Ūdens kvalitātes monitorings, izmantojot MKR1000 un ARTIK Cloud: 13 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Ievads

Šī projekta galvenais mērķis ir izmantot MKR1000 un Samsung ARTIK Cloud, lai uzraudzītu peldbaseinu pH un temperatūras līmeni.

Ūdens sārmainības un skābuma mērīšanai izmantosim temperatūras sensoru un pH vai ūdeņraža sensora jaudu.

Temperatūras mērīšana ir obligāta, jo tā var ietekmēt pH līmeni. Jebkura šķīduma temperatūras paaugstināšanās izraisīs tā viskozitātes samazināšanos un jonu mobilitātes palielināšanos šķīdumā. Tā kā pH ir ūdeņraža jonu koncentrācijas rādītājs, šķīduma temperatūras izmaiņas atspoguļosies pēc tam mainoties pH (1).

Temperatūras ietekme uz ph līmeni ir šāda.

• Temperatūras efekti, kas samazina elektrodu reakcijas precizitāti un ātrumu.
• Temperatūras variācijas koeficients ietekmē materiālu, ko mēra sensors, neatkarīgi no tā, vai tas ir kalibrēšanas buferis vai paraugs.

Lasīt vairāk

Kāpēc mums ir jāsabalansē mūsu peldbaseini?

Šī būs gara diskusija. Jūs varat pāriet uz 1. darbību:)

Peldbaseini vai vismaz mākslīgās laistīšanas atveres peldēšanai un peldēšanai-atgriezieties līdz pat 2600. gadam p.m.ē. vismaz. Tomēr galvenokārt tāpēc, ka ir iespējami mikrobu avoti, piemēram, baseinā peldoši cilvēki, dzīvnieki, piemēram, suņi, beigti savvaļas dzīvnieki, un netālu no īpašuma esošie gruži, piemēram, lapas, zāle un putekļi, peldbaseini bieži ir piesārņoti un tādējādi satur virkni baktērijas, ieskaitot baktērijas un aļģes, kas var izraisīt veselības problēmas, piemēram, ausu, deguna un rīkles infekcijas. Lai to novērstu vai vismaz samazinātu, peldbaseinus regulāri uztur, filtrējot, hlorējot, kopējo sārmainību, kalcija cietību un pH līmeni regulējot.

PH var uzskatīt par saīsinājumu ūdeņraža jaudai - vai pilnīgāk - ūdeņraža jonu koncentrācijas jaudai. Tas ir arī peldbaseina ūdens skābes/ sārma mērs. pH līmenis svārstās no 0,0 līdz 14,0. Ideāls pH diapazons peldbaseina ūdenī ir no 7,2 līdz 7,8. PH 7,0 ir neitrāls - zem 7,0 ir skābs, virs 7,0 ir sārmains. Ja pH līmenis tiek uzturēts tādā pašā līmenī kā mūsu acīs, kas parasti ir no 7,2 līdz 7,4, dedzinošo acu blakusparādības tiek samazinātas līdz minimumam.

Kad baseins ir pārāk skābs, tas sāks izšķīdināt virsmu, radot raupjumu, kas ir ideāli piemērots baseina aļģu augšanai. Līdzīgs rezultāts rodas flīžu peldbaseinu šuvē. Metāli arī korozē, kas ietver peldbaseina aprīkojumu, cauruļu veidgabalus, sūkņu savienojumus un tamlīdzīgi. No šīm virsmām, šuvēm un metāla korozijas veidojas sulfāti. Šie sulfāti izdalās no ūdens uz peldbaseina sienām un grīdas, radot neglīti brūnus un melnus traipus. Turklāt hlors, ko izmanto kā dezinfekcijas līdzekli peldbaseina ūdenī, tiek aktivizēts, ļoti ātri nokļūst atmosfērā un tādējādi kļūst nederīgs, jo zaudē spēju dezinficēt ūdeni. Visbeidzot, peldētāju acis un deguns deg, peldkostīmi izbalē un iet bojā, un āda kļūst sausa un niezoša.

No otras puses, ja ūdens ir pārāk sārmains, peldbaseina ūdenī esošais kalcijs apvienojas ar karbonātiem un veido katlakmeni, kas visvairāk redzama pie ūdenslīnijas, kur tas notver putekļus un netīrumus, ar laiku kļūstot melns. Peldbaseina ūdens arī kļūst duļķains vai duļķains, zaudējot dzirksti. Kalcija karbonātam ir arī tendence izplūst peldbaseina filtra smiltīs, efektīvi pārvēršot to par cementu. Tātad, ja peldbaseina smilšu filtrs kļūst par cementa filtru, tas zaudē spēju notvert netīrumus no baseina ūdens. Jāatzīmē arī tas, ka, paaugstinoties pH, zūd hlora spēja iedarboties uz svešām daļiņām. Piemērs ir tāds, ka pie pH 8,0 baseins var izmantot tikai 20% izdalītā hlora. Visbeidzot, sārmainā peldbaseina ūdenī peldētāju acis un deguns var arī apdegt, kā arī āda var kļūt sausa un niezoša.

