מד טמפרטורת מים, מוליכות ומפלס מים בזמן אמת: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

הוראות אלה מתארות כיצד בונים מד מים בעלות נמוכה בזמן אמת לניטור טמפרטורה, מוליכות חשמלית (EC) ומפלסי מים בבארות שנחפרו. המונה מיועד לתלייה בתוך באר חפורה, למדוד את טמפרטורת המים, EC ומפלס המים פעם ביום, ולשלוח את הנתונים באמצעות WiFi או חיבור סלולרי לאינטרנט לצפייה והורדה מיידית. עלות החלקים לבניית המונה הינה כ- $ 230 לערך עבור גרסת ה- WiFi ו- 330 $ עבור הגרסה הסלולרית. מד המים מוצג באיור 1. דו ח מלא עם הוראות בנייה, רשימת חלקים, טיפים לבניית ותפעול המונה, וכיצד להתקין את המונה בבאר מים מסופק בקובץ המצורף (EC Meter Instructions.pdf). גרסה שפורסמה בעבר של מד מים זה זמינה לניטור מפלסי המים בלבד (https://www.instructables.com/id/A-Real-Time-Well-…).

המונה משתמש בשלושה חיישנים: 1) חיישן קולי למדידת העומק למים בבאר; 2) מדחום עמיד למים למדידת טמפרטורת המים, ו 3) תקע ביתי משותף, המשמש כחיישן EC בעלות נמוכה למדידת המוליכות החשמלית של המים. החיישן האולטראסוני מחובר ישירות למארז המונים, התלוי בחלק העליון של הבאר ומודד את המרחק בין החיישן למפלס המים בבאר; החיישן הקולי אינו במגע ישיר עם המים בבאר. חייבים לטבול את חיישני הטמפרטורה ו- EC מתחת למים; שני חיישנים אלה מחוברים למארז המטר עם כבל ארוך מספיק כדי לאפשר לחיישנים להתארך מתחת למפלס המים.

החיישנים מחוברים להתקן Internet-of-Things (IoT) המתחבר לרשת WiFi או לרשת סלולרית ושולח את נתוני המים לשירות אינטרנט כדי לבצע גרף. שירות האינטרנט המשמש בפרויקט זה הוא ThingSpeak.com (https://thingspeak.com/), שניתן להשתמש בו בחינם לפרויקטים קטנים שאינם מסחריים (פחות מ -8, 200 הודעות ליום). על מנת שגרסת ה- WiFi של המונה תעבוד, עליה להיות ממוקמת קרוב לרשת WiFi. בארות מים ביתיות לעיתים קרובות עומדות בתנאי זה מכיוון שהן ממוקמות קרוב לבית עם אינטרנט אלחוטי. המונה אינו כולל לוגר נתונים, אלא שולח את נתוני המים ל- ThingSpeak שם הוא מאוחסן בענן. לכן, אם יש בעיה בהעברת נתונים (למשל במהלך הפסקת אינטרנט) נתוני המים לאותו יום אינם מועברים ואיבדו לצמיתות.

עיצוב המונה המוצג כאן שונה לאחר מד שיוצר למדידת מפלסי מים במיכל מים ביתי ודיווח על מפלס המים באמצעות טוויטר (https://www.instructables.com/id/Wi-Fi-Twitter-Wat…). ההבדלים העיקריים בין העיצוב המקורי לבין העיצוב המוצג כאן הם היכולת להפעיל את המונה על סוללות AA במקום מתאם מתח קווית, היכולת לצפות בנתונים בגרף סדרת זמן במקום הודעת טוויטר, שימוש ב- חיישן קולי שמיועד במיוחד למדידת מפלסי המים, והוספת חיישני טמפרטורה ו- EC.

