ניטור איכות מים באמצעות MKR1000 ו- ARTIK Cloud: 13 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

מבוא

המטרה העיקרית של פרויקט זה היא להשתמש ב- MKR1000 וב- Samsung ARTIK Cloud לניטור ה- pH ורמות הטמפרטורה של בריכות שחייה.

אנו נשתמש בחיישן טמפרטורה ו- pH או בחיישן מימן למדידת רמת הבסיסיות והחומציות של המים.

מדידת טמפרטורה היא חובה מכיוון שהיא יכולה להשפיע על רמת ה- pH. עלייה בטמפרטורת כל הפתרונות תגרום לירידה בצמיגותו ולעלייה בניידות היונים בתמיסה. מכיוון ש- pH הוא מדד לריכוז יון המימן, שינוי בטמפרטורת הפתרון יבוא לידי ביטוי על ידי שינוי לאחר מכן ב- pH (1).

ההשפעות של הטמפרטורה על רמת ה- ph הן כדלקמן.

• השפעות טמפרטורה המפחיתות את הדיוק ומהירות התגובה של האלקטרודה.
• מקדם הטמפרטורה של וריאציה משפיע על החומר הנמדד על ידי החיישן, בין אם מדובר במאגר כיול או מדגם.

קרא עוד

מדוע עלינו לאזן את בריכות השחייה שלנו?

זה יהיה דיון ארוך. אתה יכול לדלג על זה לשלב 1:)

בריכות שחייה, או לפחות חורי השקיה מעשה ידי אדם לרחצה ולשחייה-חזור עד 2600 לפני הספירה. לכל הפחות. עם זאת, בעיקר בשל המקורות הפוטנציאליים של חיידקים כגון אנשים השוחים בבריכה, בעלי חיים כגון כלבים, חיות בר מתות ופסולת מסביב לנכס כגון עלים, דשא ואבק, בריכות שחייה מזוהמות לעתים קרובות ולכן מכילות טווח של חיידקים, כולל חיידקים ואצות שיכולים לגרום לבעיות בריאות כגון זיהומים באוזן, באף ובגרון. וכדי למנוע, או לפחות למזער זאת, בריכות שחייה מתוחזקות באופן קבוע באמצעות סינון, כלור, בסיסיות מוחלטת, קשיות הסידן, ויסות רמת ה- pH.

ניתן לראות ב- pH קיצור של כוחו של מימן - או ביתר דיוק, כוחו של ריכוז יון המימן. זהו גם המדד למידת חומציות/ בסיסיות של מי בריכת השחייה. רמות ה- pH נעות בין 0.0 עד 14.0. הטווח האידיאלי ל- pH במי הבריכה הוא 7.2 עד 7.8. PH של 7.0 הוא ניטרלי - מתחת ל 7.0 הוא חומצי, מעל 7.0 הוא בסיסי. אם רמת ה- pH נשמרת באותה רמה כמו זו בעינינו, שהיא בדרך כלל 7.2 עד 7.4, תופעות הלוואי של עיניים בוערות נשמרות למינימום.

כאשר הבריכה חומצית מדי, היא תתחיל להמיס את פני השטח, ותיצור חספוס אידיאלי לגידול אצות הבריכה. תוצאה דומה מתרחשת בדיוס של בריכות שחייה מרוצפות אריחים. מתכות גם מתכלות, הכוללות ציוד לבריכת שחייה, אביזרי צנרת, חיבורי משאבות וכדומה. סולפטים נוצרים מתוך משטח, דיוס וקורוזיה ממתכת. סולפטים אלה משתחררים מהמים אל הקירות ורצפת בריכת השחייה וגורמים לכתמים חומים ושחורים מכוערים. יתר על כן, הכלור, המשמש כחומר חיטוי במי בריכת השחייה, מופעל, מאבד לאטמוספירה מהר מאוד, ובכך הופך להיות חסר תועלת מכיוון שהוא מאבד את יכולתו לחטא את המים. לבסוף, העיניים והאף של השחיינים נשרפות, בגדי הים שלהם דוהים ונעלמים, ועורם מתייבש ומגרד.

