Monitering van waterkwaliteit met behulp van MKR1000 en ARTIK Cloud: 13 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Inleiding

Die hoofdoel van hierdie projek is om MKR1000 en Samsung ARTIK Cloud te gebruik om die pH en temperatuurvlakke van swembaddens te monitor.

Ons gebruik 'n temperatuursensor en 'n pH of die krag van 'n waterstofsensor om die alkaliniteit en suurheid van water te meet.

Die meting van temperatuur is 'n moet, want dit kan die pH -waarde beïnvloed. 'N Verhoging in die temperatuur van enige oplossing sal 'n afname in die viskositeit en 'n toename in die mobiliteit van die ione in die oplossing veroorsaak. Aangesien pH 'n maatstaf is van die waterstofioonkonsentrasie, sal 'n verandering in die temperatuur van 'n oplossing weerspieël word deur 'n daaropvolgende verandering in pH (1).

Die effekte van temperatuur op ph -vlak is soos volg.

• Temperatuur -effekte wat die akkuraatheid en reaksiesnelheid van die elektrode verminder.
• Temperatuur Variasie -koëffisiënt beïnvloed die materiaal wat deur die sensor gemeet word, of dit nou kalibrasiebuffer of monster is.

lees meer

Waarom moet ons ons swembaddens balanseer?

Dit sal 'n lang bespreking wees. U kan dit oorgaan na stap 1:)

Swembaddens, of ten minste mensgemaakte watergate vir bad en swem-terug na 2600 v. G. J. ten minste. Maar veral as gevolg van die moontlike bronne van mikrobes soos mense wat in die swembad swem, diere soos honde, dooie wild en puin uit die omgewing, soos blare, gras en stof, word swembaddens dikwels besmet en bevat dit dus 'n reeks van kieme, insluitend bakterieë en alge wat gesondheidsprobleme soos oor-, neus- en keelinfeksies kan veroorsaak. Om swembaddens te voorkom, of ten minste tot 'n minimum te beperk, word dit gereeld onderhou deur filtrasie, chlorering, totale alkaliniteit, kalsiumhardheid en pH -vlak regulering.

Die pH kan beskou word as 'n afkorting vir die krag van waterstof - of meer volledig, die krag van die konsentrasie van die waterstofioon. Dit is ook die maatstaf van hoe suur/ alkalies die swembadwater is. pH -vlakke wissel van 0,0 tot 14,0. Die ideale pH vir swembadwater is 7,2 tot 7,8. 'N pH van 7,0 is neutraal - onder 7,0 is suur, bo 7,0 is dit alkalies. As die pH -vlak op dieselfde vlak gehou word as die in ons oë, wat tipies 7,2 tot 7,4 is, word die newe -effekte van brandende oë tot die minimum beperk.

As die swembad te suur is, sal dit die oppervlak begin oplos, wat 'n ruwheid skep wat ideaal is vir die groei van swembadalge. 'N Soortgelyke resultaat kom voor by die toevoeging van geteëlde swembaddens. Metale roes ook, wat swembadtoerusting, pypbeslag, pompaansluitings en dies meer insluit. Sulfate word gevorm uit hierdie oppervlak-, voeg- en metaalkorrosie. Hierdie sulfate word uit die water op die mure en vloer van die swembad vrygestel en veroorsaak lelike bruin en swart vlekke. Boonop word chloor, wat as 'n ontsmettingsmiddel in die swembadwater gebruik word, geaktiveer, baie vinnig in die atmosfeer verlore en word dit dus nutteloos omdat dit die vermoë verloor om die water te ontsmet. Laastens brand die oë en neus van die swemmers, hul swemdrag vervaag en vergaan, en hul vel word droog en jeuk.