חיישן ה- EC בעלות הזולה, המיוצר עם תקע ביתי משותף, התבסס על עיצוב חיישן למדידת ריכוזי דשן בפעולה הידרופוניקה או אקוופוניקה (https://hackaday.io/project/7008-fly -מלחמה-האקר …). מדידות המוליכות מחיישן EC מפצות טמפרטורה באמצעות נתוני הטמפרטורה שמספק חיישן טמפרטורת המים. חיישן ה- EC בהתאמה אישית מסתמך על מעגל חשמלי פשוט (מחלק מתח DC) שניתן להשתמש בו רק למדידות מוליכות מהירות יחסית בדידות (כלומר לא למדידות EC רציפות). ניתן לבצע מדידות מוליכות בעיצוב זה בערך כל חמש שניות. מכיוון שמעגל זה משתמש בזרם DC ולא בזרם AC, מדידת מוליכות בפחות מחמש שניות עלולה לגרום ליונים במים להיות מקוטבים, מה שמוביל לקריאות לא מדויקות. חיישן ה- EC בהתאמה אישית נבדק מול מד EC מסחרי (YSI EcoSense pH/EC 1030A) ונמצא כי הוא מודד מוליכות בתוך כ -10% מהמד המסחרי עבור פתרונות הנמצאים בטווח של ± 500 uS/cm מערך הכיול של החיישן.. אם תרצה, ניתן להחליף את חיישן ה- EC בהתאמה אישית בעלות נמוכה באמצעות בדיקה מסחרית, כגון בדיקת מוליכות מדעית של אטלס (https://atlas-scientific.com/probes/conductivity-p…).

מד המים בדו ח זה תוכנן ונבדק עבור בארות חפירות בקוטר גדול (0.9 מ 'פנימה) בעלות עומק מים רדודים (פחות מ -10 מ' מתחת לפני הקרקע). עם זאת, פוטנציאל זה יכול לשמש למדידת מפלס המים במצבים אחרים, כגון בארות ניטור סביבתי, בארות קדוחות וגופי מים על פני השטח.

להלן הוראות שלב אחר שלב לבניית מד המים. מומלץ לבנאי לקרוא את כל שלבי הבנייה לפני תחילת תהליך בניית המונים. מכשיר ה- IoT המשמש בפרויקט זה הוא פוטון חלקיקים, ולכן בחלקים הבאים משתמשים במושגים "מכשיר IoT" ו"פוטון "לסירוגין.

אספקה

טבלה 1: רשימת חלקים

חלקים אלקטרוניים:

חיישן מפלס מים - MaxBotix MB7389 (טווח 5 מ ')

חיישן טמפרטורה דיגיטלי עמיד למים

מכשיר IoT - פוטון חלקיקים עם כותרות

אנטנה (אנטנה מותקנת בתוך מארז המונים) - מחבר 2.4 GHz, 6dBi, IPEX או u. FL, באורך 170 מ מ

כבל מאריך להכנת בדיקת מוליכות - 2 שיניים, כבל חיצוני משותף, באורך 5 מ '

חוט המשמש להארכת בדיקת טמפרטורה, 4 מוליכים, אורך 5 מ '

חוט - חוט מגשר עם מחברי לחיצה על (300 מ מ אורך)

מארז סוללות - 4 X AA

סוללות - 4 X AA

חלקי אינסטלציה וחומרה:

צינור - ABS, קוטר 50 מ"מ (2 אינץ '), אורך 125 מ"מ

מכסה עליון, ABS, 50 מ מ (2 אינץ '), מושחל באטם ליצירת חותם אטום למים

מכסה תחתון, PVC, 50 מ מ (2 אינץ ') עם חוט NPT נקבה בגודל ¾ אינץ' כך שיתאים לחיישן

2 מצמדי צינורות, ABS, 50 מ מ (2 אינץ ') לחיבור המכסה העליון והתחתון לצינור ה- ABS

בריח עיניים ושני אגוזים, נירוסטה (1/4 אינץ ') להכנת קולב על המכסה העליון

חומרים אחרים: קלטת חשמל, סרט טפלון, כיווץ חום, בקבוק גלולה לייצור כיסוי חיישן EC, הלחמה, סיליקון, דבק להרכבת מארז.

