Un contor de temperatură, conductivitate și nivel al apei în timp real: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Aceste instrucțiuni descriu cum se construiește un contor de apă cu cost redus, în timp real, pentru monitorizarea temperaturii, a conductivității electrice (EC) și a nivelului apei în puțurile săpate. Contorul este proiectat să stea în interiorul unei puțuri săpate, să măsoare temperatura apei, EC și nivelul apei o dată pe zi și să trimită datele prin WiFi sau conexiune celulară la Internet pentru vizualizare și descărcare imediată. Costul pentru piesele de construcție a contorului este de aproximativ 230 USD pentru versiunea WiFi și 330 USD pentru versiunea celulară. Contorul de apă este prezentat în Figura 1. Un raport complet cu instrucțiuni de construcție, lista pieselor, sfaturi pentru construirea și funcționarea contorului și modul de instalare a contorului într-o fântână de apă este furnizat în fișierul atașat (Instrucțiuni EC Meter.pdf). O versiune publicată anterior a acestui contor de apă este disponibilă numai pentru monitorizarea nivelurilor de apă (https://www.instructables.com/id/A-Real-Time-Well-…).

Contorul utilizează trei senzori: 1) un senzor cu ultrasunete pentru a măsura adâncimea până la apă în fântână; 2) un termometru impermeabil pentru măsurarea temperaturii apei și 3) o priză obișnuită cu două brațe, care este utilizată ca senzor EC cu costuri reduse pentru a măsura conductivitatea electrică a apei. Senzorul cu ultrasunete este atașat direct la carcasa contorului, care atârnă în partea superioară a puțului și măsoară distanța dintre senzor și nivelul apei din puț; senzorul cu ultrasunete nu este în contact direct cu apa din fântână. Senzorii de temperatură și EC trebuie să fie scufundați sub apă; acești doi senzori sunt atașați la carcasa contorului cu un cablu suficient de lung pentru a permite senzorilor să se extindă sub nivelul apei.

Senzorii sunt atașați la un dispozitiv Internet-of-Things (IoT) care se conectează la o rețea WiFi sau celulară și trimite datele de apă către un serviciu web pentru a fi graficate. Serviciul web utilizat în acest proiect este ThingSpeak.com (https://thingspeak.com/), care este gratuit pentru proiecte mici necomerciale (mai puțin de 8, 200 mesaje / zi). Pentru ca versiunea WiFi a contorului să funcționeze, acesta trebuie să fie amplasat aproape de o rețea WiFi. Fântânile de apă menajeră îndeplinesc adesea această condiție deoarece sunt situate aproape de o casă cu WiFi. Contorul nu include un data logger, ci mai degrabă trimite datele de apă către ThingSpeak unde este stocat în nor. Prin urmare, dacă există o problemă de transmitere a datelor (de exemplu, în timpul unei întreruperi a internetului), datele privind apa din ziua respectivă nu sunt transmise și se pierd definitiv.

Designul contorului prezentat aici a fost modificat după un contor care a fost realizat pentru măsurarea nivelurilor de apă într-un rezervor de apă menajer și raportarea nivelului apei prin Twitter (https://www.instructables.com/id/Wi-Fi-Twitter-Wat…). Principalele diferențe dintre designul original și designul prezentat aici sunt capacitatea de a opera contorul pe baterii AA în locul unui adaptor de alimentare cu fir, capacitatea de a vizualiza datele într-un grafic de serie temporală în loc de un mesaj Twitter, utilizarea de un senzor cu ultrasunete special conceput pentru măsurarea nivelurilor de apă și adăugarea de senzori de temperatură și EC.

