WetRuler-Meet die seehoogte: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Die aankondiging kom vroeg hierdie somer dat die gebied in Alaska, genaamd Prince William Sound, onverwags getref sal word deur 'n aardverwarming wat deur Tsunami begin is. Die wetenskaplikes wat die ontdekking gemaak het, het gewys op 'n gebied met vinnig terugtrekkende ys wat 'n berg puin agtergelaat het wat in 'n fjord sou gly en 'n golf van 30 voet sou begin wat uiteindelik die stad Whittier sou tref. Dit het voorheen gebeur tydens die aardbewing in 1964, waar skudding verskeie tsoenami's in die omliggende fjorde veroorsaak het en die kus verwoes het, waaronder Whittier en Valdez met verskeie sterftes. Cruisebote wat reeds versigtig was vir die virus, het besluit om nie naby die gebied te kom nie en die USFS bied terugbetalings aan vir gehuurde kajuite. 'N Week later tref 'n Tsunami -waarskuwing al ons selfone! 'N Onderwater baken het 'n golf opgemerk wat verband hou met 'n klein aardbewing aan die kus. Alle streekdorpe is aangesê om te ontruim indien naby water. Dit het op niks uitgeloop nie. Hoe meet jy hierdie gebeure? Hierdie instruksie beskryf die bou van klein sensors wat die seehoogte kan meet en die data na 'n LORA -ontvanger of direk na GSM kan stuur. Die eenhede is kompak en lyk veerkragtig teenoor hul omgewing en word deur sonkrag aangedryf. Ek het hulle hier getoets vir die bereiking van reproduceerbare getyhoogtes, maar dit kan ook gebruik word vir golfhoogte en Tsunami -voorspellings.

Stap 1: Versamel u materiaal

Daar is twee stuur-eenhede wat ek gebou het-een behels die oplaai van GSM (selfoon) en die ander LORA-oplaai. U kan ook oorweeg om met 'n Sat -baken te skakel, aangesien baie van hierdie gebiede nie selfoondekking het nie. Die sensor in die kern van hierdie instrumente is die MS5803-14BA en die gebruik en montering daarvan in verskillende scenario's kan op hierdie webwerwe gevind word: https://thecavepearlproject.org/2016/09/21/field-… en http:/ /owhl.org. Die tweede hiervan toon 'n briljant ontwerpte afgeleë logger met sy eie pasgemaakte PCB vir langtermynmeting van golfhoogte. Afhangende van die opstelling, blyk dit dat die sensors maande tot 'n jaar lank water verdraagsaam was.

1. MS5803-14BA-u kan dit vir $ 13 by DigiKey kry, maar u moet soldeerwerk doen of 'n voorafgemaakte uitbreekbord van SparkFun kry, maar dit kos u $ 60 terug. As u dit doen, benodig u 'n klein Adafruit -bord om dit aan te soldeer en 'n bietjie soldeergel (140F) wat ek nuttig gevind het. Die cavepearlproject het 'n uitstekende handleiding oor hoe om dit met die hand te soldeer-ek stel voor dat u 'n goedkoop herwerkstasie van Amazon vir $ 30 kry.

2. LILYGO 2 stuks TTGO LORA32 868/915Mhz ESP32 LoRa-$ 27 is vir die LORA-boks.

3. ARDUINO MKR GSM 1400 $ 55-dit is 'n uitstekende bord. Dit werk perfek met die Hologram -sim. Ongelukkig kon ek nie hul Arduino Sim laat werk nie, ten spyte van verskeie pogings. As u nog steeds toegang tot 2GM -diens het, kan u iets goedkoper gebruik, maar dit het heeltemal misluk in Alaska.

