Ultrasonic Rain Gauge: Raspebbery Pi ክፍት የአየር ሁኔታ ጣቢያ: ክፍል 1 6 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:31

ለንግድ የሚገኝ IoT (የነገሮች በይነመረብ) የአየር ሁኔታ ጣቢያዎች ውድ ናቸው እና በሁሉም ቦታ አይገኙም (ልክ እንደ ደቡብ አፍሪካ)። በጣም ከባድ የአየር ሁኔታ ሁኔታዎች እኛን ያጠቃሉ። ኤስ.ኤ በአስርተ ዓመታት ውስጥ በጣም የከፋ ድርቅ እያጋጠመው ነው ፣ ምድር እየሞቀች ነው እና ገበሬዎች ትርፋማ ለማምረት ይታገላሉ ፣ ለመንግስት ገበሬዎች የቴክኒክ ወይም የገንዘብ ድጋፍ የለም።

Raspberry Pi ፋውንዴሽን ለዩኬ ትምህርት ቤቶች እንደሚገነባው በዙሪያው ጥቂት የ Raspberry Pi የአየር ሁኔታ ጣቢያዎች አሉ። ብዙ ተስማሚ ዳሳሾች አሉ ፣ አንዳንድ አናሎግ ፣ አንዳንድ ዲጂታል ፣ አንዳንድ ጠንካራ ሁኔታ ፣ አንዳንዶቹ የሚንቀሳቀሱ ክፍሎች ያሉት እና አንዳንድ በጣም ውድ ዳሳሾች እንደ አልትራሳውንድ አናሞሜትር (የንፋስ ፍጥነት እና አቅጣጫ)

ክፍት ምንጭ ፣ ክፍት የሃርድዌር የአየር ሁኔታ ጣቢያ ለመገንባት ወሰንኩ ፣ በአጠቃላይ በደቡብ አፍሪካ የሚገኙ ክፍሎች በጣም ጠቃሚ ፕሮጀክት ሊሆኑ ይችላሉ እና ብዙ አስደሳች (እና ፈታኝ ራስ ምታት) ይኖረኛል።

በጠንካራ ሁኔታ (ምንም የማይንቀሳቀስ ክፍሎች) የዝናብ መለኪያ ለመጀመር ወሰንኩ። ባህላዊው የመጠጫ ባልዲ በዚያ ደረጃ ላይ አልደነቀኝም (እስከዚያ አንድም ፈጽሞ አልጠቀምኩም ነበር)። ስለዚህ ፣ ዝናብ ውሃ ነው እናም ውሃ ኤሌክትሪክን ያካሂዳል ብዬ አሰብኩ። ዳሳሽ ከውኃ ጋር በሚገናኝበት ጊዜ ተቃውሞው የሚቀንስባቸው ብዙ የአናሎግ ተከላካይ ዳሳሾች አሉ። ይህ ፍጹም መፍትሔ ይሆናል ብዬ አሰብኩ። እንደ አለመታደል ሆኖ እነዚያ ዳሳሾች እንደ ኤሌክትሮላይዜስ እና ዲኦክሳይድ ባሉ ሁሉም ዓይነት ያልተለመዱ ችግሮች ይሠቃያሉ እና የእነዚያ ዳሳሾች ንባብ አስተማማኝነት አልነበረውም። እኔ እንኳን ኤሌክትሮላይስን ለማስወገድ የራሴን የማይዝግ የብረት መመርመሪያዎችን እና አነስተኛ የወረዳ ሰሌዳዎችን በቅብብሎች እሠራለሁ (ቋሚ 5 ቮልት ፣ ግን አዎንታዊ እና አሉታዊ ምሰሶዎችን መቀያየር) ፣ ግን ንባቦቹ አሁንም ያልተረጋጉ ነበሩ።

የእኔ የቅርብ ጊዜ ምርጫ የአልትራሳውንድ ድምፅ ዳሳሽ ነው። ከመለኪያ አናት ጋር የተገናኘ ይህ አነፍናፊ ፣ ርቀቱን ወደ የውሃው ደረጃ ሊለካ ይችላል። የሚገርመኝ ይህ ዳሳሾች በጣም ትክክለኛ እና በጣም ርካሽ ነበሩ (ከ 50 ZAR ወይም ከ 4 ዶላር ያነሰ)

ደረጃ 1: የሚያስፈልጉ ክፍሎች (ደረጃ 1)

የሚከተሉትን ያስፈልግዎታል

1) 1 Raspberry Pi (ማንኛውም ሞዴል ፣ እኔ Pi 3 ን እጠቀማለሁ)

2) 1 የዳቦ ድንበር

3) አንዳንድ ዝላይ ገመዶች

4) አንድ የ Ohms resistor እና ሁለት (ወይም 2.2) Ohms resistor

5) ዝናቡን ለማከማቸት የቆየ ረዥም ጽዋ። የእኔን አተምኩ (ለስላሳ ቅጂ ይገኛል)