Senzorul EC, personalizat, cu costuri reduse, care este realizat cu o priză obișnuită de uz casnic, a fost bazat pe un design al senzorului pentru măsurarea concentrațiilor de îngrășăminte într-o operație de hidroponie sau acvaponie (https://hackaday.io/project/7008-fly -wars-a-hacker …). Măsurătorile de conductivitate de la senzorul EC sunt compensate de temperatură folosind datele de temperatură furnizate de senzorul de temperatură a apei. Senzorul EC personalizat se bazează pe un circuit electric simplu (divizor de tensiune DC) care poate fi utilizat doar pentru măsurători de conductivitate discrete relativ rapide (adică nu pentru măsurători EC continue). Măsurătorile de conductivitate cu acest design pot fi efectuate aproximativ la fiecare cinci secunde. Deoarece acest circuit folosește curent continuu mai degrabă decât curent alternativ, măsurarea conductivității la intervale de mai puțin de cinci secunde poate determina polarizarea ionilor din apă, ceea ce duce la citiri inexacte. Senzorul EC personalizat a fost testat pe un contor EC comercial (YSI EcoSense pH / EC 1030A) și s-a constatat că măsoară conductivitatea în aproximativ 10% din contorul comercial pentru soluții care se încadrează în ± 500 uS / cm de valoarea de calibrare a senzorului. Dacă se dorește, senzorul EC personalizat la preț redus poate fi înlocuit cu o sondă comercială, cum ar fi sonda de conductivitate Atlas Scientific (https://atlas-scientific.com/probes/conductivity-p…).

Contorul de apă din acest raport a fost proiectat și testat pentru puțuri săpate cu diametru mare (0,9 m diametru interior) cu adâncimi de apă mică (mai puțin de 10 m sub suprafața solului). Cu toate acestea, ar putea fi utilizat pentru măsurarea nivelurilor de apă în alte situații, cum ar fi fântânile de monitorizare a mediului, fântânile forate și corpurile de apă de suprafață.

Instrucțiunile pas cu pas pentru construirea contorului de apă sunt furnizate mai jos. Se recomandă ca constructorul să citească toate etapele de construcție înainte de a începe procesul de construcție a contorului. Dispozitivul IoT utilizat în acest proiect este un foton de particule și, prin urmare, în secțiunile următoare, termenii „dispozitiv IoT” și „foton” sunt folosiți în mod interschimbabil.

Provizii

Tabelul 1: Lista pieselor

Parți electronice:

Senzor nivel apă - MaxBotix MB7389 (interval 5m)

Senzor digital de temperatură impermeabil

Dispozitiv IoT - Particulă Photon cu anteturi

Antena (antena instalată în carcasa contorului) - 2,4 GHz, 6dBi, conector IPEX sau u. FL, 170 mm lungime

Cablu prelungitor pentru realizarea sondei de conductivitate - 2 direcții, cablu exterior comun, lungime 5 m

Sârmă utilizată pentru extinderea sondei de temperatură, 4 conductoare, 5 m lungime

Sârmă - sârmă jumper cu conectori push (lungime 300 mm)

Acumulator - 4 X AA

Baterii - 4 X AA

Piese pentru instalații sanitare și hardware:

Țeavă - ABS, 50 mm (2 inch) diametru, 125 mm lungime

Capac superior, ABS, 50 mm (2 inch), filetat cu garnitură pentru a face o etanșare etanșă

Capac inferior, PVC, 50 mm (2 inch) cu filet NPT femelă de ¾ inch pentru a se potrivi senzorului

2 cuplaje pentru țevi, ABS, 50 mm (2 inch) pentru conectarea capacului superior și inferior la țeava ABS

Șurub pentru ochi și 2 piulițe, din oțel inoxidabil (1/4 inch) pentru a face cuierul de pe capacul superior

Alte materiale: bandă electrică, bandă de teflon, termocontractibil, sticlă de pilule pentru a face capacul senzorului EC, lipire, silicon, lipici pentru asamblarea carcasei

Pasul 1: Asamblați carcasa contorului

Asamblați carcasa contorului așa cum se arată în figurile 1 și 2 de mai sus. Lungimea totală a contorului asamblat, de la vârf la vârf, inclusiv senzorul și șurubul ochiului, este de aproximativ 320 mm. Țeava ABS cu diametrul de 50 mm utilizată pentru realizarea carcasei contorului trebuie tăiată la o lungime de aproximativ 125 mm. Acest lucru permite suficient spațiu în interiorul carcasei pentru a găzdui dispozitivul IoT, bateria și o antenă internă de 170 mm lungime.

Etanșați toate îmbinările fie cu siliciu, fie cu lipici ABS pentru a face carcasa etanșă. Acest lucru este foarte important, altfel umezeala poate pătrunde în interiorul carcasei și poate distruge componentele interne. Un mic pachet de deshidratant poate fi plasat în interiorul carcasei pentru a absorbi umezeala.