4. Solar Cells Uxcell 2Pcs 6V 180mA Poly Mini Solar Cell Panel Module DIY for Light Toys Charger 133mm x 73mm $ 8

5. 18650 Battery $ 4

6. TP4056-laaier $ 1

7. Skakel Rugged Metal aan/uit skakelaar met groen LED ring - 16mm groen aan/uit $ 5

8. Icstation 1S 3.7V Litium Ion Battery Voltage Tester Indicator 4 Sections Blue LED Display $ 2

9. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout-briljante klein tydtoestel $ 6,00

10. N -kanaal krag MOSFET - 30V / 60A $ 1,75

11. Differensiële I2C Long Cable Extender PCA9600 -module van SandboxElectronics X2 ($ 18 elk) - daar is sukses genoem met lang kabels vir I2C in die literatuur, maar met daaglikse getye van 25 voet in Alaska het u lang kabels nodig … o ja, 'n paar kabels.. Ek gebruik 'n groot boks 23 g 4 verdraaide paar kabel wat geskik is vir buitekant.

12. Adafruit BMP388 - Precision Barometric Pressure and Altimeter $ 10

Stap 2: Bou die sensors

Die sensors moet aan klein PCB's gesoldeer word. Die twee vorige werke gee u 'n paar wenke oor hoe u dit moet doen. Ek het beide die sensors en die klein borde by Digikey gekoop. Gebruik die lae temp soldeer van Adafruit en druk net die kleinste hoeveelheid langs die voete van die sensor terwyl u dit op die bord plaas. Gebruik 'n herverwerker om dit op sy plek te smelt. Ek kon dit nie goed doen met die opstel van my hande soldeer nie en het uiteindelik 'n paar kussings kortgeknip. Die res van die bedrading is maklik as u u leidrade korrek nagaan-om 'n klein kondensator (0,1n) tussen die krag- en grondkabels te plaas en die CS- en PSB-leidings Hi op te lig om I2C te begin en die adres vir die sensor te beheer. (Sien tekening) U het twee keuses 0 X 76 Hi en 0 X 77 vir Lo. Ek het beide gebruik om 'n sensorstaaf te vorm, met die sensors wat een voet uitmekaar geplaas is om die drukverskil te gee van wat u ook al meet. Ek het 'n 3D -bedrukte behuising vir die sensor ontwerp sodat dit heeltemal in duidelike epoksie toegemaak kan word. Die mond van die kegelhouer pas perfek by die klein vlekvrye nek van die sensor en die verseëlde plasing word bewerkstellig met 'n klein ring superlijm wat dit in posisie hou en dit verseël vir epoksie -inkapseling.

Stap 3: Druk u behuising in 3D

Die twee hoofbehuise vir GSM en Lora is dieselfde met sypaneel -insetsels vir die sonpanele. Die enigste model vir die Lora was die antennagat aan die bokant wat geboor moet word, afhangende van die deursnee van u eenheid. Die GSM -antenna pas in die ander boks. Die bedieningspaneel in elk is identies met gate vir die AAN/UIT en drukknop om die batteryniveau skerm aan te skakel. Die voete word afsonderlik gedruk en op die hoeke op die hoeke aangebring, en bied verskillende monteeropsies. Die klein rewolwer en skroefdop word om die opening vir die microUSB -houer vasgeplak om dit te beskerm teen water. Die eenheid is basies baie waterbestand en gedruk in PETG om hittevervorming tot 'n minimum te beperk. Ek het 'n hitte -ingeboude koper -skroefhouer in die hoofbehuizing gebruik vir skroewe van 3 mm in die omhulsel. Daar is lêers vir twee houers vir die sensors-een het twee sensors wat op 'n voet uitmekaar gemonteer is op 'n towerstaf van lucite-plastiek met 'n houer vir die I2C "booster" -kas met die kring gemonteer en aan die binnekant ge-epoksied. Hierdie towerstaf het ook twee 3D -gedrukte gate vir die monteeropsies. Die ander sensorbehuizing is 'n enkele puck met een van die sensors wat daarin vasgeskroef is en 'n uitsny in die agterkant vir die I2C "booster" wat daarin gepokseer word. Al hierdie is gedruk in PETG. Die oorblywende lêers is die klein behuising vir die Lora -ontvanger -eenheid met 'n klein venster vir die OLED.