Kliedziet maniem grupas biedriem Alisonam un Airai par šo lielisko pētījumu.

1. darbība: apkopojiet nepieciešamos materiālus un programmatūru

1. Arduino / Genuino MKR1000
2. Arduino IDE
3. Samsung Artik Cloud konts
4. Jumper vadi
5. 3 vīriešu tapas galvenes
6. 170 pin Beardboard
7. DFRobot pH mērītājs
8. DS18B20 ūdensnecaurlaidīgs temperatūras sensors
9. 4.7K rezistors x1
10. 200 omu rezistors
11. 2x3 collu plastmasas trauks
12. vīriešu un sieviešu audio savienotājs
13. Lodāmurs un svins
14. Mazs lodēšanas PCB

Tā kā 4.7k rezistors nav pieejams, es izmantoju 2.4k x 2 = 4.8k omi

2. darbība. Izveidojiet savu ARTIK mākoņa ierīces tipu

Reģistrējieties, izmantojot ARTIK Cloud. Dodieties uz izstrādātāja vietni un izveidojiet jaunu ierīces tipu.

ARTIK Cloud ierīces var būt sensori, ierīces, lietojumprogrammas, pakalpojumi utt. Parasti vienam lietotājam pieder viena vai vairākas ierīces, un ierīces var nosūtīt ziņas vai tikt izmantotas ziņojumu sūtīšanai ARTIK Cloud. Uzzināt vairāk

Pēc tam ievadiet vēlamo displeju un unikālo nosaukumu.

3. darbība: izveidojiet jaunu manifestu jūsu ierīces tipam

Savā ierīces tipā izveidojiet jaunu manifestu.

Manifests, kas ir saistīts ar ierīces tipu, apraksta datu struktūru. Kad lietojumprogramma vai ierīce nosūta ziņojumu uz ARTIK Cloud, manifests ņem ievades virkni, kas atbilst datiem, un izvada normalizēto lauku/vērtību sarakstu, ko var saglabāt ARTIK Cloud. Uzzināt vairāk

Ievadiet temperatūru kā datu laukus, tā automātiski tiks iestatīta uz celsiju.

Pievienojiet citu datu lauku un nosauciet to par ph. izmantojiet apzīmējumu ppm vai daļas.

ph vai ūdeņraža jauda tiek izmantota, lai līdzsvarotu ūdens sārmainību un skābumu. Temperatūra var ietekmēt ph vērtību. Temperatūras paaugstināšanās ir saistīta ar paaugstinātu molekulāro vibrāciju, paaugstinoties temperatūrai, palielinās arī novērojamie ūdeņraža joni, jo samazinās tendence veidot ūdeņraža saites, tādējādi samazinot pH. Uzzināt vairāk

Izlaidiet darbības noteikumus, jo mums tas nebūs vajadzīgs.

Pēc tam aktivizējiet manifesta failu.

4. darbība: izveidojiet savu lietojumprogrammu

Dodieties uz ARTIK Cloud Applications un noklikšķiniet uz jaunas lietojumprogrammas.

Katrai lietojumprogrammai ARTIK Cloud piešķir unikālu ID. Lietojumprogrammas ID ir nepieciešams, lai iegūtu OAuth2 piekļuves pilnvaru un pieprasītu datus no lietojumprogrammas, ja lietotājs ir piešķīris piekļuvi. Uzzināt vairāk

Ievadiet vēlamo lietojumprogrammas nosaukumu un autentifikācijas novirzīšanas URL. Ņemiet vērā, ka ir nepieciešams autentifikācijas novirzīšanas URL. To izmanto, lai autentificētu šīs lietojumprogrammas lietotājus, tādēļ tiks novirzīts uz šo URL, ja būs nepieciešama pieteikšanās. Paraugam izmantojām https:// localhost/8080/.

Tagad iestatiet lietojumprogrammas atļauju lasīt un rakstīt, dodieties uz savu ierīci un pēc tam saglabājiet.

Apsveicam, ka tagad ir jūsu pieteikums!

5. darbība. Pievienojiet ierīcei ARTIK Cloud

Tagad, kad jūsu aizmugure ir gatava. Dodamies uz jūsu ARTIK mākoņu diagrammām, lai skatītu savus datus.

Dodieties uz manām ierīcēm un noklikšķiniet uz Pievienot citu ierīci.

