The Making Of: Een Mini Sprinkler Meting (groep 12): 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Groep 12

Noortje Romeijn 4651464

Milton Fox 4652622

Hierdie Instructable is geskryf deur Milton Fox (student Maritieme Techniek, TU Delft) en Noortje Romeijn (studente Civiele Techniek, TU Delft). Allebei volgen we de civiele minor 'De delta denker, water voor later'. Het vak 'CT3412-16 Meten aan water' is onderdeel van hierdie mineur. Vir hierdie vakansie kan ons die opdrag vir 'n ontmoetingsontwikkeling ontwikkel om met behulp van een van meer as een sensor 'n fenomeen uit die wêreld te ontwikkel.

Ons het 'n ontmoeting ontwikkel om die infiltrasiesnelheid te bepaal. Dit is die snelheid waarmee water in die grond infiltreert. Ons meetapparaat is gebaseer op 'n bestaande metode: die sprinkel-meting. Die besproeiingsmeting word uitgevoer op spesiale proefgebiede met 'n grootte van enkele vierkante meter. Met hulp van sproeiers word 'n bepaalde neerslag gesimuleer. Die proefgebied het een klein helling waar dit nie geïnteresseerd is om water af te stroom nie. Hierdie water word in 'n goot opgevang. Die afvoer in die goot word deurlopend gemeten.

Ons ontwikkelende ontmoetingsprogram bestaan uit 'n klein bak met 'n gootje. In die bak word grond onder 'n ware helling geplaas. Regen word gesimuleerd met 'n tuinslang met 'n sproeikop. In die grond staat een regenmeter die regenintensiteit spesifiek. Onder die gootje staat 'n afvoermeter wat die afvoer bepaal. Die regenmeter en die afvoermeter werk met 'n druksensor. Die infiltrasiesnelheid kan met die volgende formule onderskei word: (regenintensiteit - uitvoer)/oppervlakte van die grond. Vir 'n uitgebreide uitleg van die werking van die ontmoeting word dit na ons eindverslag verwys 'Met die infiltrasiesnelheid'.

Hieronder kan ons 8 stappe beskryf hoe ons die toepassings kan maak. Die eindresultaat is te sien in die bygevoegde beeld.

Voorrade

Materiaal:

• Emmer gevuld met water;
• Voltmeter met snoer;
• 2 druksensors;
• 2 stekkers voor stroomvoorziening;
• 2 stopkontak;
• 'Kastje' (om sensors te kalibreren en voor stroomvoorziening sensors);
• Broodbord;
• Deeltjie Photon;
• Skootrekenaar;
• Krag bank;
• Mikro-USB kabel;
• Broodbord versadig;
• 2 snoertjes die het 'kastje' met die breadboard kan verbind;

• Weerstanden;

  • 2 keer 3300 Ohm.
  • 2 keer 10000 Ohm.
• Mobiele telefoon;
• 2 houten kisten, +- 40 by 40 cm;
• 2 houtbalken, afmeting +- 4 cm bij 4 cm, 2 meter lang;
• 8 houten plankjes, +- 10 van 10 cm (afhankelijk van groot houten kist);
• Houten plankje, +- 10 bij 40 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Kippengaas;
• Stuk katoen;
• PVC buis, deursnee 75 mm, lengte 1 meter;
• PVC buis afsluiter, deursnee 75 mm;
• Kleefband
• Groot watervlieë met rechte wanden;
• 2 trechters;
• 2 buisjes, deursnee 15 mm;
• Tuinslang;
• Sproeikop;
• Schroeven;
• Spijkers.

Gereedschap:

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

Stap 1: Toets Van Druksensoren

Vir die verwante resultate is dit belangrik dat dit met goeie druksensoren gewerk word. Dit hou in dat die druksensoren stabiel is by verskillende waterdiepte. Sien die bygevoegde plaat van 'n druksensor. Die stabiliteit van die geneesmiddels kan ook volg:

1. Verbind 'n druksensor, 'n stekker en die voltmeter aan een van die kastjies. Sien die tweede bygevoegde plaatjie vir hoe dit presies moet.
2. Doe die stekker in die stopkontak.
3. Die voltmeter gee 'n waarde aan. Check of this waarde (about) stabiel is.
4. Druksensor onder water in die emmer met water.
5. Kontroleer of die gemeten spanningstoestand by verskillende waterdieptes is.

As die druksensor alle kontroles voldoet, kan dit toegepas word. Herhaal die stappe met die tweede druksensor, die tweede stekker en die tweede kastje.

Stap 2: Elektrische Circuit Maken Op Het Breadboard

Stap 2 is 'n elektriese kring op die broodbord.

1. Druk die foto in die broodplank.
2. Verbind die foto met 'n skootrekenaar of 'n kragbank.
3. Maak die elektriese skakeling wat die eerste bygevoegde plaatjie te sien is.

Enige uitleg oor die elektrische schakeling is nodig.

Die een helft van die broodbord is bedoel vir die bedrade van die afvoermeter en die ander helft vir die bedrading van die regenmeter. Twee weerstand per meter word gebruik sodat die spanning kan verskil. Die fotograaf kan een van die spannings van 3.3 Volt aan. Sien die tweede bygevoegde plaat vir 'n skematiese weergawe van die skakeling wat vir beide sensore gemaak moet word.