שלב 1: הרכיב את מארז המטר

הרכיב את מארז המונה כפי שמוצג באיורים 1 ו -2 לעיל. האורך הכולל של המונה המורכב, מקצה לקצה כולל החיישן וברג העין, הוא כ -320 מ"מ. יש לחתוך את צינור ה- ABS בקוטר 50 מ"מ המשמש לייצור מארז המטרים באורך של כ -125 מ"מ. זה מאפשר מספיק מקום בתוך המארז כדי להכיל את התקן IoT, מארז הסוללות ואנטנה פנימית באורך 170 מ"מ.

אטמו את כל המפרקים בעזרת דבק סיליקון או ABS כדי שהמארז יהיה אטום למים. זה מאוד חשוב, אחרת לחות יכולה להיכנס לתוך המארז ולהרוס את הרכיבים הפנימיים. ניתן להניח בתוך המארז אריזת יבשות קטנה לספיגת לחות.

התקן בורג עין במכסה העליון על ידי קידוח חור והכנסת בורג העין והאום. יש להשתמש באום הן בחלק הפנימי והן החיצוני של המארז כדי לאבטח את בריח העין. סיליקון החלק הפנימי של המכסה בחור הבריח כדי להפוך אותו למים.

שלב 2: חבר חוטים לחיישנים

חיישן מפלס מים:

שלושה חוטים (ראו איור 3 א) חייבים להיות מולחמים לחיישן מפלס המים על מנת לחבר אותו לפוטון (כלומר סיכות חיישן GND, V+וסיכה 2). הלחמת החוטים לחיישן יכולה להיות מאתגרת מכיוון שחורי החיבור בחיישן קטנים וצמודים זה לזה. חשוב מאוד שהחוטים מולחמים כראוי לחיישן כך שיהיה חיבור פיזי וחשמלי טוב וחזק וללא קשתות הלחמה בין החוטים הסמוכים. תאורה טובה ועדשת הגדלה מסייעים בתהליך הלחמה. למי שאין לו ניסיון קודם בהלחמה, מומלץ לבצע תרגול כלשהו לפני הלחמת החוטים לחיישן. ניתן לקבל הדרכה מקוונת על הלחמה מ- SparkFun Electronics (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…).

לאחר שהחוטים מולחמים לחיישן, ניתן לחתוך כל חוט עודף שיוצא מהחיישן בעזרת חותכי חוט באורך של כ -2 מ מ. מומלץ לכסות את מפרקי ההלחמה בחרוז סיליקון עבה. זה נותן לחיבורים יותר כוח ומפחית את הסיכוי לקורוזיה ובעיות חשמל בחיבורי החיישנים אם תכנס לחות למארז המונה. ניתן גם לעטוף סרט חשמלי סביב שלושת החוטים בחיבור החיישן בכדי לספק הגנה נוספת והפגת מתחים, מה שמקטין את הסיכוי שהחוטים יישברו במפרקי הלחמה.

לחוטי החיישן יכולים להיות מחברים מסוג מסוג push-on (ראה איור 3 ב) בקצה האחד כדי להתחבר לפוטון. שימוש במחברי דחיפה מקל על ההרכבה והפירוק של המונה. אורך חוטי החיישן צריך להיות באורך של 270 מ"מ לפחות כדי שיוכלו להאריך את כל אורך המארז. אורך זה יאפשר לחבר את הפוטון מהקצה העליון של המארז כשהחיישן במקום בקצה התחתון של המארז. שים לב שאורך החוט המומלץ הזה מניח כי צינור ה- ABS המשמש לייצור מארז המטר נחתך באורך של 125 מ"מ. אשר לפני חיתוך והלחמת החוטים לחיישן כי אורך חוט של 270 מ"מ מספיק כדי להתפרש מעבר לחלק העליון של מארז המטר, כך שניתן יהיה לחבר את הפוטון לאחר הרכבת המארז והחיישן מחובר לצמיתות המקרה.