מצד שני, כאשר המים בסיסיים מדי, הסידן במי בריכת השחייה משתלב עם פחמתי ויוצר אבנית הנראית הכי הרבה בקו המים שבו היא לוכדת אבק ולכלוך, ומשחירה עם הזמן. גם מי בריכת השחייה מתחילים להיות עכורים או עכורים כשהם מאבדים את הניצוץ. לסידן פחמתי יש גם נטייה לצלוח על החול במסנן בריכת השחייה, ולהפוך אותו למעשה למלט. כך שאם מסנן החול של בריכת השחייה הופך למסנן מלט, הוא מאבד את יכולתו ללכוד לכלוך ממי הבריכה. השפעה נוספת שיש לציין היא שככל שה- pH עולה, כוחו של הכלור לפעול על חלקיקים זרים הולך לאיבוד. דוגמה לכך היא שב pH של 8.0 הבריכה יכולה להשתמש רק ב -20% מהכלור שנפזר. לבסוף, במי בריכת שחייה אלקליין, גם העיניים והאף של השחיינים עלולים להישרף וגם עורם עשוי להתייבש ולגרד.

צעק לחברי לקבוצה שלי אליסון ואיירה על המחקר המדהים הזה.

שלב 1: אסוף חומרים ותוכנות נחוצות

1. Arduino / Genuino MKR1000
2. Arduino IDE
3. חשבון ענן Samsung Artik
4. חוטי מגשר
5. 3 כותרות סיכה לזכר
6. לוח זקן 170 פינים
7. מד pH pH של DFRobot
8. חיישן טמפרטורה עמיד למים DS18B20
9. הנגד 4.7K x1
10. התנגדות של 200 אוהם
11. מיכל פלסטיק 2x3 אינץ '
12. מחבר שמע זכר ונקבה
13. מלחם ועופרת
14. PCB הלחמה קטן

מכיוון שהנגן 4.7k אזל, השתמשתי ב 2.4k x 2 = 4.8k אוהם

שלב 2: צור את סוג מכשיר הענן שלך ARTIK

הירשם באמצעות ARTIK Cloud. עבור לאתר המפתחים וצור "סוג מכשיר" חדש.

התקנים ב- ARTIK Cloud יכולים להיות חיישנים, מכשירים, אפליקציות, שירותים וכו '. בדרך כלל משתמש אחד יחזיק במכשיר אחד או יותר, והתקנים יכולים לשלוח הודעות או לשמש אותם לשליחת הודעות ל- ARTIK Cloud. למד עוד

לאחר מכן, הזן את התצוגה הרצויה ואת השם הייחודי שלך.

שלב 3: צור מניפסט חדש לסוג המכשיר שלך

בסוג המכשיר שלך, צור מניפסט חדש.

המניפסט, המשויך לסוג מכשיר, מתאר את מבנה הנתונים. כאשר יישום או התקן שולחים הודעה ל- ARTIK Cloud, המניפסט לוקח מחרוזת כקלט המתאים לנתונים ומוציא רשימה של שדות/ערכים מנורמליים אותם ARTIK Cloud יכול לאחסן. למד עוד

הזן טמפ 'כשדות נתונים זה יוגדר אוטומטית ל- celcius.

הוסף שדה נתונים נוסף ושם אותו ph. השתמש ב- ppm או חלקים לפי סימון.

ph או עוצמת המימן משמשים לאיזון אלקליות וחומציות המים. הטמפרטורה יכולה להשפיע על ערך ה- ph. עליית הטמפרטורה קשורה לרעידות מולקולריות מוגברות, עם העלאת הטמפרטורה, יונים המימן הנצפים גדלים גם הם עקב ירידה בנטייה ליצירת קשרי מימן, ובכך מובילה לירידה ב- pH. למד עוד

דלג על כללי פעולה מכיוון שלא נזדקק לזה.

לאחר מכן הפעל את קובץ המניפסט שלך.

שלב 4: צור את היישום שלך

נווט אל יישומי הענן של ARTIK ולחץ על יישום חדש.

לכל יישום מוקצה מזהה ייחודי על ידי ענן ARTIK. נדרש מזהה אפליקציה כדי להשיג אסימון גישה OAuth2 ולבקש נתונים מאפליקציה, בתנאי שהמשתמש העניק גישה. למד עוד

הזן את שם היישום הרצוי ואת כתובת האתר להפניה מחדש של האימות. שים לב שנדרשת כתובת האתר להפניה מחדש של האימות. הוא משמש לאימות המשתמשים ביישום זה, ולכן ינתב לכתובת אתר זו אם יהיה צורך בכניסה. השתמשנו ב- https:// localhost/8080/לדוגמא.

כעת הגדר את הרשאת היישום שלך לקרוא ולכתוב, נווט למכשיר ולאחר מכן שמור.

ברכה שיש לך כעת את הבקשה שלך!

שלב 5: חבר את ענן ARTIK למכשיר שלך

עכשיו כשהתמיכה האחורית שלך מוכנה. בוא נלך אל תרשימי הענן של ARTIK כדי להציג את הנתונים שלך.

נווט אל המכשירים שלי ולחץ על חבר מכשיר אחר.