Die linker weerstand in die skema is in hierdie geval 3300 ohm en die rechter is 10000 ohm, maar dit kan vervang word vir ander weerstands as u dit nie voor die hand het nie (laat op: die verhouding van die weerstanden sal die grootte van die metings hê bepaal!).

Die spanning oor die afvoermeter kan met behulp van 'n geskrewe kode (sien stap 5) of via 'n telefoon (sien stap 4) afgelezen word by pin A4 en die spanning oor die regenmeter kan op dieselfde manier afgekeur word by pin A0. Die foton vervang die eie voltmeter.

4. Koppel die voltmeter los van die 'kastje'.

5. Verbind die broodbord aan die 'kastje'.

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

Die elektriese kring kan nou met behulp van 'n mobiele telefoon gebruik word. Dit kan met behulp van Tinker, 'n program wat die foton outomaties het, gebruik word.

1. Laai die Particle -app af.
2. Verbind die fotografie met 'n skootrekenaar van die powerbank sodat hierdie stroom dit het.
3. Verbind die fotografie aan die app, volg die stappe in die app.
4. Verbind die fotografie met die internet, en volg die nuwe stappe in die app. As die Photon verbonden is, is 'dit' die beheerlamp in die lichtblauw.
5. Klik op 'Jou toestelle' op die sojuistiese woordfoto.
6. Klik hier op 'Tinker' en die 'pin-layout' is nou sigbaar. In die bygevoegde plaatjie kan jy sien hoe dit omtrent moet sien.
7. Klik op A0 en A4.

As dit goed is, sal dit ook 'n verskil wees tussen die 0 en 4096. 4096 staat gelyk aan 3, 3 Volt. Die waardes hang af van die onderwaterdiepte van die sensor. Dit kan gekontroleer word deur beide sensors op verskillende waterdieptes om by elke waterdiepte op A0 en A4 te klik. Hoe kan ons die sensor opspoor?

Stap 4: Het Maken Van De Bak En De Meters

Dan is dit nou tyd om die bak en die meter te maak. Sien afbeeldings as ondersteuning vir die teks.

De bak

1. Pak een van die twee houtkistens.

2. Verwijder de bodem.

   1. Sorg dat die kist sy stevigheid behoudt. Voeg eventueel hout balkies in die hoektone toe.
   2. Dit is natuurlik ook moontlik om self van hout 'n kist sonder liggaam te maak.
3. Die PVC kan op maat gemaak word sodat dit in die verlede kan wees en 'n enkele stuk uitsteek.
4. PVC kan deur middel van langsrigting gebruik word.
5. Dit is moontlik om PVC te koop sodat dit buite die kist uitkom.
6. Bevestig kippengaas oor die gehele onderkant van die bak. Gebruik hiervoor kleine spijkertjes.
7. Span en bevestig die katoen oor die gehele onderkant van die bak. Gebruik hiervoor wederom kleine spijkertjes van een nietpistool.
8. Bevestig 'n tweede laag kippengaas oor die gehele onderkant van die bak.
9. Bevestig die gootje in die bak met behulp van 'n lijmpistool van waterdicht kleefband.
10. Bevestig die houtplankje (10 by 40 cm) aan die onderkant van die kist, onder die goot. Dit gee die geheel ekstra stevigheid.
11. Die houtbalke (4 by 4 cm, 2 meter lang) in stukke van ongeveer 50 cm.
12. Bevestig die gezaagde balke onder elke hoek van die kist. Hiervoor kan ons 'n lijmpistool gebruik.
13. Verstevig dit geheel deur 2 houtplankies (10 by 10 cm) op elke hoek van die kist. Die planne vorm 'n ekstra verbinding tussen die balke en die kist.
14. Die oorgebaseerde houtkist onder die gemaakte bak.

Die regenmeter

1. Pak een van die trechters.
2. Verbind een van die buisjes (deursnee 15 mm) aan die onderkant van die trechter, met behulp van 'n lijmpistool en kleefband.
3. Maak 'n gaatje in die katoen dat die bevestiging aan die onderkant van die bak is, sodat die deur hierdeur geboek kan word.
4. Steek die buisje met trechter deur die gat.
5. Die groot watervlieë (met regte wande) op die hout kan onder die gemaakte bak en laat die boesem hier uitkom.
6. Die lengte van die buis op die manier waarop dit 'n klein stukjie bo die onderkant van die watervlakke kan uitkom, is. Die regenmeter is nou klaar!

De afvoermeter

1. Pak die oorgeblewe trechter.
2. Verbind die oorgeblewe buis (deursnee 15 mm) aan die onderkant van die trechter, met behulp van 'n lijmpistool en kleefband.
3. Dit is 'n oorgebaseerde deel van die PVC wat op maat (ongeveer 40 cm) kan kom, sodat dit goed kan wees.
4. U kan die PVC -buise afsluiter op die onderkant van PVC -buise.
5. Plaatjies van PVC onder die gootje en dit kan met die boonste op die regte plek gebêre word.
6. Die lengte van die buis op die manier waarop dit 'n klein stukjie bo die onderkant van die PVC kan koop, kan uitkom. Die afvoermeter is nou klaar!

