PiSiphon lietus mērītājs (prototips): 4 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Šis projekts ir Bell sifona lietus mērītāja uzlabojums. Tas ir precīzāk, un sifonu noplūdei vajadzētu būt kaut kam no pagātnes.

Tradicionāli nokrišņu daudzumu mēra ar manuālu lietus mērītāju.

Automatizētās meteoroloģiskās stacijas (ieskaitot IoT laika stacijas) parasti izmanto apgāšanās spaiņus, akustiskos disdrometrus (pilienu sadalījums) vai lāzera disdrometrus.

Izgāšanas spaiņiem ir kustīgas daļas, kuras var aizsprostot. Tie ir kalibrēti laboratorijās un var nebūt pareizi izmērīti spēcīgās lietusgāzēs. Disdrometriem var būt grūtības savākt nelielus pilienus vai nokrišņus no sniega vai miglas. Disdrometriem ir nepieciešama arī sarežģīta elektronika un apstrādes algoritmi, lai novērtētu pilienu izmērus un atšķirtu lietus, sniegu un krusu.

Es domāju, ka lietus mērītājs ar automātisku sifonēšanu var būt noderīgs, lai pārvarētu dažas no iepriekš minētajām problēmām. Sifona cilindru un piltuvi var viegli izdrukāt ar parastu FDM 3D printeri (lētākos ar ekstrūderiem, piemēram, RipRaps un Prusas).

Tikai dabiskie spēki tiek izmantoti, lai salīdzinoši ātri iztukšotu (sifonu) sifona cilindru. Sifonam nav kustīgu daļu.

Šis lietus mērītājs sastāv no sifona cilindra ar dažiem elektronisko zondu pāriem dažādos līmeņos sifona cilindrā. Zondes ir savienotas ar aveņu PI GPIO tapām. Tiklīdz ūdens sasniegs katra zondes pāra līmeni, attiecīgajā GPIO ievades tapā tiks aktivizēts augsts līmenis. Lai ierobežotu elektrolīzi, starp rādījumiem tiek mainīts lietus plūsmas virziens. Katrs lasījums aizņem tikai milisekundes, un minūtē tiek veikti tikai daži rādījumi.

PiSiphon lietus mērītājs ir būtisks uzlabojums manā sākotnējā Bell Sifhon lietus mērierīcē. Es uzskatu, ka tam vajadzētu būt arī labākam par manu ultraskaņas lietus mērītāju, jo skaņas ātrumu lielā mērā ietekmē temperatūra un mitrums.

1. darbība. Kas jums būs nepieciešams

1. Viens aveņu pi (es izmantoju 3B, bet jebkuram vecam vajadzētu strādāt)

2. 3D printeris-

3. Veca lietus mērītāja piltuve (Vai arī varat to izdrukāt. Es sniegšu savu dizainu.)

4. 10 x skrūves, 3 mm x 30 mm (M3 30 mm) kā zondes.

5. 20 x M3 uzgriežņi

6. 10 Dakša Tipe lokšņu metāla cilpas

7. Elektriskie vadi un 10 džemperu kabeļi ar vismaz vienu iekšējo galu katrā.

8. Maizes dēlis (pēc izvēles testēšanai).

9. Python programmēšanas prasmes (ir sniegts piemēra kods)

10. Liela šļirce (60 ml).

11. Ūdensnecaurlaidīgs korpuss aveņu pi.

12. ABS sula, ja jūsu drukātās daļas ir abs vai silīcija hermētiķis.

13. 6 mm zivju tvertnes caurule (300 mm)

2. darbība: Sifona cilindra un piltuves montāža

Visām izdrukām es izmantoju DaVinci AIO printeri.

Materiāls: ABS

Iestatījumi: 90% pildījums, 0,1 mm slāņa augstums, biezas čaulas, nav balstu.

Sifona cilindra un piltuves montāža. Izmantojiet ABS līmi

Zondes montāža (M3 x 30 mm skrūves ar 2 uzgriežņiem)

Ievietojiet zondes (skrūves) sifona cilindrā un aizzīmogojiet to ar ABS līmi vai silikona hermētiķi. Zondēm jābūt redzamām no sifona cilindra augšējās atvērtās puses, lai vajadzības gadījumā būtu iespējams tās notīrīt ar zobu suku. Šiem zondes kontaktpunktiem visu laiku jābūt tīriem. Pārliecinieties, ka uz kontaktiem nedrīkst būt ABS līme vai silikona hermētiķis.

Pievienojiet 10 vadus katrai zondei, izmantojot dakšveida lokšņu metāla uzgaļus. Pievienojiet vadu otru pusi GPIO tapām. Pinout ir šāds:

Zondes pāri: zondes pāris 1 (P1, zemākais ūdens līmenis), 26. un 20. tapa)

Zondes pāris 2 (P2), GPIO tapa 19 un 16

Zonde Pair 3 (P3), GPIO Pin 6 un 12

Zonde Pair 4 (P4), GPIO Pin 0 un 1

Zondes pāri 5 (P5), GPIOPin 11 un 8

3. darbība: pārbaudiet sifonu un kalibrējiet to

Jums jāpārliecinās, ka visa elektroinstalācija ir veikta pareizi un vai aparatūra darbojas pareizi.

Palaidiet PiSiphon_Test2.py

Rezultāts 00000 = Ūdens nesasniedz P1 līmeni (zondes pāris 1)

Rezultāts 00001 = Ūdens sasniedz P1 līmeni (zondes pāris 1)

Rezultāts 00011 = Ūdens sasniedz P2 līmeni (zondes pāris 2)

Rezultāts 00111 = Ūdens sasniedz P3 līmeni (zondes pāris 3)

Rezultāts 01111 = Ūdens sasniedz P4 līmeni (zondes pāris 4)

Rezultāts 11111 = Ūdens sasniedz P5 līmeni (zondes pāris 5).

Ja tiek konstatēti visi ūdens līmeņi, palaidiet PiSiphon-Measure.py.

Jūsu Log_File tiek ģenerēts tajā pašā direktorijā kā PiSiphon-Measure.py

Instalējiet PiSiphon uz ziņas un izlīdziniet to. Ja jūsu sifons tiek nepietiekami novērtēts (vai pārvērtēts), palieliniet (vai samaziniet) rs mainīgo PiSiphon-Measure.py

4. darbība: PiSiphon PRO

Tuvojas PiSiphon PRO. Tas neizmantos nekādas metāla zondes ūdenī, un tam būs pat daudz labāka izšķirtspēja (mazāk nekā 0,1 mm). Tas izmantos kapacitatīvu augsnes mitruma sensoru (šķidrā e-lente manā valstī ir pārāk dārga). Skatiet https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/, kā šis sensors darbojas ESP32.