Meklējiet un noklikšķiniet uz iepriekš izveidotā jaunā ierīces veida, pēc tam noklikšķiniet uz Savienot ierīci.

Noklikšķiniet uz pievienotās ierīces iestatījumiem, lai parādītu vairāk informācijas.

Ņemiet vērā ierīces ID un marķieri, jo tas būs nepieciešams turpmākajās darbībās.

Labajā panelī noklikšķiniet uz Skatīt savus datus.

Kad jūsu aparatūra ir izveidota, diagrammā būs dati.

Gatavs ARTIK Cloud iestatīšanai.:)

6. darbība: pievienojiet temp un PH sensorus MKR1000

Šeit ir tapas savienojums:

• Temp GND līdz MRK1000 GND
• Temp OUT līdz MKR1000 digitālajai tapai 1
• Temperatūras VCC līdz MKR1000 5V
• Pievienojiet 4.7K rezistoru Temp VCC un Temp OUT
• pH GND līdz MRK1000 GND
• pH OUT uz MKR1000 analogo tapu 1
• pH VCC līdz MKR1000 5V

Neobligāti: temperatūras zondes vieglai noņemšanai izmantojām audio savienotāju.

Apskatiet attēlus, lai iegūtu sīkāku instrukciju.

7. darbība: iestatiet savu Arduino IDE valdes pārvaldnieku

Ja esat jau instalējis MKR1000 Board, lūdzu, izlaidiet šo darbību.

Atveriet savu Arduino IDE.

Pārejiet uz Rīki> Padome> Valdes pārvaldnieks.

Pēc tam meklējiet mkr1000.

Instalējiet Arduino SAMD plati, tā var atbalstīt gan nulli, gan MKR1000.

8. darbība. Pievienojiet nepieciešamās bibliotēkas

Lai mūsu sensori un wifi darbotos, mums būs nepieciešamas šādas bibliotēkas.

1. FlashStorage - izmanto, lai saglabātu pH kalibrēšanas nobīdi
2. ArduinoThread - izmantoja to sensoru lasīšanai atsevišķā pavedienā.
3. ArduinoJson - mēs to izmantosim, lai nosūtītu JSON datus uz ARTIK Cloud
4. WiFi101 - izmanto, lai iespējotu wifi savienojumu ar mkr1000
5. ArduinoHttpClient - resursdators savienojumam ar API
6. OneWire - nepieciešams, lai nolasītu ciparu ievadi no temperatūras sensora
7. DallasTemperatūra - nepieciešama Dalasas temperatūras sensora bibliotēka

Dodieties uz Skice> Iekļaut bibliotēku> Pārvaldīt bibliotēkas

Atrodiet šīs bibliotēkas un lejupielādējiet tās.

9. darbība: augšupielādējiet Arduino kodu

Tagad pievienojiet MKR1000 datoram/klēpjdatoram.

Jūsu Arduino vajadzētu automātiski noteikt jūsu MKR1000. Pretējā gadījumā iestatīšana tiek veikta manuāli.

Lejupielādējiet programmatūru manā GitHub šeit

Mainiet savu ARTIK Cloud ierīces ID un pilnvaru.

String deviceID = "artik mākoņa ierīces ID"; // ielieciet šeit savu ierīces ID, kas izveidots no apmācības String deviceToken = "artik cloud device token"; // ievietojiet šeit savas ierīces marķieri, kas izveidots no apmācības

Mainiet savu wifi ssid/vārdu un paroli.

/** Wifi iestatījums **/ #definējiet WIFI_AP "jūsu wifi ssid" #define WIFI_PWD "wifi parole"

Pēc tam augšupielādējiet programmatūras kodu MKR1000 un sāciet uzraudzību.

Tiklīdz es pievienoju vairāk koda pamācību.

Jūsu WiFi ir jābūt interneta savienojumam

Dodieties atpakaļ uz savu ARTIK Cloud un pārbaudiet, vai nav datu.

Es savā kodā esmu integrējis DFRobot kalibrēšanas metodi.

Ja vēlaties kalibrēt savu pH sensoru, izpildiet tā 1. metodi.

Apsveicam! Jūs esat veiksmīgi savienojis savus sensorus mākonī !.

10. solis: padariet to pārnēsājamu! - Noņemams temperatūras sensors

Mums būs jāpārkārto temperatūras sensora savienojums, lai tas būtu noņemams.

Tas ietver rezistoru vadu un noņemamo savienotāju.

Vispirms mēs ievietojam 4,7 k rezistoru un tā savienotājus.

Es izmantoju 2.4kohms x 2 = 2.8k omhs, jo tas nav pieejams. Bet tomēr mums ir labi.