כעת ניתן לחבר את חיישן מפלס המים למארז המונים. יש להבריג אותו היטב במכסה התחתון, בעזרת סרט טפלון כדי להבטיח חותם אטום למים.

חיישן טמפרטורה:

לחיישן הטמפרטורה העמיד למים DS18B20 יש שלושה חוטים (איור 4), שהם בדרך כלל בצבע אדום (V+), שחור (GND) וצהוב (נתונים). חיישני טמפרטורה אלה מגיעים בדרך כלל עם כבל קצר יחסית, באורך של פחות מ -2 מ ', שאינו ארוך מספיק כדי לאפשר לחיישן להגיע למפלס המים בבאר. לכן, יש להרחיב את כבל החיישנים בכבל עמיד למים ולחבר אותו לכבל החיישן בעזרת חבור עמיד למים. ניתן לעשות זאת על ידי ציפוי חיבורי ההלחמה בסיליקון, ואחריו התכווצות חום. הוראות לביצוע ספסל עמיד למים ניתנות כאן: https://www.maxbotix.com/Tutorials/133.htm. ניתן לבצע את כבל המאריך באמצעות קו הרחבה טלפוני חיצוני משותף, הכולל ארבעה מנצחים וזמין לרכישה מקוונת בעלות נמוכה. הכבל צריך להיות ארוך מספיק כך שחיישן הטמפרטורה יכול להתרחב ממארז המטר ולהיות שקוע מתחת למים בבאר, כולל הקצבה לירידת מפלס המים.

על מנת שחיישן הטמפרטורה יפעל, יש לחבר נגד בין החוטים האדומים (V+) והצהובים (הנתונים) של החיישן. ניתן להתקין את הנגד בתוך מארז המטר ישירות על סיכות הפוטון שבהן חוטי חיישן הטמפרטורה מתחברים, כפי שמופיע להלן בטבלה 2. ערך הנגד גמיש. לפרויקט זה נעשה שימוש בנגד 2.2 קאוהם, אולם כל ערך בין 2.2 קאוהם ל -4.7 קאוהם יעבוד. חיישן הטמפרטורה דורש גם קוד מיוחד להפעלה. קוד חיישן הטמפרטורה יתווסף מאוחר יותר, כמתואר בסעיף 3.4 (התקנת תוכנה). מידע נוסף אודות חיבור חיישן טמפרטורה לפוטון ניתן למצוא במדריך כאן:

יש להכניס את הכבל לחיישן הטמפרטורה דרך מארז המונים כדי שיוכל להתחבר לפוטון. יש להכניס את הכבל לחלק התחתון של המארז על ידי קידוח חור דרך המכסה התחתון של המארז (איור 5). ניתן להשתמש באותו חור להכנסת כבל חיישן המוליכות, כמתואר בסעיף 3.2.3. לאחר הכנסת הכבל יש לאטום היטב את החור בסיליקון בכדי למנוע כניסת רטיבות למארז.

חיישן מוליכות:

חיישן ה- EC המשמש בפרויקט זה עשוי מתקן חשמלי סטנדרטי מסוג צפון אמריקה מסוג 2, המוחדר דרך "בקבוק גלולה" מפלסטיק כדי לשלוט ב"השפעות קיר "(איור 6). השפעות קיר יכולות להשפיע על קריאות מוליכות כאשר החיישן נמצא במרחק של כ -40 מ"מ מאובייקט אחר. הוספת בקבוק הגלולה כמארז מגן מסביב לחיישן תשלוט בהשפעות הקיר אם החיישן נמצא במגע הדוק עם צד באר המים או חפץ אחר בבאר. נקב חור דרך מכסה בקבוק הגלולה בכדי להכניס את כבל החיישנים ותחתית בקבוק הגלולה מנותקת כך שהמים יכולים לזרום לתוך הבקבוק ולהיות במגע ישיר עם שיני התקע.