Aan die ander kant, as die water te alkalies is, kombineer die kalsium in die swembadwater met karbonate en vorm dit skaal wat die meeste by die waterlyn voorkom waar dit stof en vuil vasvang, en mettertyd swart word. Die swembadwater begin ook troebel of troebel word namate dit sy glans verloor. Die kalsiumkarbonaat het ook 'n neiging om op die sand in die swembadfilter te sit en dit effektief in sement te verander. As die sandfilter van die swembad 'n sementfilter word, verloor dit dus die vermoë om vuil uit die swembadwater te vang. 'N Ander effek wat opgemerk moet word, is dat namate die pH styg, die krag van chloor om op vreemde deeltjies in te werk, verlore gaan. 'N Voorbeeld hiervan is dat die swembad by 'n pH van 8,0 slegs 20% van die chloor kan gebruik. Uiteindelik kan die swemmers se oë en neus in alkaliese swembadwater ook brand en kan hul vel ook droog en jeuk word.

Skreeu vir my groepmaats Alysson en Aira vir hierdie wonderlike navorsing.

Stap 1: Versamel materiaal en sagteware wat benodig word

1. Arduino / Genuino MKR1000
2. Arduino IDE
3. Samsung Artik Cloud -rekening
4. Jumper Wires
5. 3 Manlike speldopskrifte
6. 170 Pin Baardbord
7. DFRobot pH Meter
8. DS18B20 Waterdigte temperatuursensor
9. 4.7K Weerstand x1
10. 200 ohm weerstand
11. 2x3 duim plastiekhouer
12. manlike en vroulike klankaansluiting
13. Soldeerbout en lood
14. Klein soldeer PCB

Aangesien die weerstand van 4,7k nie op voorraad is nie, gebruik ek 2,4k x 2 = 4,8k ohm

Stap 2: Skep u tipe ARTIK -wolktoestel

Teken in met ARTIK Cloud. Gaan na die webwerf van die ontwikkelaar en skep 'n nuwe "toesteltipe".

Toestelle in ARTIK Cloud kan sensors, toestelle, toepassings, dienste, ens wees. Gewoonlik sal een gebruiker een of meer toestelle besit, en toestelle kan boodskappe stuur of gebruik word om boodskappe na ARTIK Cloud te stuur. leer meer

Voer dan die gewenste skerm en unieke naam in.

Stap 3: Skep 'n nuwe manifest vir u toesteltipe

Skep 'n nuwe manifes op u toesteltipe.

Die Manifes, wat verband hou met 'n toesteltipe, beskryf die struktuur van die data. As 'n toepassing of toestel 'n boodskap na ARTIK Cloud stuur, neem die Manifes 'n string as invoer wat ooreenstem met die data en gee 'n lys met genormaliseerde velde/waardes wat ARTIK Cloud kan stoor. leer meer

Voer temp in as datavelde, dit word outomaties op celcius gestel.

Voeg nog 'n dataveld by en noem dit ph. gebruik ppm of dele per notasie.

ph of krag van waterstof word gebruik om die alkaliniteit en suurheid van water te balanseer. Temperatuur kan die waarde van ph beïnvloed. 'N Styging in temperatuur word geassosieer met verhoogde molekulêre trillings. By die verhoging van die temperatuur neem die waarneembare waterstofione ook toe as gevolg van 'n afname in die vorming van waterstofbindings, wat lei tot 'n verlaging van die pH. leer meer

Slaan aksieregels oor, want ons het dit nie nodig nie.

Aktiveer dan u manifeslêer.

Stap 4: Skep u aansoek

Gaan na ARTIK Cloud Applications en klik op die nuwe toepassing.

Elke toepassing kry 'n unieke ID deur ARTIK Cloud. 'N Aansoek -ID is nodig om 'n OAuth2 -toegangstoken te bekom en om data van 'n aansoek aan te vra, mits die gebruiker toegang verleen het. leer meer

Voer die gewenste programnaam en verifikasie -aanstuur -URL in. Let op dat die verifikasie -herleiding -URL benodig word. Dit word gebruik om die gebruikers van hierdie toepassing te verifieer, en sal dus na hierdie URL herlei word as u aanmeld. Ons het https:// localhost/8080/vir monster gebruik.

Stel nou u toestemming vir aansoek om te lees en skryf, navigeer na u toestel en stoor dit.

Baie geluk met u aansoek!

Stap 5: Koppel ARTIK Cloud aan u toestel

Noudat u backend gereed is. Gaan na u ARTIK Cloud Charts om u data te sien.