Stap 5: De Codering

Kopieer die onderstaande kode of maak self 'n soortgelyke kode.

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, 0}; int t = 0; // qsort vereis dat u 'n sorteerfunksie int sort_desc (const void *cmp1, const void *cmp2) {// Moet die leemte *na int *gooi
6. int a = *((int *) cmp1);
7. int b = *((int *) cmp2);
8. // Die vergelyking
9. gee a> b terug? -1: (a <b? 1: 0);
10. // 'n Eenvoudiger, waarskynlik vinniger manier:
11. // terugkeer b - a;
12. }
13. ongeldige opstelling () {
14. }
15. leemte -lus () {
16. int meting1 = analogRead (analogPin1);
17. float Volt_meting1 = (float) meting1 * 0.0008056641 * 13300 /10000; // Volt
18. float Diepte_meting1 = Volt_meting1 * 100; // millimeter
19. vlot Area1 = 3404.966521; // vierkante millimeter
20. float Volume_measurement1 = Diepte_meting1 * Area1; // kubieke millimeter
21. float dVolume1 = Volume_meting1 - oldVolume1;
22. oldVolume1 = Volume_meting1;
23. int meting2 = analogRead (analogPin2);
24. float Volt_meting2 = (float) meting2 * 0.0008056641 * 13300/10000; // Volt
25. float Diepte_meting2 = Volt_meting2 * 87,5; // millimeter
26. vlot Area2 = 3404.966521; // vierkante millimeter
27. float Volume_measurement2 = Diepte_meting2 * Area2; // kubieke millimeter
28. float dVolume2 = Volume_meting2 - oldVolume2;
29. oldVolume2 = Volume_meting2;
30. float Flow_rate = dVolume1 - 3.7427 * dVolume2; // ons gaan grootuit dat die regen ook in die gootje terecht kom.
31. float Infiltration_flowrate = (dVolume2 - Flow_rate) / 92182;
32. vertraging (delayTime);
33. Data [t] = Infiltration_flowrate;
34. t += 1;
35. as (t == 10) {
36. // Aantal items in die skikking
37. int Data_length = sizeof (Data) / sizeof (Data [0]);
38. // qsort - laaste parameter is 'n funksiewyser na die sorteerfunksie
39. qsort (Data, Data_length, sizeof (Data [0]), sort_desc);
40. float median_Infiltration_flowrate = ((Data [4] + Data [5])/2);
41. Particle.publish ("topic", String (median_Infiltration_flowrate, 2));
42. // Dit is nou gesorteer
43. t = 0;
44. }
45. }

In hierdie kode moet enkele parameters vir u konstruksie aangepas word. Dit is: die getallen in die reël 18 en 25 het dieselfde hoeveelhede van die veranda as as jy 1 volt meer van jou sensor meet, die grootte van die oppervlakte van die grond (gesien van die boonste) in reël 31, die grootte van die oppervlakte van die grootte van die oppervlakte van die regenmeter in reël 30, die grootte van die oppervlakte van u regenmeter in reël 26 en die grootte van die oppervlakte van u afvoermeter in reël 19.

Verder moet u in die reël 41 die naam hê wat u by die publikasie wil hê, faktureer.

As die kode gemaak is, moet u dit via ifttt.com aanmeld en op 'skep' klik. Daarbenewens moet u 'n 'tipe dokument kies om u data in die openbaar te maak en ook te kies hoe dit gepubliseer word.

Stap 6: Sensoren Bevestigen

As die konstruksie en die kode gemaak is, is dit moontlik om die sensore te kontroleer.

Hiervoor moet die druksensor onder die afvoer- en regenmeters geplaas word. As die sensore nie goed bly nie, kan die band en die kabels baie groot word, sodat dit nie kan weggaan nie.

As u 'n drukverschilmeter gebruik (soos ons), kan tape en ook die lugbuise groot op die konstruksie op 'n plek waar geen water kom nie. As dit gedoen is, kan u die konstruksie installeer sodat die water kan kom as u dit gaan toets.

Stap 7: Kalibreren

Nou moet die sensoriese uitgestrekte soorte nie meer gekalibreer word nie.

Doe in eerste instansie 'n bietjie water in beide buise sodat die sensore onder water staan.

Sluit die sensor weer aan op die voltmeter. As die sensoren presies onder die water nodig het, moet 0 Volt aangegaan word. As dit nie so is nie, kan die kalibreer en die sensor van die sensor nie 0 uit die korrekte kode kry nie.

Stap 8: Klaar Om Te Testen

U kan nou heeltemal toets.

As u in staat is om met algeheel water in die ontmoetingsgebou te begin, kan die sensor altyd in aanraking kom met water, maar soms kan dit selfs lug in die sensor bly en dit kan die meting versterk.

U kan nou u deeltjiefoto's vir u 'n simulêre kode vir 'n koers laat sien. Die gegewens word outomaties gepubliseer.