Instalați un șurub de ochi în capacul superior găurind o gaură și introducând șurubul de ochi și piulița. Trebuie folosită o piuliță atât pe interior cât și pe exteriorul carcasei pentru a fixa șurubul ochiului. Siliciul interior al capacului la gaura șurubului pentru ao face etanș.

Pasul 2: Atașați firele la senzori

Senzor nivel apă:

Trei fire (vezi Figura 3a) trebuie lipite la senzorul de nivel al apei pentru a-l atașa la foton (adică pinii senzorului GND, V + și Pin 2). Lipirea firelor la senzor poate fi dificilă, deoarece orificiile de conectare ale senzorului sunt mici și apropiate. Este foarte important ca firele să fie lipite corespunzător la senzor, astfel încât să existe o conexiune fizică și electrică bună, puternică și să nu existe arcuri de lipit între firele adiacente. O iluminare bună și o lentilă de mărire ajută la procesul de lipire. Pentru cei care nu au experiență de lipire anterioară, este recomandată o anumită practică de lipire înainte de lipirea firelor la senzor. Un tutorial online despre modul de lipire este disponibil de la SparkFun Electronics (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…).

După ce firele sunt lipite la senzor, orice exces de sârmă goală care iese din senzor poate fi tăiat cu freze de sârmă la aproximativ 2 mm lungime. Se recomandă ca îmbinările de lipit să fie acoperite cu un strat gros de siliciu. Acest lucru oferă conexiunilor mai multă rezistență și reduce șansele de coroziune și probleme electrice la conexiunile senzorului dacă umezeala pătrunde în carcasa contorului. Banda electrică poate fi, de asemenea, înfășurată în jurul celor trei fire la conexiunea senzorului pentru a oferi protecție suplimentară și ameliorarea tensiunii, reducând șansele ca firele să se rupă la îmbinările de lipit.

Firele senzorului pot avea conectori tip push-on (a se vedea Figura 3b) la un capăt pentru a se atașa la foton. Folosirea conectorilor push-on facilitează asamblarea și demontarea contorului. Firele senzorului trebuie să aibă o lungime de cel puțin 270 mm, astfel încât să poată extinde întreaga lungime a carcasei contorului. Această lungime va permite ca fotonul să fie conectat de la capătul superior al carcasei cu senzorul în poziție la capătul inferior al carcasei. Rețineți că această lungime recomandată a firului presupune că țeava ABS utilizată pentru realizarea carcasei contorului este tăiată la o lungime de 125 mm. Confirmați în prealabil tăierea și lipirea firelor la senzor că o lungime a firului de 270 mm este suficientă pentru a se extinde dincolo de partea superioară a carcasei contorului, astfel încât fotonul să poată fi conectat după ce carcasa a fost asamblată și senzorul este atașat permanent la cazul.

Senzorul de nivel al apei poate fi atașat acum la carcasa contorului. Ar trebui să fie înșurubat strâns în capacul inferior, folosind bandă de teflon pentru a asigura o etanșare etanșă.

Senzor de temperatura:

Senzorul de temperatură impermeabil DS18B20 are trei fire (Fig. 4), care sunt de obicei colorate în roșu (V +), negru (GND) și galben (date). Acești senzori de temperatură vin de obicei cu un cablu relativ scurt, mai mic de 2 m lungime, care nu este suficient de lung pentru a permite senzorului să atingă nivelul apei din fântână. Prin urmare, cablul senzorului trebuie extins cu un cablu impermeabil și conectat la cablul senzorului cu o îmbinare impermeabilă. Acest lucru se poate face prin acoperirea conexiunilor de lipit cu siliciu, urmată de termocontractare. Instrucțiunile pentru realizarea unei îmbinări impermeabile sunt furnizate aici: https://www.maxbotix.com/Tutorials/133.htm. Cablul prelungitor poate fi realizat folosind o linie comună de extensie telefonică în aer liber, care are patru conductoare și este ușor de cumpărat online la un cost redus. Cablul trebuie să fie suficient de lung, astfel încât senzorul de temperatură să se poată extinde de la carcasa contorului și să fie scufundat sub apă în fântână, inclusiv o limită pentru scăderea nivelului de apă.