חפש ולחץ על סוג המכשיר החדש שנוצר קודם לכן ולאחר מכן לחץ על חבר מכשיר.

לחץ על הגדרות המכשיר המחובר שלך כדי להציג מידע נוסף.

שים לב למזהה המכשיר ולסמל כפי שתזדקק לו בשלבים הבאים.

בלוח הצד הימני, לחץ על הצג את הנתונים שלך.

ברגע שהחומרה שלך תתרחש, התרשים יכלול נתונים.

נעשה להגדרת ענן ARTIK.:)

שלב 6: חבר את חיישני הטמפ 'וה- PH ל- MKR1000

להלן חיבור הסיכה:

• זמני GND ל- MRK1000 GND
• Temp OUT ל- MKR1000 סיכה דיגיטלית 1
• טמפ 'VCC ל- MKR1000 5V
• חבר נגד 4.7K ל- Temp VCC ו- Temp OUT
• pH GND עד MRK1000 GND
• pH OUT לפין אנלוגי MKR1000 1
• pH VCC ל- MKR1000 5V

אופציונלי: השתמשנו במחבר אודיו זכר ונקבה לניתוק קל של בדיקת הטמפרטורה.

תסתכל על התמונות להוראה מפורטת יותר.

שלב 7: הגדר את מנהל הלוח של Arduino IDE

אם כבר התקנת את לוח MKR1000 אנא דלג על שלב זה.

פתח את Arduino IDE שלך.

נווט אל כלים> לוח> מנהל לוח.

ואז חפש mkr1000.

התקן את לוח SAMD של Arduino, הוא יכול לתמוך הן באפס והן ב- MKR1000.

שלב 8: הוסף ספריות נדרשות

על מנת שהחיישנים וה- wifi שלנו יפעלו, נזדקק לספריות הבאות.

1. FlashStorage - משמש לשמירת הקיזוז של כיול ה- pH
2. ArduinoThread - השתמש בו כדי לקרוא חיישנים בשרשור נפרד.
3. ArduinoJson - נשתמש בזה לשליחת נתוני JSON לענן ARTIK
4. WiFi101 - משמש לאפשר חיבור wifi עם 1000 mkr
5. ArduinoHttpClient - מארח לחיבור ל- API
6. OneWire - נחוץ לקריאת קלט דיגיטלי מחיישן טמפרטורה
7. DallasTemperature - חיישן טמפרטורה של דאלאס נדרש ספרייה

נווט אל סקיצה> כלול ספרייה> נהל ספריות

חפש את הספריות האלה והורד אותן.

שלב 9: העלה את קוד הארדואינו

חבר את MKR1000 למחשב/מחשב נייד.

ה- Arduino שלך אמור לזהות באופן אוטומטי את MKR1000 שלך. אחרת הסט הוא ידני.

הורד את התוכנה ב- GitHub שלי כאן

שנה מזהה ומכשיר ARTIK ענן משלך.

String deviceID = "מזהה מכשיר ענן של artik"; // שים כאן את מזהה המכשיר שלך שנוצר מתוך הדרכה String deviceToken = "אסימון מכשיר ענן של artik"; // שים כאן את אסימון המכשיר שלך שנוצר מתוך הדרכה

שנה את ה- ssid/שם והסיסמה של ה- wifi שלך.

/** הגדרת Wifi **/ #הגדר WIFI_AP "ה- wifi ssid שלך" #הגדר WIFI_PWD "סיסמת wifi"

לאחר מכן העלה את קוד התוכנה ל- MKR1000 והתחל במעקב.

אני מוסיף הדרכות נוספות של הקוד בהקדם.

ה- WiFi שלך חייב להיות בעל חיבור לאינטרנט

חזור לענן ה- ARTIK שלך ובדוק אם קיימים נתונים פועלים.

שילבתי את שיטת הכיול מ- DFRobot לקוד שלי.

אם אתה רוצה לכייל את חיישן ה- pH שלך, בצע את שיטת 1 שלהם כאן.

מזל טוב! חיברת בהצלחה את החיישנים שלך על פני הענן!.

שלב 10: הפוך אותו לנייד! - חיישן טמפרטורה הניתן להסרה

נצטרך לסדר מחדש את החיבור של חיישן הטמפ 'כדי שיהיה ניתוק.

זה כולל חיווט של נגדים והמחבר הניתן להסרה.

ראשית נשים את הנגד 4.7k והמחברים שלו.

השתמשתי ב 2.4 קאוהם x 2 = 2.8k omhs מכיוון שלא אזל המלאי. אבל עדיין אנחנו טובים.