Gaan na my toestelle en klik verbind 'n ander toestel.

Soek en klik op u nuwe toesteltipe wat vroeër geskep is, en klik dan op Koppel toestel.

Klik op u gekoppelde toestelinstellings om meer inligting te wys.

Let op toestel -ID en teken, aangesien u dit in die volgende stappe benodig.

Klik op die paneel aan die regterkant om u data te sien.

Sodra u hardeware op is, bevat die grafiek data.

Gereed vir die opstel van ARTIK Cloud.:)

Stap 6: Koppel die temp- en PH -sensors aan MKR1000

Hier is die penverbinding:

• Temp GND tot MRK1000 GND
• Temp OUT na MKR1000 Digitale pen 1
• Temp VCC tot MKR1000 5V
• Koppel 'n 4,7K -weerstand aan Temp VCC en Temp OUT
• pH GND tot MRK1000 GND
• pH OUT tot MKR1000 Analoog pen 1
• pH VCC tot MKR1000 5V

Opsioneel: Ons gebruik 'n klank -manlike en vroulike aansluiting om die temperatuursonde maklik los te maak.

Kyk na die beelde vir meer gedetailleerde instruksies.

Stap 7: Stel u Arduino IDE -bestuurder op

As u reeds MKR1000 Board geïnstalleer het, slaan hierdie stap oor.

Maak u Arduino IDE oop.

Gaan na Tools> Board> Board Manager.

Soek dan vir mkr1000.

Installeer die Arduino SAMD Board, dit kan beide Zero en MKR1000 ondersteun.

Stap 8: Voeg die vereiste biblioteke by

Om ons sensors en wifi te laat werk, benodig ons die volgende biblioteke.

1. FlashStorage - word gebruik om die verrekening van pH -kalibrasie te bespaar
2. ArduinoThread - het dit gebruik om sensors in 'n aparte draad te lees.
3. ArduinoJson - ons gebruik dit om JSON -data na ARTIK Cloud te stuur
4. WiFi101 - word gebruik om wifi -verbinding met mkr1000 moontlik te maak
5. ArduinoHttpClient - gasheer vir verbinding met API
6. OneWire - nodig om digitale insette van temperatuursensor te lees
7. DallasTemperature - Dallas Temperatuur sensor benodig biblioteek

Gaan na Skets> Sluit biblioteek in> Bestuur biblioteke

Soek hierdie biblioteke en laai dit af.

Stap 9: Laai die Arduino -kode op

Koppel die MKR1000 nou aan u rekenaar/skootrekenaar.

U Arduino moet u MKR1000 outomaties opspoor, anders word die handmatig ingestel.

Laai die sagteware op my GitHub hier af

Verander u eie ID en teken van die ARTIK Cloud -toestel.

String deviceID = "artikels wolk toestel ID"; // sit u toestel -ID hier, geskep uit die tutoriaal String deviceToken = "artikeltoesteltoken"; // sit u toesteltoken hier, geskep uit tutoriaal

Verander u eie wifi ssid/naam en wagwoord.

/** Wifi -instelling **/ #definieer WIFI_AP "jou wifi ssid" #definieer WIFI_PWD "wifi -wagwoord"

Laai dan die sagtewarekode op na MKR1000 en begin monitor.

Ek voeg so gou meer tutoriale oor die kode by.

U WiFi moet 'n internetverbinding hê

Gaan terug na u ARTIK -wolk en kyk of daar data is.

Ek het die kalibreringsmetode van DFRobot in my kode geïntegreer.

Volg u metode 1 hier as u u pH -sensor wil kalibreer.

Baie geluk! U het u Sensors suksesvol oor die wolk verbind!

Stap 10: maak dit draagbaar! - Afneembare temperatuursensor

Ons sal die verbinding van die tempsensor moet herrangskik om dit verwyderbaar te maak.

Dit sluit die bedrading van weerstande en die afneembare aansluiting in.

Eerstens plaas ons die 4.7k -weerstand en die verbindings daarvan.

Ek het 2.4kohms x 2 = 2.8k omhs gebruik omdat dit nie op voorraad is nie. Maar tog is ons goed.