לחיישן EC שני חוטים, כולל חוט הארקה וחוט נתונים. זה לא משנה באיזה תקע אתה בוחר להיות חוטי הקרקע והנתונים. אם נעשה שימוש בכבל מאריך ארוך מספיק לייצור חיישן EC, הכבל יהיה ארוך מספיק כדי להגיע למפלס המים בבאר ולא יהיה צורך בסדיר עמיד למים כדי להאריך את כבל החיישן. יש לחבר נגד בין חוט הנתונים של חיישן ה- EC לבין סיכת פוטון כדי לספק מתח. ניתן להתקין את הנגד בתוך מארז המונה ישירות על סיכות הפוטון שבהן חוטי חיישן EC מתחברים, כפי שמופיע להלן בטבלה 2. ערך הנגד גמיש. לפרויקט זה נעשה שימוש בנגד של 1 קאוהם; עם זאת, כל ערך בין 500 אוהם ל- 2.2 קאוהם יפעל. ערכי הנגד גבוהים יותר טובים למדידת פתרונות מוליכות נמוכה. הקוד הכלול בהוראות אלה משתמש בנגד של 1 קאוהם; אם משתמשים בנגד אחר, יש להתאים את ערך הנגד בשורה 133 של הקוד.

יש להכניס את הכבל לחיישן EC דרך מארז המונים כדי שיוכל להתחבר לפוטון. יש להכניס את הכבל לחלק התחתון של המארז על ידי קידוח חור דרך המכסה התחתון של המארז (איור 5). ניתן להשתמש באותו חור להכנסת כבל חיישן הטמפרטורה. לאחר הכנסת הכבל יש לאטום היטב את החור בסיליקון כדי למנוע כניסת רטיבות למארז.

חייבים לכייל את חיישן EC באמצעות מד EC מסחרי. הליך הכיול מתבצע בשטח, כמתואר בסעיף 5.2 (נוהל הגדרת שדות) של הדוח המצורף (EC Meter Instructions.pdf). הכיול נעשה כדי לקבוע את קבוע התא עבור מד EC. קבוע התא תלוי במאפייני החיישן EC, כולל סוג המתכת שממנה עשויים השיניים, שטח הפנים של השיניים והמרחק בין השיניים. עבור תקע מסוג A רגיל כמו זה המשמש בפרויקט זה, קבוע התא הוא בערך 0.3. מידע נוסף על התיאוריה ומדידת המוליכות זמין כאן: https://support.hach.com/ci/okcsFattach/get/100253… וכאן:

שלב 3: חבר חיישנים, מארז סוללה ואנטנה למכשיר IoT

חבר את שלושת החיישנים, מארז הסוללה והאנטנה לפוטון (איור 7) והכנס את כל החלקים למארז המונה. טבלה 2 מספקת רשימה של חיבורי הפינים המצוינים באיור 7. ניתן לחבר את החיישנים ואת חוטי הסוללה על ידי הלחמה ישירות לפוטון או עם מחברים מסוג הדחיפה המתחברים לסיכות הכותרת בחלק התחתון של הפוטון (כפי שניתן לראות באיור 2). שימוש במחברי הדחיפה מקל על פירוק המונה או החלפת הפוטון אם הוא נכשל. חיבור האנטנה בפוטון דורש מחבר מסוג u. FL (איור 7) וצריך לדחוף אותו חזק מאוד אל הפוטון כדי ליצור את החיבור. אין להתקין את הסוללות בתוך הסוללה עד שהמדוד מוכן לבדיקה או להתקנה בבאר. אין מתג הפעלה/כיבוי כלול בעיצוב זה, ולכן המונה מופעל וכיבוי על ידי התקנת והסרת הסוללות.

