквариум (300 мм)

Стъпка 2: Сглобяване на сифонен цилиндър и фуния

Използвах принтер DaVinci AIO за всички разпечатки.

Материал: ABS

Настройки: 90% пълнене, височина на слоя 0,1 мм, дебели черупки, без опори.

Сглобете сифонния цилиндър и фуния. Използвайте ABS лепило

Сглобяване на сондите (болтове M3 x 30 мм с 2 гайки)

Поставете сондите (болтовете) в сифонния цилиндър и го запечатайте с ABS лепило или силиконов уплътнител. Сондите трябва да се виждат от горната отворена страна на цилиндъра на сифона, за да могат да се почистват, ако е необходимо, с четка за зъби. Тези точки на контакт на сондите трябва да са чисти през цялото време. Уверете се, че върху контактите не трябва да има лепило от ABS или силиконов уплътнител.

Прикрепете 10 -те проводника към всяка сонда, като използвате вилици от ламарина. Свържете другата страна на проводниците към GPIO щифтове. Pinout е както следва:

Сонди двойки: Сонда двойка 1 (P1, най -ниско ниво на водата), щифт 26 и 20)

Сонда двойка 2 (P2), GPIO Pin 19 и 16

Сонда двойка 3 (P3), GPIO Pin 6 и 12

Сонда 4 (P4), GPIO Pin 0 и 1

Сонда двойка 5 (P5), GPIOPin 11 и 8

Стъпка 3: Тествайте сифона и го калибрирайте

Трябва да се уверите, че всички кабели са извършени правилно и че хардуерът работи правилно.

Стартирайте PiSiphon_Test2.py

Резултат 00000 = Водата не е достигнала ниво на P1 (Сонда двойка 1)

Резултат 00001 = Водата е достигнала ниво P1 (Сонда двойка 1)

Резултат 00011 = Водата е достигнала ниво P2 (Сонда двойка 2)

Резултат 00111 = Водата е достигнала ниво P3 (Сонда двойка 3)

Резултат 01111 = Водата е достигнала ниво P4 (Сонда двойка 4)

Резултат 11111 = Водата е достигнала ниво P5 (двойка сонда 5).

Ако се открият всички водни нива, стартирайте PiSiphon-Measure.py.

Вашият Log_File се генерира в същата директория като PiSiphon-Measure.py

Инсталирайте PiSiphon на пост и го изравнете. Ако вашият сифон се оценява (или надценява), увеличете (или намалете) променливата rs в PiSiphon-Measure.py

Стъпка 4: PiSiphon PRO

PiSiphon PRO идва. Той няма да използва никакви метални сонди във водата и ще има дори много по -добра разделителна способност (по -малко от 0,1 мм). Той ще използва капацитивен сензор за влажност на почвата (течната електронна лента е твърде скъпа в моята страна). Вижте https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/ как работи този сензор на ESP32.