Stap 4: Bedraad dit

Die sensors word parallel bedraad met die SDA -lyne, SCL -lyne, Pos en Gnd wat almal in een gedraaide kabel met vier geleiers verbind is. Die I2C-boosters is baie maklik om te gebruik-albei sensors word aan die ingangslyne en die tussenliggende lang kabel tot 60 meter gekoppel aan dieselfde tipe ontvanger. As u langer gaan, moet u moontlik die optrekweerstands op die planke verander. Die bedradingsdiagramme vir die res is hierbo. Die kring werk deur 'n aan/uit-skakelaar om die Adafruit TPL5111 krag te stuur, wat op 57 ohm ingestel is om elke 10 minute sy hoog te aktiveer-u kan dit natuurlik aanpas vir minder of meer datatransmissiefrekwensie. Dit beheer 'n MOSFET op die grond van die hoofbord (óf Lora óf die Arduino 400 GSM). (Ek het gevind dat borde soos die GSM en ESP32 'n te groot kragopwekking vir die TPL het, tensy u 'n MOSFET daarmee gebruik …) Krag vir die sensors en die BMP388 kom van die hoofbord wanneer dit aan is: 3v. Die optrekweerstands is op die I2C -boosters en u het dit nie nodig vir die sensors op hierdie stroombaan nie. Die laaibord TP4056 werk uitstekend met die twee sonpanele en die aangehegte 18650 -battery. Die drukknoppie koppel net die battery -uitset aan die skerm van die klein batteryniveau. Die twee sensors wat aan die lucite -stok vasgemaak is, gebruik die twee beskikbare adresse, insluitend die adres van die BMP388 (0 X 77), dus moet u die BMP met SPI aan die hoofborde koppel as u twee waterdruksensors gebruik. As u slegs een (die puck) gebruik, kan u dit met I2C koppel en die oorblywende beskikbare adres (0 X 77) vir die BMP gebruik.

Stap 5: Bou dit

Ek het perf planke gebruik om alles te bespot. Die hoofbord TPL, BMP het almal op een bord gegaan. Die skakelaars is vasgeskroef met hul rubberdeksels. Die laaibord sit op die stut van die bedieningsplaat vas met die microUSB na buite. Die waterbeskermings rewolwer is aan die voorkant vasgom en die skroefdop is met 'n bietjie silikonvet op die drade verseël. Die lusietstaaf is uit twee lae 1/4 plastiek gesny met die sensors presies een voet uitmekaar. Die 3D -gedrukte gathouers is op die punte geplaas en die I2C -booster is in die middel vasgeskroef waar al die draadverbindings gemaak is. Die pucksensor is in 3D gedruk en die booster is binne -in geokoks en tot by die een sensor gekoppel. Aan die bokant van die Lora-eenheid is 'n gat geboor om die antenna te huisves, en gate is aan die agterkant van elke eenheid geplaas om die draad van die sensors te akkommodeer. 'N 3D-gedrukte draadhouer word voorsien. Maak die draad vas deur dit vas te maak nadat u dit vasgom. Alle draadverbindings word seewarm gekrimp en dan geverf met vloeibare elektriese band vir watersekuriteit.

Stap 6: programmeer dit

Daar is regtig nie veel aan die program nie. Dit maak sterk staat op die biblioteke wat vir die sensors voorsien word - wat perfek werk en die wonder van die GSM Blynk-sagteware vir die Arduino-bord wat perfek pas by die Hologram Cloud. Teken in vir 'n Hologram -rekening en kry 'n SIM -kaart by u in u Arduino 400 GSM -bord. Die handskudproses word alles deur die Blynk-GSM Arduino-biblioteek hanteer. Adafruit het die biblioteek vir die BMP geskryf en ek het die SparkFun -biblioteek vir die MS5803 gebruik. Albei lewer temperatuuruitsette van u sensors as u wil. Sagteware -aangepaste penne kan omtrent alles op die hoofbord gebruik. Ek het die Blynk -timerroetine gebruik om die Blynk -app nie per ongeluk te oorlaai nie. U moet natuurlik versigtig wees met die hoeveelheid data wat u deur die GSM-Hologram-skakel plaas, of u kan 'n klein rekening-nie veel nie-ongeveer 3 MB per week gebruik, wat ongeveer 40 sent beloop. Ek laai slegs die drie drukmetings op - 2 onder water en een uit die kas (BMP). Die laaste deel van die program is om die TPL af te skakel deur die voltooide speld op die eenheid na HI te verhoog wat sê dat die data oorgedra is. Die Blynk -app is soos altyd wonderlik, en u kan enige uitvoerskerm ontwerp wat u wil hê, en die beste deel is die vermoë om u datastapel per e -pos af te laai wanneer u wil.