Pentru ca senzorul de temperatură să funcționeze, trebuie conectat un rezistor între firele roșii (V +) și galbene (date) ale senzorului. Rezistorul poate fi instalat în carcasa contorului direct pe pinii de fotoni la care se atașează firele senzorului de temperatură, așa cum se arată mai jos în tabelul 2. Valoarea rezistorului este flexibilă. Pentru acest proiect, a fost utilizat un rezistor de 2,2 kOhm, cu toate acestea, orice valoare între 2,2 kOhm și 4,7 kOhm va funcționa. Senzorul de temperatură necesită, de asemenea, un cod special pentru a funcționa. Codul senzorului de temperatură va fi adăugat mai târziu, așa cum este descris în secțiunea 3.4 (Configurare software). Informații suplimentare despre conectarea unui senzor de temperatură la un foton pot fi găsite în tutorial aici:

Cablul pentru senzorul de temperatură trebuie introdus prin carcasa contorului, astfel încât să poată fi atașat la foton. Cablul trebuie introdus prin partea inferioară a carcasei prin găurirea prin capacul inferior al carcasei (Fig. 5). Aceeași gaură poate fi utilizată pentru a introduce cablul senzorului de conductivitate, așa cum este descris în secțiunea 3.2.3. După introducerea cablului, orificiul trebuie etanșat cu siliciu pentru a preveni pătrunderea umezelii în carcasă.

Senzor de conductivitate:

Senzorul EC utilizat în acest proiect este fabricat dintr-o fișă electrică standard din America de Nord, tip A, cu 2 vârfuri, introdusă printr-o „sticlă de pilule” din plastic pentru a controla „efectele de perete” (Fig. 6). Efectele de perete pot afecta citirile de conductivitate atunci când senzorul se află la aproximativ 40 mm de un alt obiect. Adăugarea sticlei de pilule ca o carcasă de protecție în jurul senzorului va controla efectele peretelui dacă senzorul este în contact strâns cu partea fântânii de apă sau cu un alt obiect din fântână. O gaură este găurită prin capacul sticlei pilulei pentru a introduce cablul senzorului, iar partea inferioară a sticlei pilulei este tăiată, astfel încât apa să poată curge în sticlă și să fie în contact direct cu vârfurile mufei.

Senzorul EC are două fire, inclusiv un fir de masă și un fir de date. Nu contează care vârf de mufă alegeți să fie firul de masă și de date. Dacă se folosește un cablu prelungitor suficient de lung pentru a face senzorul EC, atunci cablul va fi suficient de lung pentru a atinge nivelul apei din fântână și nu va fi nevoie de nici o îmbinare impermeabilă pentru a extinde cablul senzorului. Pentru a furniza energie, trebuie conectat un rezistor între firul de date al senzorului EC și un pin Photon. Rezistorul poate fi instalat în carcasa contorului direct pe pinii de fotoni la care se atașează firele senzorului EC, așa cum este listat mai jos în tabelul 2. Valoarea rezistorului este flexibilă. Pentru acest proiect, a fost utilizat un rezistor de 1 kOhm; cu toate acestea, orice valoare între 500 Ohm și 2,2 kOhm va funcționa. Valorile mai mari ale rezistorului sunt mai bune pentru măsurarea soluțiilor cu conductivitate scăzută. Codul inclus în aceste instrucțiuni folosește un rezistor de 1 kOhm; dacă se folosește un rezistor diferit, valoarea rezistorului trebuie ajustată în linia 133 a codului.

Cablul pentru senzorul EC trebuie introdus prin carcasa contorului, astfel încât să poată fi atașat la foton. Cablul trebuie introdus prin partea inferioară a carcasei prin găurirea găurii prin capacul inferior al carcasei (Fig. 5). Aceeași gaură poate fi utilizată pentru a introduce cablul senzorului de temperatură. După introducerea cablului, orificiul trebuie etanșat cu siliciu pentru a preveni pătrunderea umezelii în carcasă.