1. מניחים את MKR1000 עד 170 פינים לוח, סיכה 5V צריכה להיות על הסיכה הראשונה של הלוח
2. הנח את הנגד 4.7k על הסיכות האחרונות או הסיכות הריקות של לוח הלחם.
3. חבר את הקצה הראשון של הנגד ל- 5V באמצעות חוט מגשר.
4. חבר את הקצה השני לסיכה ריקה בצד השני.
5. חבר את הסיכה הזו לפין דיגיטלי 1.

אם אתה נתקל בקשיים, עקוב אחר התמונות שלמעלה.

הבא הלחמה מחבר השמע הגברי שלנו לחיישן טמפרטורה

1. חוט אדום / VCC לנחושת העליונה
2. ירוק / GND עד נחושת בינונית
3. צהוב / נתונים עד נחושת תחתונה

ראה צילום מסך רביעי למעלה.

לאחר מכן הלחם את מחבר השמע הנשי למחשב הלוח

1. מקם את המחבר הנשי במעגל הלוח עם חור הלחמה 4x5.
2. הכנס את כותרת 3 הפינים בשורה האחרונה של החור.
3. הכנס 200 omhs וקצה ההלחמה של סיכת קצה מחבר השמע והקצה השני לפין הכותרת הקרוב ביותר.
4. הלחם את סיכת הכותרת הנותרת של מחבר השמע לפין הכותרת.

ראה צילום מסך 5, 6, 7, 8 למעלה. השתמשתי ב 200 אוהם בסדרה של חוט חיובי של חיישן טמפ 'כדי להימנע מקצר.

שלב 11: הפוך אותו לנייד! - הצבת החיישנים

קנה את מיכל הפלסטיק 2x3 שלך.

צור חור נתיב לניתוק קל של חיישני ה- pH וה- Temp.

1. צייר עיגול עם אותו היקף של מחבר נקבה ומחבר BNC.
2. וודא שהם לא כל כך קרובים או רחוקים.
3. חותכים בזהירות את העיגול בעזרת סכין חמה או כל כלי קידוח שתרצו.
4. הכנס את מחבר ה- BNC של מד ה- PH ומחבר השמע הנשי.
5. הוסף חוטי מגשר בכותרות סיכות של מחברי שמע נקבה
6. הדביקו אותם כך שלא יוסרו בקלות.

שלב 12: הפוך אותו לנייד - הוסף חיבורי MKR1000

חבר חיישן pH:

1. חבר 3 חוטי מגשר מכותרת נקבה של חיישני ph למכשיר MKR1000
2. מקם את מד PH VCC ל- 5V, GND ל- GND וסיכת נתונים ל- A1

חבר חיישן טמפרטורה:

מקם את חיישן הטמפ 'VCC ל- 5V, GND ל- GND ונתונים לפין הנוסף של לוח הלחם בו יש לנגד 4.7k חיבור לפין דיגיטלי 1

חבר את הסוללה ל- MKR1000 וכסה את המיכל.

לבסוף, מצורף את חיישן הטמפרטורה וה- pH.

וִיוֹלָה! מזל טוב שיש לך כעת את מכשיר ניטור הבריכה שלך!

שלב 13: סוף סוף! מבחן בשטח

ברגע שה- MKR1000 יופעל ויחובר ל- wifi, הוא יתחיל לשלוח קריאות מהחיישנים, נורית הסיכה הדיגיטלית 13 תהבהב פעם אחת בכל שליחת ההצלחה.

בדקנו את חיישן החומרה לבריכת שחייה פרטית, ציבורית ובתי ספר.

איסוף הנתונים ממאגר המשיבים הללו אפשר לנו לנתח את יכולת החומרה.

הצבת MKR1000 והחיישן על קופסה מאפשרת לו להימנע מזיהום מים.

על ידי כך, תוכל לעקוב אחר איכות המים שלך ולנרמל אותם על ידי הנחת הכימיקלים הרצויים.

מקווה שהמדריך הזה מסייע לאנשים לבנות מכשיר ניטור אחר איכות מים לבריכת שחייה משלהם. מאי שתהיה מודעות מוגברת בנוגע להידרדרות מתמשכת של איכות המים של בריכת השחייה מכיוון שאנשים נוטים להתמקד יותר במתקנים המוצעים במקום לבדוק עד כמה הם בטוחים. הם גם מתכוונים לתרום לקהילה בכך שהם יכולים לספק אמצעים להפוך את בדיקות איכות המים ליעילות ויעילות יותר מבלי להקריב משאבים מיותרים.

אל תהסס לשחזר אותו ושמח ליצור דברים מגניבים!:)