Die Lora -eenheid gebruik dieselfde biblioteke en gebruik 'n OLED -eenheid (ek het dit in die sagteware van die sender -eenheid afgeskakel om energie te bespaar) en stel die frekwensie vir u spesifieke ligging in. Dit bou dan 'n datastring met skeiers waarmee u u sensorlesings in een skoot kan stuur. Dit aktiveer dan die voltooide pen om af te sluit. Die ontvanger -eenheid breek die woord op en stuur die inligting na die Blynk -app oor 'n altyd op WIFI -skakel. Die ontvanger is ongelooflik klein en sluit aan by 'n muurwrat.

Stap 7: Gebruik dit

Die klein sensorvlak haal die druk van bo af met 'n hoë akkuraatheid op-dit sluit al die lug- en waterdruk in. So onderbroke veranderinge in die seehoogte-soos golwe en veranderinge in die lugdruk deur storms bo die oseaan, beïnvloed dit alles. Dit is die rede waarom die barometriese druksensor in die omhulsel ingesluit is (maak seker dat u 'n paar klein gaatjies voorsien sodat dit korrek kan lees). Die sensorstaaf met die twee sensors is veranker in die oseaan op 'n diepte waar dit selfs met laagwater onder water sal wees. Dit is arbitrêr op watter diepte u die sensors plaas, aangesien dit slegs die verandering in die hoogte van die waterkolom bo die absolute hoogte sal meet. Ek gebruik 'n baksteen as 'n anker met 'n tou om die sensorstaaf 'n paar meter van die onderkant af te monteer. 'N Vlot is aan die boonste paal van die towerstaf vasgemaak om die sensors vertikaal in hul voet uitmekaar te hou. Die gedraaide paardraad en die tou het na 'n beskuldigdebank gelei waar hulle met baie slap vasgemaak is om die getyuitstappie te akkommodeer. Die GSM -sender -eenheid is op 'n nabygeleë boot gemonteer. Monitering het meer as 'n maand plaasgevind. Die twee sensors het lesings gegee wat deurgaans deur 28 eenhede geskei is, wat die drukverskil in 'n voet water op daardie plek verteenwoordig. Die barometriese druk is afgetrek van die onderste sensordata en gedeel deur 28 om 'n voet -ekwivalent te gee van die styging en daling van die seebodem gedurende 10 minute. Die grafiek hierbo gee 'n vergelyking met die NOAA -grafiek vir dieselfde periode. Die werklike styg- en valsensor/voete is gekontroleer op die werklike beweging van die dok en is akkuraat tot 1/2 duim. Selfs met die hoë energieverbruik van GSM -uitstuur elke tien minute, het die sonpanele maklik bygestaan by die vraag in hierdie dowwe reënwoudomgewing.

Stap 8: Meer

Die bronne wat reeds genoem is, het hierdie sensors vooraf gebruik om die golflengte te bestudeer. My resultate was van 'n rustige hawe met minimale windgedrewe golfaktiwiteit, maar u kan die data vaslê deur die bemonsteringsfrekwensie te verhoog en deur die gemiddelde resultate te dra. Die Lora -stelsel werk goed op afstande wat 'n netwerk van golfinligting vir verskeie plekke langs 'n kus bied. Dit sou ideaal wees vir diegene wat belangstel in branderplankryaktiwiteite. Die lae koste en die klein grootte van hierdie onafhanklike eenhede sal 'n maklike taak maak om inligting uit die kus te verkry. Die vang van inligting is tans 'n baie ingewikkelde en infrastruktuurafhanklike regeringsaktiwiteit, maar dit kan verander met die aanvaarding van alternatiewe toestelle. Blynk is nou geprogrammeer om my in kennis te stel van die volgende Tsunami!