טבלה 2: רשימת חיבורי פינים בהתקן IoT (חלקיק פוטון):

סיכת פוטון D2 - התחבר ל - סיכת חיישן WL 6, V+ (חוט אדום)

סיכת פוטון D3 - התחבר ל - סיכת חיישן WL 2, נתונים (חוט חום)

סיכת פוטון GND - התחבר ל - סיכת חיישן WL 7, GND (חוט שחור)

סיכת פוטון D5 - התחבר ל - חיישן טמפ, נתונים (חוט צהוב)

סיכת פוטון D6 - התחבר ל - חיישן טמפ, V+ (חוט אדום)

סיכת פוטון A4 - התחבר ל - חיישן טמפ, GND (חוט שחור)

סיכת פוטון D5 עד D6 - חיישן טמפ, הנגד R1 (חבר נגד 2.2k בין סיכות פוטון D5 ו- D6)

סיכת פוטון A0 - התחבר לחיישן - EC, נתונים

סיכת פוטון A1 - התחבר לחיישן EC, GND

סיכת פוטון A2 עד A0 - חיישן EC, הנגד R2 (חבר נגד 1k בין סיכות הפוטון A0 ו- A2)

סיכת פוטון VIN - התחבר ל- - מארז סוללות, V+ (חוט אדום)

סיכת פוטון GND - התחבר ל - סוללה, GND (חוט שחור)

סיכה u. FL פוטון - התחבר ל - אנטנה

שלב 4: התקנת תוכנה

נדרשים חמישה שלבים עיקריים להתקנת התוכנה למד:

1. צור חשבון Particle שיספק ממשק מקוון עם הפוטון. לשם כך, הורד את אפליקציית Particle לנייד לסמארטפון: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. לאחר התקנת האפליקציה, צור חשבון Particle ופעל לפי ההוראות המקוונות להוספת הפוטון לחשבון. שים לב שניתן להוסיף פוטונים נוספים לאותו חשבון ללא צורך להוריד את אפליקציית Particle וליצור חשבון שוב.

2. צור חשבון ThingSpeak https://thingspeak.com/login והקים ערוץ חדש להצגת נתוני מפלס המים. דוגמה לדף אינטרנט של ThingSpeak למד מים מוצג באיור 8, שניתן לצפות בו גם כאן: https://thingspeak.com/channels/316660 הוראות להקמת ערוץ ThingSpeak ניתנות בכתובת: https:// docs.particle.io/הדרכות/device-cloud/we … שים לב שניתן להוסיף ערוצים נוספים עבור פוטונים אחרים לאותו חשבון ללא צורך ביצירת חשבון ThingSpeak נוסף.

3. נדרשת "ווה -ווק" על מנת להעביר נתוני מפלס מים מהפוטון לערוץ ThingSpeak. הוראות להקמת וו -וו מובאות בנספח ב 'לדו"ח המצורף (EC Meter Instructions.pdf) אם בונים יותר ממד מים אחד, יש ליצור ווקה חדשה עם שם ייחודי לכל פוטון נוסף.

4. יש להכניס את ה- webhook שנוצר בשלב הנ"ל לקוד המפעיל את הפוטון. הקוד לגרסת ה- WiFi של מד מפלס המים מסופק בקובץ המצורף (Code1_WiFi_Version_ECMeter.txt). במחשב, עבור לדף האינטרנט של Particle https://thingspeak.com/login להתחבר לחשבון Particle, ונווט אל ממשק האפליקציה Particle.העתק את הקוד והשתמש בו ליצירת אפליקציה חדשה בממשק האפליקציה Particle. הכנס את שם ה- webhook שנוצר למעלה לשורה 154 של הקוד. לשם כך, מחק את הטקסט בתוך הציטוטים והכנס את שם ה- webhook החדש בתוך המרכאות בשורה 154, שכתוב כך: Particle.publish ("Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes".