Senzorul EC trebuie calibrat cu ajutorul unui contor EC comercial. Procedura de calibrare se face pe teren, așa cum este descris în secțiunea 5.2 (Procedura de configurare a câmpului) din raportul atașat (Instrucțiuni EC Meter.pdf). Calibrarea se face pentru a determina constanta celulei pentru contorul EC. Constanta celulei depinde de proprietățile senzorului EC, inclusiv de tipul de metal din care sunt formate vârfurile, suprafața vârfurilor și distanța dintre vârfuri. Pentru o fișă standard de tip A, precum cea utilizată în acest proiect, constanta celulei este de aproximativ 0,3. Informații suplimentare despre teoria și măsurarea conductivității sunt disponibile aici: https://support.hach.com/ci/okcsFattach/get/100253… și aici:

Pasul 3: Atașați senzori, pachet de baterii și antenă la dispozitivul IoT

Atașați cei trei senzori, acumulatorul și antena la foton (Fig. 7) și introduceți toate părțile în carcasa contorului. Tabelul 2 oferă o listă a conexiunilor cu pin indicate în Figura 7. Senzorii și firele acumulatorului pot fi atașate prin lipire direct la Photon sau cu conectori tip push-on care se atașează la pinii antetului de pe partea inferioară a Photonului (așa cum se vede în Fig. 2). Utilizarea conectorilor push-on face mai ușoară demontarea contorului sau înlocuirea fotonului dacă nu reușește. Conexiunea antenei de pe foton necesită un conector de tip u. FL (Fig. 7) și trebuie să fie împinsă foarte ferm pe foton pentru a realiza conexiunea. Nu instalați bateriile în acumulator până când contorul nu este gata pentru a fi testat sau instalat într-o fântână. Nu există nici un comutator de pornire / oprire inclus în acest design, astfel încât contorul este pornit și oprit prin instalarea și scoaterea bateriilor.

Tabelul 2: Lista conexiunilor pin pe dispozitivul IoT (Particle Photon):

Pin foton D2 - conectare la - pin 6 senzor WL, V + (fir roșu)

Pinul foton D3 - conectare la - pinul 2 al senzorului WL, date (fir maro)

Pin foton GND - conectare la - pinul senzor WL 7, GND (fir negru)

Pin foton D5 - conectare la - senzor de temperatură, date (fir galben)

Pin foton D6 - conectare la - senzor de temperatură, V + (fir roșu)

Pin foton A4 - conectare la - senzor de temperatură, GND (fir negru)

Pinul de foton D5 la D6 - Senzor de temperatură, rezistorul R1 (conectați un rezistor de 2,2k între pinii de foton D5 și D6)

Pinul de foton A0 - conectare la - senzor EC, date

Pinul de foton A1 - conectați la - senzorul EC, GND

Pin de fotoni A2 la A0 - senzor EC, rezistor R2 (conectați un rezistor de 1k între pinii de fotoni A0 și A2)

Pin foton VIN - conectare la - Acumulator, V + (fir roșu)

Pin foton GND - conectare la - Acumulator, GND (fir negru)

Photon u. FL pin - conectare la - antenă

Pasul 4: Configurare software

Sunt necesari cinci pași principali pentru a configura software-ul pentru contor:

1. Creați un cont Particle care va furniza o interfață online cu Photon. Pentru a face acest lucru, descărcați aplicația mobilă Particle pe un smartphone: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. După instalarea aplicației, creați un cont Particle și urmați instrucțiunile online pentru a adăuga Photon în cont. Rețineți că orice fotoni suplimentari pot fi adăugați la același cont fără a fi nevoie să descărcați aplicația Particle și să creați din nou un cont.

2. Creați un cont ThingSpeak https://thingspeak.com/login și configurați un nou canal pentru a afișa datele privind nivelul apei. Un exemplu de pagină web ThingSpeak pentru un contor de apă este prezentat în Figura 8, care poate fi vizualizată și aici: https://thingspeak.com/channels/316660 Instrucțiunile pentru configurarea unui canal ThingSpeak sunt furnizate la: https:// docs.particle.io / tutoriale / device-cloud / we … Rețineți că se pot adăuga canale suplimentare pentru alți fotoni în același cont fără a fi nevoie să creați un alt cont ThingSpeak.

3. Este necesar un „webhook” pentru a transmite datele privind nivelul apei de la foton la canalul ThingSpeak. Instrucțiunile pentru configurarea unui webhook sunt furnizate în Anexa B a raportului atașat (Instrucțiuni EC Meter.pdf) Dacă se construiește mai mult de un contor de apă, trebuie creat un nou webhook cu un nume unic pentru fiecare foton suplimentar.