6) የድሮ በእጅ የዝናብ መለኪያ ክፍልን ይይዛል (ወይም የራስዎን ዲዛይን ማድረግ እና ማተም ይችላሉ)

7) ሚሊሊተሮችን ወይም ውሀን ክብደት ለመለካት መሣሪያን መለካት

8) HC-SR04 Ultrasonic Sensor (ደቡብ አፍሪካውያን ከኮሚኒካ ሊያገኙዋቸው ይችላሉ)

ደረጃ 2 - ወረዳዎን መገንባት (ደረጃ 2)

ወረዳውን እንድገነባ የሚረዳኝ እና ለዚህ ፕሮጀክት የፓይዘን ስክሪፕቶችን ለመፃፍ የሚረዳኝ በጣም ጠቃሚ መመሪያ አገኘሁ። ይህ ስክሪፕት ርቀቶችን ያሰላል እና በመለኪያ ማጠራቀሚያዎ አናት ላይ በተጫነው አነፍናፊ እና በውሃው ደረጃ መካከል ያለውን ርቀት ለማስላት ይጠቀሙበታል

እዚህ ሊያገኙት ይችላሉ-

www.modmypi.com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi

ያጠኑት ፣ ወረዳዎን ይገንቡ ፣ ከእርስዎ ፒ ጋር ያገናኙት እና በፓይዘን ኮድ ዙሪያ ይጫወቱ። የቮልቴጅ መከፋፈሉን በትክክል መገንባቱን ያረጋግጡ። በ GPIO 24 እና GND መካከል 2.2 ohms resistor ን እጠቀም ነበር።

ደረጃ 3 - መለኪያዎን ይገንቡ (ደረጃ 3)

መለኪያዎን ማተም ፣ ነባር መለኪያ ወይም ኩባያ መጠቀም ይችላሉ። የ HC-SR04 ዳሳሽ ከእርስዎ የመለኪያ ዋና ታንክ አናት ጋር ይያያዛል። በማንኛውም ጊዜ ደረቅ ሆኖ መቆየቱን ማረጋገጥ አስፈላጊ ነው።

የእርስዎን HC-SR04 ዳሳሽ የመለኪያ አንግል መረዳት አስፈላጊ ነው። ከባህላዊ የዝናብ መለኪያዎች ከኮን ቅርፅ አናት ጋር ማያያዝ አይችሉም። እኔ የተለመደው ሲሊንደሪክ ጽዋ አደርጋለሁ። ትክክለኛው የድምፅ ሞገድ ወደ ታች እንዲወርድ ሰፊ መሆኑን ያረጋግጡ። እኔ እንደማስበው 75 x 300 ሚሜ የ PVC ቧንቧ ይሠራል። ምልክቱ በሲሊንደርዎ ውስጥ እየሄደ ከሆነ እና ወደ ኋላ ተመልሶ ለመብረር ፣ ከሴንሰር እስከ ሲሊንደርዎ ታች ያለውን ርቀት በአለቃ ይለኩ ፣ ያንን ልኬት ከአነፍናፊ TOF (የበረራ ሰዓት) ከተገመተው ርቀት ጋር ያወዳድሩ ወደ ታች።

ደረጃ 4: ስሌቶች እና ልኬት (ደረጃ 4)

1 ሚሊሜትር ዝናብ ማለት ምን ማለት ነው? አንድ ሚሜ ዝናብ ማለት 1000mm X 1000mm X 1000mm ወይም 1m X 1m X 1m ኩብ ካለዎት ዝናብ በሚዘንብበት ጊዜ ከውጭ ቢተውት ኩብው 1 ሚሜ የዝናብ ውሃ ጥልቀት ይኖረዋል። ይህንን ዝናብ በ 1 ሊትር ጠርሙስ ውስጥ ባዶ ካደረጉ ፣ ጠርሙሱን 100 % ይሞላል እና ውሃው ደግሞ 1 ኪ. የተለያዩ የዝናብ መለኪያዎች የተለያዩ የተፋሰስ ቦታዎች አሏቸው። የመለኪያዎ ተፋሰስ ቦታ 1 ሜ X 1 ሜትር ከሆነ ቀላል ነው።

እንዲሁም 1 ግራም ውሃ የተለመደ 1 ሚሊ ነው

የእርስዎን የዝናብ መጠን ከ ሚሜዎ ለማስላት የዝናብ ውሃን ከለኩ በኋላ የሚከተሉትን ማድረግ ይችላሉ-

W የግራም ወይም ሚሊሊተር የዝናብ ክብደት ነው

ሀ በካሬ ሚሜ ውስጥ የእርስዎ ተፋሰስ ቦታ ነው

R የእርስዎ አጠቃላይ የዝናብ መጠን በ mm ነው

R = W x [(1000 x 1000)/ሀ]