5. כעת ניתן לאמת, לשמור ולהתקין את הקוד על הפוטון. כאשר הקוד יאומת הוא יחזיר שגיאה שאומרת "OneWire.h: אין קובץ או ספרייה כאלו". OneWire הוא קוד הספרייה שמפעיל את חיישן הטמפרטורה. יש לתקן שגיאה זו על ידי התקנת קוד OneWire מספריית החלקיקים. לשם כך, עבור לממשק אפליקציית החלקיקים כאשר הקוד שלך מוצג וגלול מטה אל סמל הספריות בצד שמאל של המסך (הממוקם ממש מעל סמל סימן השאלה). לחץ על סמל הספריות וחפש את OneWire. בחר OneWire ולחץ על "כלול בפרויקט". בחר את שם האפליקציה שלך מהרשימה, לחץ על "אשר" ולאחר מכן שמור את האפליקציה. זה יוסיף שלוש שורות חדשות לראש הקוד. ניתן למחוק את שלוש השורות החדשות הללו מבלי להשפיע על הקוד. מומלץ למחוק את שלוש השורות הללו כך שמספרי שורות הקוד יתאימו להוראות במסמך זה. אם שלוש השורות נותרו במקומן, כל מספרי שורות הקוד שנדונו במסמך זה יתקדמו בשלוש שורות. שים לב שהקוד מאוחסן ומותקן על הפוטון מהענן. קוד זה ישמש להפעלת מד המים כשהוא נמצא בבאר המים. במהלך התקנת השטח, יהיה צורך לבצע כמה שינויים בקוד כדי להגדיר את תדירות הדיווח לפעם ביום ולהוסיף מידע על באר המים (זה מתואר בקובץ המצורף "מד הוראות EC.pdf" שבקטע שכותרתו. "התקנת המונה בבאר מים").

שלב 5: בדוק את המד

בניית המונה והתקנת התוכנה הושלמו כעת. בשלב זה מומלץ לבדוק את המונה. יש לבצע שתי בדיקות. הבדיקה הראשונה משמשת לאישור שהמד יכול למדוד נכון את רמות המים, ערכי EC וטמפרטורה ולשלוח את הנתונים ל- ThingSpeak. המבחן השני משמש לאישור שצריכת החשמל של הפוטון נמצאת בטווח הצפוי. בדיקה שנייה זו שימושית מכיוון שהסוללות ייכשלו מהר מהצפוי אם הפוטון משתמש בכוח רב מדי.

למטרות בדיקה, הקוד מוגדר למדוד ולדווח על רמות המים כל שתי דקות. זוהי פרק זמן מעשי להמתנה בין המדידות בזמן המונה נבדק. אם רצוי תדר מדידה שונה, שנה את המשתנה שנקרא MeasureTime בשורה 19 בקוד לתדר המדידה הרצוי. תדירות המדידה מוזנת בשניות (כלומר 120 שניות שוות שתי דקות).

את הבדיקה הראשונה ניתן לבצע במשרד על ידי תליית המונה מעל הרצפה, הדלקתו ובדיקה שערוץ ThingSpeak מדווח במדויק על המרחק בין החיישן לרצפה. בתרחיש בדיקה זה הדופק הקולי משתקף מהרצפה, המשמש לדמות את פני המים בבאר. ניתן למקם את חיישני ה- EC והטמפרטורה במיכל מים בטמפרטורה ומוליכות ידועים (כלומר כפי שנמדד על ידי מד EC מסחרי) כדי לאשר שהחיישנים מדווחים על הערכים הנכונים לערוץ ThingSpeak.

לצורך הבדיקה השנייה יש למדוד את הזרם החשמלי בין הסוללה לפוטון כדי לאשר שהוא תואם את המפרט בגיליון הנתונים של פוטון: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… הניסיון הוכיח כי בדיקה זו מסייעת בזיהוי התקני IoT פגומים לפני פריסתם בשטח. מדוד את הזרם על ידי הצבת מד זרם בין חוט V+ החיובי (חוט אדום) על הסוללה לבין סיכת ה- VIN שבפוטון. יש למדוד את הזרם הן במצב הפעלה והן במצב שינה עמוקה. לשם כך, הפעל את הפוטון והוא יופעל במצב הפעלה (כפי שמצוין על ידי הנורית על הפוטון שהופך את צבע הציאן), הנמשך כ -20 שניות. השתמש במד הזרם כדי לצפות בזרם ההפעלה במהלך תקופה זו. לאחר מכן הפוטון יעבור אוטומטית למצב שינה עמוק למשך שתי דקות (כפי שמצביע על ידי נורית הפוטון הנכבית). השתמש במד הזרם כדי לצפות בזרם השינה העמוקה בשלב זה. זרם ההפעלה צריך להיות בין 80 ל 100 mA, וזרם השינה העמוקה צריך להיות בין 80 ל 100 µA. אם הזרם גבוה מערכים אלה, יש להחליף את הפוטון.

