PiSiphon Rain Gauge (prototype): 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Dette prosjektet er en forbedring av Bell sifon Rain Gauge. Det er mer nøyaktig og lekkasje av sifoner burde være noe fra fortiden.

Tradisjonelt måles nedbør med en manuell regnmåler.

Automatiserte værstasjoner (inkludert IoT -værstasjoner) bruker normalt tippbøtter, akustiske disdrometre (Distribution of Drops) eller laser -disdrometre.

Tippeskuffer har bevegelige deler som kan tettes. De er kalibrert i laboratorier og måler kanskje ikke riktig i kraftig regnvær. Disdrometre kan slite med å få små dråper eller nedbør fra snø eller tåke. Disdrometre krever også komplisert elektronikk og behandlingsalgoritmer for å estimere fallstørrelser og for å skille mellom regn, snø og hagl.

Jeg tenkte at en automatisk siphoning -regnmåler kan være nyttig for å overvinne noen av problemene ovenfor. Sifon -sylinderen og trakten kan enkelt skrives ut på en vanlig FDM 3d -skriver (de billige med ekstrudere, som RipRaps og Prusas).

Bare naturlige krefter brukes til å tømme (sifon) vannlåssylinderen relativt raskt. Sifonen har ingen bevegelige deler.

Denne regnmåler består av en sifon -sylinder, med noen par elektroniske sonder på forskjellige nivåer i sifon -sylinderen. Prober er koblet til GPIO -pinnene til en Raspberry PI. Så snart vannet når nivået til hvert sondepar, vil en høy utløses på den respektive GPIO -inngangspinnen. For å begrense elektrolysen endres retningen på strømmen som strømmer gjennom regnet mellom avlesningene. Hver avlesning tar bare millisekunder, og bare noen få målinger blir tatt på et minutt.

PiSiphon Rain Gauge er en betydelig forbedring på min originale Bell Siphon Rain Gauge. Jeg tror at den også burde være bedre enn min ultralydsmåler, siden lydhastigheten påvirkes mye av temperatur og fuktighet.

Trinn 1: Det du trenger

1. En bringebærpi (jeg brukte en 3B, men en gammel skulle fungere)

2. 3D-skriver- (For å skrive ut sifon-sylinderen. Jeg gir designet mitt. Du kan også ta det med til en utskriftstjeneste)

3. Gammel regnmåletrakt (Eller du kan skrive ut en. Jeg gir designet mitt.)

4. 10 x bolter, 3 mm x 30 mm (M3 30 mm) som sonder.

5. 20 x M3 muttere

6. 10 Gaffel Rørplater

7. Elektriske ledninger og 10 startkabler med minst en hunende hver.

8. Brødbrett (valgfritt for testing).

9. Python -programmeringskunnskaper (eksempelkode er gitt)

10. En stor sprøyte (60 ml).

11. Vanntett hus for bringebærpi.

12. ABS -juice hvis de trykte delene er abs eller silisiumforsegling.

13. 6 mm fisketankrør (300 mm)

Trinn 2: Siphon Cylinder and Funnel Assembley

Jeg brukte en DaVinci AIO -skriver for alle utskrifter.

Materiale: ABS

Innstillinger: 90% fylling, 0,1 mm laghøyde, tykke skall, ingen støtter.

Monter vannlåsen og trakten. Bruk ABS -lim

Monter sonderne (M3 x 30 mm bolter med 2 muttere)

Sett prober (bolter) inn i sifon -sylinderen og forsegl den med ABS -lim eller silikonforsegling. Sondene skal være synlige fra den åpne, åpne siden av sifongsylinderen for å gjøre det mulig å rengjøre dem om nødvendig med en tannbørste. Disse kontaktpunktene til sonderne skal være rene hele tiden. Sørg for at det ikke er ABS -lim eller silikonforsegling på kontaktene.

Fest de 10 ledningene til hver sonde ved hjelp av gaffelplater. Koble den andre siden av ledningene til GPIO -pinner. Pinout er som følger:

Sondepar: Sondepar 1 (P1, laveste vannstand), pinne 26 og 20)

Probe Par 2 (P2), GPIO Pin 19 og 16

Probe Par 3 (P3), GPIO Pin 6 og 12

Probe Par 4 (P4), GPIO Pin 0 og 1

Proberpar 5 (P5), GPIOPin 11 og 8

Trinn 3: Test sifonen og kalibrer den

Du må sørge for at alle ledninger er gjort riktig og at maskinvaren fungerer som den skal.

Kjør PiSiphon_Test2.py

Resullt 00000 = Vannet har ikke nådd nivået på P1 (probepar 1)

Resultat 00001 = Vann har nå nivå P1 (probepar 1)

Resultat 00011 = Vann har nådd nivå P2 (probepar 2)

Resultat 00111 = Vann har nådd nivå P3 (probepar 3)

Resultat 01111 = Vann har nådd nivå P4 (probepar 4)

Resultat 11111 = Vann har nådd nivå P5 (probepar 5).

Hvis alle vannstandene er oppdaget, kjør PiSiphon-Measure.py.

Log_File genereres i samme katalog som PiSiphon-Measure.py

Installer PiSiphon på et innlegg og nivå det. Hvis sifonen din er under estimering (eller overestimering), øker (eller reduseres) rs-variabelen i PiSiphon-Measure.py

Trinn 4: PiSiphon PRO

PiSiphon PRO kommer. Den vil ikke bruke noen metallprober i vannet og har enda en mye bedre oppløsning (mindre enn 0,1 mm). Den bruker en kapasitiv jordfuktighetssensor (flytende e-tape er for dyrt i mitt land). Se https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/ hvordan denne sensoren fungerer på en ESP32.