1. Plaas die MKR1000 tot 170 Pin Breadboard, die 5V pen moet op die eerste pen van die bord wees
2. Plaas die 4,7k -weerstand op die laaste penne of leë penne van die broodbord.
3. Verbind die eerste kant van die weerstand met 5V met behulp van jumperdraad.
4. Verbind die tweede kant met 'n leë pen aan die ander kant.
5. Koppel die pen aan Digital Pin 1.

Volg die foto's hierbo as u probleme ondervind.

Soldeer dan ons manlike klankverbinding met temperatuursensor

1. Rooi draad / VCC tot bo -koper
2. Groen / GND tot middel koper
3. Geel / data tot onder koper

Sien die vierde skermskoot hierbo.

Soldeer dan die vroulike klankaansluiting aan die PCB

1. Plaas die vroulike aansluiting in die printplaat met 'n 4x5 -soldeergat.
2. Plaas die 3 -pen kop in die laaste ry van die gat.
3. Plaas 200 omhs en soldeerpunt van die puntpen van die klankaansluiting en die tweede punt by die naaste koppen.
4. Soldeer die oorblywende koppen van die klankverbinding aan die koppen.

Sien 5, 6, 7, 8ste skermopname hierbo. Ek het 200 ohm in serie gebruik om 'n positiewe draad van die tempsensor te gebruik om kortsluiting te vermy.

Stap 11: Maak dit draagbaar! - Plaas die sensors

Kry jou 2x3 plastiekhouer.

Maak 'n padgat om die pH- en temp -sonde -sensors maklik los te maak.

1. Trek 'n sirkel met dieselfde omtrek van die vroulike en BNC -aansluiting.
2. Maak seker dat hulle nie so naby of ver is nie.
3. Sny die sirkel versigtig met 'n warm mes of enige boorgereedskap wat u wil hê.
4. Plaas die BNC -aansluiting van die ph meter en die vroulike klankaansluiting.
5. Voeg jumperdrade by die pin headers van vroulike klankverbindings
6. Plak dit vas sodat dit nie maklik verwyder kan word nie.

Stap 12: Maak dit draagbaar - voeg MKR1000 -verbindings by

Koppel pH -sensor:

1. Koppel 3 springdrade van die ph -metersensor se vroulike kop aan MKR1000
2. Plaas die ph -meter VCC op 5V, GND na GND en die data -pen na A1

Koppel temperatuur sensor:

Plaas die temp sensor VCC tot 5V, GND tot GND en data op die ekstra pen van die broodbord waar die 4.7k weerstand 'n verbinding met die digitale pen 1 het

Koppel die battery vir MKR1000 en bedek die houer.

Laastens die temperatuur- en pH -sensor.

Altviool! Baie geluk, u het nou u swembadmoniteringstoestel!

Stap 13: Uiteindelik! Toets op die veld

Sodra die MKR1000 aangeskakel is en aan wifi gekoppel is, begin dit metings vanaf die sensors stuur, Die LED van die digitale pen 13 sal een keer knip per suksesvolle gestuur.

Ons het die hardeware sensor getoets aan die privaat, openbare en skoolswembad.

Deur die data uit hierdie groep respondente te versamel, het ons die vermoë van die hardeware ontleed.

Deur die MKR1000 en die sensor op 'n boks te plaas, kan dit waterbesmetting voorkom.

Deur dit te doen, kan u die kwaliteit van u water monitor en dit normaliseer deur die gewenste chemikalieë te plaas.

Hoop hierdie instruksies leer mense om hul eie DIY -swembadwatermoniteringstoestel te bou. Mag daar 'n groter bewustheid wees oor die voortdurende agteruitgang van die watergehalte van die swembad, aangesien mense geneig is om meer te fokus op die geriewe wat aangebied word in plaas daarvan om te kyk hoe veilig dit is. Hulle is ook van voorneme om tot die gemeenskap by te dra deur middel van hulpmiddels om die kwaliteit van water te toets doeltreffender en doeltreffender te maak sonder die onnodige opoffering van hulpbronne.

Herhaal dit gerus en maak graag lekker dinge!:)