4. Webhook-ul care a fost creat în pasul de mai sus trebuie să fie inserat în codul care operează fotonul. Codul pentru versiunea WiFi a contorului de nivel al apei este furnizat în fișierul atașat (Code1_WiFi_Version_ECMeter.txt). Pe computer, accesați pagina web Particle https://thingspeak.com/login conectați-vă la contul Particle și navigați la interfața aplicației Particle. Copiați codul și utilizați-l pentru a crea o aplicație nouă în interfața aplicației Particle. Introduceți numele webhook-ului creat mai sus în linia 154 a codului. Pentru a face acest lucru, ștergeți textul din ghilimele și introduceți noul nume webhook în ghilimelele din linia 154, care citește după cum urmează: Particle.publish ("Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes".

5. Codul poate fi acum verificat, salvat și instalat pe Photon. Când codul este verificat, va apărea o eroare care spune „OneWire.h: Nu există un astfel de fișier sau director”. OneWire este codul bibliotecii care rulează senzorul de temperatură. Această eroare trebuie remediată prin instalarea codului OneWire din biblioteca Particle. Pentru a face acest lucru, accesați interfața aplicației Particle cu codul afișat și derulați în jos până la pictograma Biblioteci din partea stângă a ecranului (situată chiar deasupra pictogramei semnului întrebării). Faceți clic pe pictograma Biblioteci și căutați OneWire. Selectați OneWire și faceți clic pe „Includeți în proiect”. Alegeți numele aplicației din listă, faceți clic pe „Confirmare” și apoi salvați aplicația. Aceasta va adăuga trei linii noi în partea de sus a codului. Aceste trei linii noi pot fi șterse fără a afecta codul. Este recomandat să ștergeți aceste trei linii, astfel încât numerele de linie de cod să se potrivească cu instrucțiunile din acest document. Dacă cele trei linii sunt lăsate la locul lor, atunci toate numerele de linie de cod discutate în acest document vor fi avansate cu trei linii. Rețineți că codul este stocat și instalat pe Photon din cloud. Acest cod va fi utilizat pentru a acționa apometrul atunci când acesta se află în puțul de apă. În timpul instalării pe teren, vor trebui făcute unele modificări codului pentru a seta frecvența de raportare la o dată pe zi și pentru a adăuga informații despre fântâna de apă (aceasta este descrisă în fișierul atașat „Instrucțiuni EC Meter.pdf” din secțiunea intitulată „Instalarea contorului într-o fântână de apă”).

Pasul 5: Testați contorul

Construcția contorului și configurarea software-ului sunt acum complete. În acest moment se recomandă testarea contorului. Trebuie finalizate două teste. Primul test este utilizat pentru a confirma că aparatul de măsură poate măsura corect nivelurile apei, valorile CE și temperatura și poate trimite datele către ThingSpeak. Al doilea test este utilizat pentru a confirma că consumul de energie al fotonului se încadrează în intervalul așteptat. Acest al doilea test este util deoarece bateriile vor defecta mai devreme decât se aștepta dacă fotonul folosește prea multă energie.

În scopul testării, codul este setat să măsoare și să raporteze nivelurile apei la fiecare două minute. Aceasta este o perioadă practică de timp pentru a aștepta între măsurători în timp ce contorul este testat. Dacă se dorește o frecvență de măsurare diferită, schimbați variabila numită MeasureTime în linia 19 a codului la frecvența de măsurare dorită. Frecvența de măsurare este introdusă în secunde (adică 120 de secunde este egal cu două minute).

Primul test poate fi făcut în birou prin agățarea contorului deasupra podelei, pornirea acestuia și verificarea faptului că canalul ThingSpeak raportează cu exactitate distanța dintre senzor și podea. În acest scenariu de testare, pulsul ultrasonic se reflectă pe podea, care este utilizat pentru a simula suprafața apei din fântână. Senzorii EC și de temperatură pot fi amplasați într-un recipient cu apă de temperatură și conductivitate cunoscută (adică măsurată de un contor EC comercial) pentru a confirma că senzorii raportează valorile corecte canalului ThingSpeak.