המונה מוכן כעת להתקנה בבאר מים (איור 9). הוראות כיצד להתקין את המונה בבאר מים, כמו גם טיפים לבניית ותפעול המונים, מובאים בקובץ המצורף (EC Meter Instructions.pdf).

שלב 6: כיצד ליצור גרסה סלולרית של המונה

ניתן לבנות גרסה סלולרית של מד המים על ידי ביצוע שינויים ברשימת החלקים שתוארו לעיל, הוראות וקוד. הגרסה הסלולרית אינה דורשת WiFi מכיוון שהיא מתחברת לאינטרנט באמצעות אות סלולרי. עלות החלקים לבניית הגרסה הסלולרית של המונה הינה כ -330 דולרים (לא כולל מסים ומשלוח), בתוספת כ -4 דולרים לחודש עבור תוכנית הנתונים הסלולרית שמגיעה עם מכשיר ה- IoT הסלולרי.

המונה הסלולרי משתמש באותם חלקים ושלבי בנייה המפורטים למעלה עם השינויים הבאים:

• החלף את התקן ה- WiFi IoT (Particle Photon) למכשיר IoT סלולרי (Particle Electron): https://store.particle.io/collections/cellular/pro… בעת בניית המונה, השתמש באותם חיבורי סיכה המתוארים לעיל עבור גרסת WiFi של המונה בשלב 3.

• מכשיר ה- IoT הסלולרי משתמש יותר בהספק מגרסת ה- WiFi, ולכן מומלץ שני מקורות סוללה: סוללת 3.7V Li-Po, המגיעה עם מכשיר ה- IoT, וחבילת סוללות עם 4 סוללות AA. סוללת 3.7V LiPo מתחברת ישירות למכשיר ה- IoT עם המחברים המצורפים. מארז הסוללות AA מחובר למכשיר ה- IoT באותו אופן כפי שתואר לעיל עבור גרסת ה- WiFi של המונה בשלב 3. בדיקות שדה הראו כי הגרסה הסלולרית של המונה תפעל במשך כ -9 חודשים באמצעות הגדרת הסוללה שתוארה לעיל.. אלטרנטיבה לשימוש הן בחבילת הסוללות AA והן בסוללת 3.7 V 2000 mAh Li-Po היא שימוש בסוללת 3.7V Li-Po אחת עם קיבולת גבוהה יותר (למשל 4000 או 5000 מיליאמפר / שעה).

• יש לחבר אנטנה חיצונית למד, כגון: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p… ודא שהיא מדורגת לפי התדירות בה משתמש ספק השירותים הסלולריים בהם המים ישמש מטר. האנטנה שמגיעה עם מכשיר ה- IoT הסלולרי אינה מתאימה לשימוש חיצוני. ניתן לחבר את האנטנה החיצונית באמצעות כבל ארוך (3 מ ') המאפשר לחבר את האנטנה לחלק החיצוני של הבאר בראש הבאר (איור 10). מומלץ להכניס את כבל האנטנה לחלק התחתון של המארז ולאטום היטב בסיליקון כדי למנוע כניסת רטיבות (איור 11). מומלץ כבל הארכה קואקסיאלי חיצוני באיכות טובה, עמיד למים.

• מכשיר ה- IoT הסלולרי פועל על קוד שונה מגירסת ה- WiFi של המונה. הקוד לגרסה הסלולרית של המונה מסופק בקובץ המצורף (Code2_Cellular_Version_ECMeter.txt).