W (R ን ማስላት ያስፈልግዎታል) ለመገመት HC-SR04 ን ለመጠቀም ሁለት አማራጮች አሉ።

ዘዴ 1 ተራ ፊዚክስን ይጠቀሙ

ከኤች.ሲ.ሲ.-ርቀቱ እስከ ታችኛው መለኪያዎ ድረስ (እርስዎ በቀድሞው ደረጃ እርስዎም ያደርጉት ነበር) በፓይዘን ስክሪፕት ውስጥ የ TOF (የበረራ ጊዜ) ስሌቶችን በመጠቀም ከ https://www.modmypi በመነሳት ዳሳሹን ይለኩ። com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi Call this CD (የሲሊንደር ጥልቀት)

ከሲሊንደሩ ውስጠኛው የታችኛው ክፍል በካሬ ሚሜ ውስጥ ተስማሚ በሆነ ማንኛውም ነገር ይለኩ። ይህንን IA ይደውሉ።

አሁን በሲሊንደሩ ውስጥ 2 ሚሊ ውሃ (ወይም ማንኛውንም ተስማሚ መጠን) ይጣሉ። የእኛን ዳሳሽ በመጠቀም ፣ ወደ አዲሱ የውሃ ደረጃ በ mm ፣ Cal this Dist_To_Water) ያለውን ርቀት ይገምቱ።

ሚሜ ውስጥ ያለው የውሃ ጥልቀት (WD) እንደሚከተለው ነው

WD = ሲዲ - Dist_To_Water (ወይም ሲሊንደር ጥልቀት ከሳንሱር ወደ ውሃ ደረጃ ሲቀነስ)

የተገመተው የውሃ ክብደት የለም

W = WD x IA በ ml ወይም ግራም (1 ሚሊ ሜትር የውሃ ክብደት 1 ግራም ያስታውሱ)

አሁን ቀደም ሲል እንደተገለፀው የዝናብ መጠን (R) በ mm ከ x x ((1000 x 1000)/A] ጋር መገመት ይችላሉ።

ዘዴ 2 - ቆጣሪዎን በስታትስቲክስ ያስተካክሉ

HC-SR04 ፍፁም ስላልሆነ (ስህተቶች ሊያገኙ ይችላሉ) ፣ ሲሊንደርዎ ተስማሚ ከሆነ ለመለካት ቢያንስ ቋሚ ይመስላል።

እንደ ጥገኛ ተለዋዋጭ እና የውሃ ክብደቶች እንደ ጥገኛ ተለዋዋጭ እንደ ዳሳሽ ንባቦች (ወይም ዳሳሽ ርቀቶች) ጋር መስመራዊ ሞዴልን ይገንቡ።

ደረጃ 5: ሶፍትዌር (ደረጃ 5)

የዚህ ፕሮጀክት ሶፍትዌር ገና በመገንባት ላይ ነው።

Https://www.modmypi.com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi ላይ ያሉት የፓይዘን ስክሪፕቶች ጥቅም ላይ መዋል አለባቸው።

አያይዝ አንዳንድ የፓይዘን ትግበራዎች ጠቃሚ (አጠቃላይ የህዝብ ፈቃድ) በራሴ የተገነባ።

በኋላ ለተሟላ የአየር ሁኔታ ጣቢያ የድር በይነገጽ ለማዳበር አቅጃለሁ። አባሪ መለኪያውን ለማስተካከል እና የዳሳሽ ንባቦችን ለማድረግ የሚያገለግሉ አንዳንድ የእኔ ፕሮግራሞች ናቸው

መለኪያውን በስታቲስቲክስ ለማስተካከል የአባሪውን የመለኪያ ስክሪፕት ይጠቀሙ። ለመተንተን በተመን ሉህ ውስጥ ውሂቡን ያስመጡ።

ደረጃ 6: አሁንም ማድረግ (ደረጃ 6)

ሲሞላ ታንኩን ባዶ ለማድረግ የሶሌኖይድ ቫልቭ ያስፈልጋል (ወደ ዳሳሽ ቅርብ)

የመጀመሪያዎቹ የዝናብ ጠብታዎች ሁል ጊዜ በትክክል አይለኩም ፣ በተለይም መለኪያው በትክክል ካልተስተካከለ። ይህንን ጠብታዎች በትክክል ለመያዝ የዲዲሮ ሜትርን በማዘጋጀት ላይ ነኝ። የእኔ የወደፊት ዕጣ ቀጣዩ።

በ TOF ላይ የሙቀት መጠንን ለመለካት ሁለተኛውን የአልትራሳውንድ ዳሳሽ ያስተዋውቁ። በቅርቡ በዚህ ላይ ዝማኔ እለጥፋለሁ።

ሊረዳ የሚችል የሚከተለውን መርጃ አገኘሁ

www.researchgate.net/profile/Zheng_Guilin3/publication/258745832_An_Innovative_Principle_in_Self-Calibration_by_Dual_Ultrasonic_Sensor_and_Application_in_Rain_Gauge/links/540d53e00cf2n2C2n2C222222222 Rain-Gauge.pdf