Pentru al doilea test, curentul electric dintre acumulator și foton trebuie măsurat pentru a confirma că se potrivește cu specificațiile din foaia tehnică Photon: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… Experiența a arătat că acest test ajută la identificarea dispozitivelor IoT defecte înainte de a fi implementate pe teren. Măsurați curentul plasând un contor de curent între firul pozitiv V + (fir roșu) de pe acumulator și pinul VIN de pe foton. Curentul trebuie măsurat atât în modul de funcționare, cât și în modul de repaus profund. Pentru a face acest lucru, porniți fotonul și acesta va porni în modul de funcționare (așa cum este indicat de LED-ul de pe foton devenind o culoare cyan), care rulează aproximativ 20 de secunde. Utilizați contorul de curent pentru a observa curentul de funcționare în acest timp. Fotonul va intra automat în modul de adormire profundă timp de două minute (așa cum este indicat de LED-ul de pe stingerea fotonului). Utilizați contorul de curent pentru a observa curentul de somn profund în acest moment. Curentul de funcționare ar trebui să fie între 80 și 100 mA, iar curentul de somn profund ar trebui să fie între 80 și 100 µA. Dacă curentul este mai mare decât aceste valori, fotonul ar trebui înlocuit.

Contorul este acum gata să fie instalat într-o fântână de apă (Fig. 9). Instrucțiunile privind instalarea contorului într-o fântână de apă, precum și sfaturile de construcție și funcționare a contorului sunt furnizate în fișierul atașat (Instrucțiuni EC Meter.pdf).

Pasul 6: Cum se face o versiune celulară a contorului

O versiune celulară a apometrului poate fi construită făcând modificări la lista pieselor descrise anterior, instrucțiuni și cod. Versiunea celulară nu necesită WiFi, deoarece se conectează la Internet printr-un semnal celular. Costul pieselor pentru construirea versiunii celulare a contorului este de aproximativ 330 USD (fără taxe și expediere), plus aproximativ 4 USD pe lună pentru planul de date celulare care vine cu dispozitivul IoT celular.

Contorul celular utilizează aceleași părți și pași de construcție enumerați mai sus, cu următoarele modificări:

• Înlocuiți dispozitivul WiFi IoT (Particle Photon) cu un dispozitiv IoT celular (Particle Electron): https://store.particle.io/collections/cellular/pro… Când construiți contorul, utilizați aceleași conexiuni pin descrise mai sus pentru Versiunea WiFi a contorului la Pasul 3.

• Dispozitivul IoT celular folosește mai multă energie decât versiunea WiFi și, prin urmare, sunt recomandate două surse de baterie: o baterie Li-Po de 3,7 V, care vine cu dispozitivul IoT și un acumulator cu 4 baterii AA. Bateria LiPo de 3,7 V se atașează direct la dispozitivul IoT cu conectorii furnizați. Acumulatorul AA este atașat la dispozitivul IoT în același mod ca cel descris mai sus pentru versiunea WiFi a contorului la Pasul 3. Testarea pe teren a arătat că versiunea celulară a contorului va funcționa timp de aproximativ 9 luni folosind configurarea bateriei descrisă mai sus. O alternativă la utilizarea atât a acumulatorului AA, cât și a bateriei Li-Po de 3,7 V de 2000 mAh este utilizarea unei baterii Li-Po de 3,7 V cu o capacitate mai mare (de exemplu, 4000 sau 5000 mAh).

• O antenă externă trebuie atașată la contor, cum ar fi: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p… Asigurați-vă că este evaluată pentru frecvența utilizată de furnizorul de servicii celulare unde apa contor va fi folosit. Antena care vine cu dispozitivul IoT celular nu este potrivită pentru utilizare în exterior. Antena externă poate fi conectată cu un cablu lung (3 m) care permite atașarea antenei la exteriorul fântânii la capul fântânii (Fig. 10). Se recomandă ca cablul antenei să fie introdus prin fundul carcasei și sigilat bine cu siliciu pentru a preveni pătrunderea umezelii (Fig. 11). Se recomandă un cablu prelungitor coaxial de exterior, rezistent la apă, de bună calitate.

• Dispozitivul IoT celular rulează pe un cod diferit de versiunea WiFi a contorului. Codul pentru versiunea celulară a contorului este furnizat în fișierul atașat (Code2_Cellular_Version_ECMeter.txt).