PiSiphon Rain Gauge (prototyp): 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Tento projekt je vylepšení Bell Bell sifonu Rain Gauge. Je přesnější a unikající sifony by měly být něco z minulosti.

Srážky se tradičně měří pomocí ručního měřiče srážek.

Automatizované meteorologické stanice (včetně meteorologických stanic IoT) běžně používají sklápěcí kbelíky, akustické disdrometry (Distribuce kapek) nebo laserové disdrometry.

Překlápěcí lopaty mají pohyblivé části, které se mohou ucpat. Jsou kalibrovány v laboratořích a nemusí správně měřit v silných dešťových bouřích. Disdrometry se mohou snažit zachytit malé kapky nebo srážky ze sněhu nebo mlhy. Disdrometry také vyžadují komplikovanou elektroniku a algoritmy zpracování pro odhad velikosti kapek a pro rozlišení mezi deštěm, sněhem a krupobitím.

Myslel jsem, že automatický sifonový srážkoměr může být užitečný k překonání některých výše uvedených problémů. Sifonový válec a trychtýř lze snadno vytisknout na běžné 3D tiskárně FDM (levné s extrudery, jako jsou RipRaps a Prusas).

K vyprázdnění (sifonu) válce sifonu se používají relativně přirozené síly. Sifon nemá žádné pohyblivé části.

Tento srážkoměr se skládá ze sifonového válce s několika páry elektronických sond na různých úrovních sifonového válce. Sondy jsou připojeny k pinům GPIO na Raspberry PI. Jakmile voda dosáhne úrovně každého páru sond, spustí se na příslušném vstupním pinu GPIO výška. Aby se omezila elektrolýza, mění se mezi hodnotami směr proudu protékajícího deštěm. Každé čtení trvá jen milisekundy a během minuty se provede jen několik čtení.

PiSiphon Rain Gauge je významným vylepšením mého původního Bell Siphon Rain Gauge. Věřím, že by měl být také lepší než můj ultrazvukový dešťový měřič, protože rychlost zvuku je do značné míry ovlivněna teplotou a vlhkostí.

Krok 1: Co budete potřebovat

1. Jeden malinový pi (použil jsem 3B, ale každý starý by měl fungovat)

2. 3D tiskárna-(Chcete-li vytisknout sifonový válec. Poskytnu svůj návrh. Můžete jej také odnést do tiskové služby)

3. Starý dešťový trychtýř (Nebo si můžete jeden vytisknout. Poskytnu svůj návrh.)

4. 10 x šrouby, 3 mm x 30 mm (M3 30 mm) jako sondy.

5. 20 x matic M3

6. 10 Plechová oka typu vidlice

7. Elektrické vodiče a 10 propojovacích kabelů, každý s alespoň jedním vnitřním koncem.

8. Breadboard (volitelně pro testování).

9. Znalosti programování v Pythonu (ukázkový kód je k dispozici)

10. Velká stříkačka (60 ml).

11. Vodotěsné pouzdro na malinový pí.

12. Šťáva z ABS, pokud jsou vaše potištěné části abs nebo silikonový tmel.

13. 6 mm trubka na rybí nádrž (300 mm)

Krok 2: Sestava sifonu a trychtýře

Na všechny výtisky jsem použil tiskárnu DaVinci AIO.

Materiál: ABS

Nastavení: 90% výplň, výška vrstvy 0,1 mm, silné skořepiny, bez podpěr.

Sestavte sifonový válec a trychtýř. Použijte lepidlo ABS

Namontujte sondy (šrouby M3 x 30 mm se 2 maticemi)

Vložte sondy (šrouby) do sifonového válce a utěsněte jej lepidlem ABS nebo silikonovým tmelem. Sondy by měly být viditelné z horní otevřené strany válce sifonu, aby bylo možné je v případě potřeby vyčistit zubním kartáčkem. Tyto kontaktní body sond by měly být vždy čisté. Ujistěte se, že na kontaktech nesmí být lepidlo ABS ani silikonový tmel.

Připojte 10 vodičů ke každé sondě pomocí plechových výstupků vidlicového typu. Připojte druhou stranu vodičů k pinům GPIO. Pinout je následující:

Páry sondy: Pár sondy 1 (P1, nejnižší hladina vody), kolíky 26 a 20)

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

Sonda Pair 3 (P3), GPIO Pin 6 a 12

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

Sonda Pair 5 (P5), GPIOPin 11 a 8

Krok 3: Otestujte sifon a zkalibrujte jej

Musíte se ujistit, že všechna zapojení jsou provedena správně a že hardware funguje správně.

Spusťte PiSiphon_Test2.py

Resullt 00000 = Voda nedosáhla úrovně P1 (sonda 1)

Výsledek 00001 = Voda dosáhla úrovně P1 (sonda 1)

Výsledek 00011 = Voda dosáhla úrovně P2 (dvojice sond 2)

Výsledek 00111 = Voda dosáhla úrovně P3 (pár sondy 3)

Výsledek 01111 = Voda dosáhla úrovně P4 (pár sondy 4)

Výsledek 11111 = Voda dosáhla úrovně P5 (pár sondy 5).

Pokud jsou detekovány všechny hladiny vody, spusťte PiSiphon-Measure.py.

Váš soubor Log_File je generován ve stejném adresáři jako PiSiphon-Measure.py

Nainstalujte PiSiphon na sloupek a vyrovnejte jej. Pokud je váš sifon pod odhadem (nebo nad odhadem), zvyšte (nebo snižte) proměnnou rs v PiSiphon-Measure.py

Krok 4: PiSiphon PRO

PiSiphon PRO přichází. Ve vodě nebude používat žádné kovové sondy a bude mít dokonce mnohem lepší rozlišení (méně než 0,1 mm). Bude používat kapacitní vlhčí senzor půdy (kapalná e-páska je v mé zemi drahá). Podívejte se https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/ jak tento senzor funguje na ESP32.