1. Novietojiet MKR1000 līdz 170 pin maizes dēli, 5V tapai jābūt uz tāfeles pirmās tapas
2. Novietojiet 4,7 k rezistoru uz maizes dēļa pēdējām tapām vai tukšajām tapām.
3. Savienojiet rezistora pirmo galu ar 5V, izmantojot džemperi.
4. Savienojiet otro galu ar tukšu tapu otrā pusē.
5. Pievienojiet šo tapu digitālajai tapai 1.

Ja jums ir grūtības, sekojiet iepriekš redzamajiem attēliem.

Tālāk lodējiet mūsu vīriešu audio savienotāju ar temperatūras sensoru

1. Sarkana stieple / VCC uz vara
2. Zaļa / GND līdz vidējai varai
3. Dzeltens / Dati uz apakšējo vara

Skatiet 4. ekrānuzņēmumu iepriekš.

Tālāk lodējiet sieviešu audio savienotāju pie PCB

1. Ievietojiet savienotāju PCB ar 4x5 lodēšanas atveri.
2. Ievietojiet 3 kontaktu galviņu urbuma pēdējā rindā.
3. Ievietojiet 200 omh un audio savienotāja uzgaļa gala lodēšanas galu un otro galu līdz tuvākajai galvenes tapai.
4. Lodējiet atlikušo audio savienotāja galvenes tapu pie galvenes tapas.

Skatiet 5., 6., 7., 8. ekrānuzņēmumu iepriekš. Lai izvairītos no īssavienojuma, es izmantoju 200 omus sērijā līdz pozitīvam temperatūras sensora vadam.

11. solis: padariet to pārnēsājamu! - Sensoru novietošana

Iegūstiet 2x3 plastmasas trauku.

Izveidojiet ceļa caurumu, lai viegli atdalītu pH un Temp zondes sensorus.

1. Uzzīmējiet apli ar vienādu sieviešu savienotāja un BNC savienotāja apkārtmēru.
2. Pārliecinieties, ka tie nav tik tuvu vai tālu.
3. Uzmanīgi nogrieziet apli, izmantojot karstu nazi vai jebkuru vēlamo urbšanas rīku.
4. Ievietojiet ph mērītāja BNC savienotāju un audio savienotāju.
5. Pievienojiet džempera vadus sieviešu audio savienotāju tapu galvenēm
6. Līmējiet tos kopā, lai to nebūtu viegli noņemt.

12. darbība. Padariet to pārnēsājamu - pievienojiet MKR1000 savienojumus

Pievienojiet pH sensoru:

1. Pievienojiet 3 džemperu vadus no ph metru sensoru sieviešu galvenes ar MKR1000
2. Novietojiet ph metru VCC uz 5V, GND uz GND un datu tapu uz A1

Pievienojiet temperatūras sensoru:

Novietojiet temperatūras sensoru VCC uz 5V, GND uz GND un datus uz maizes dēļa papildu tapas, kur 4.7k rezistoram ir savienojums ar 1. tapu

Pievienojiet MKR1000 akumulatoru un aizveriet tvertni.

Visbeidzot, pievienojiet temperatūras un pH sensoru.

Viola! Apsveicam, jums tagad ir baseina uzraudzības ierīce!

13. solis: beidzot! Pārbaude uz lauka

Kad MKR1000 tiks ieslēgts un pievienots Wi -Fi, tas sāks rādījumu sūtīšanu no sensoriem, Digitālās tapas 13 gaismas diode mirgos vienu reizi pēc veiksmīgas nosūtīšanas.

Mēs esam pārbaudījuši aparatūras sensoru privātajam, publiskajam un skolu peldbaseinam.

Datu apkopošana no šo respondentu kopuma ļāva mums analizēt aparatūras iespējas.

MKR1000 un sensora novietošana uz kastes ļauj izvairīties no ūdens piesārņojuma.

To darot, jūs varat uzraudzīt ūdens kvalitāti un normalizēt to, ievietojot vēlamās ķīmiskās vielas.

Ceru, ka šī pamācība palīdzēs cilvēkiem izveidot savu DIY peldbaseina ūdens kvalitātes uzraudzības ierīci. Var palielināties izpratne par peldbaseina ūdens kvalitātes nepārtrauktu pasliktināšanos, jo cilvēki vairāk koncentrējas uz piedāvātajām ērtībām, nevis pārbauda to drošību. Viņi arī plāno sniegt ieguldījumu sabiedrībai, spējot nodrošināt līdzekļus, lai padarītu ūdens kvalitātes pārbaudi efektīvāku un lietderīgāku, bez liekiem resursu upuriem.

Jūtieties brīvi to atkārtot un laimīgi gatavot foršas lietas!:)