WetRuler - Kupima Urefu wa Bahari: Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Tangazo lilikuja mapema msimu huu wa joto kuwa eneo la Alaska linaloitwa Prince William Sound litapigwa bila kutarajiwa na Tsunami iliyoanza ya joto. Wanasayansi ambao walifanya ugunduzi huo walionesha eneo la barafu inayorudisha nyuma haraka ambayo ilikuwa imeacha mlima wa uchafu ambao ungeingia kwenye fjord na kuanzisha wimbi la miguu 30 ambalo mwishowe lingegonga mji wa Whittier. Hii ilitokea hapo awali, wakati wa tetemeko la ardhi la 1964 ambapo kutetemeka kulianzisha tsunami nyingi katika fjords zilizozunguka na kuharibu pwani pamoja na Whittier na Valdez na vifo vingi. Boti za kusafiri tayari zinaogopa kutoka kwa virusi ziliamua kutokaribia eneo hilo na USFS ilitoa marejesho kwenye kabati zozote zilizokuwa zimekodishwa. Wiki moja baadaye onyo la Tsunami liligonga simu zetu zote! Nuru ya chini ya maji ilikuwa imegundua wimbi lililohusishwa na tetemeko la ardhi ndogo karibu na pwani. Miji yote ya mkoa iliambiwa ihamishe ikiwa karibu na maji. Haikuja kuwa kitu. Je! Unapimaje hafla hizi? Maelezo haya ya kufundisha ujenzi wa sensorer ndogo ambazo zinaweza kupima urefu wa bahari na kutuma data kwa mpokeaji wa LORA au moja kwa moja kwa GSM. Vitengo vimeunganishwa na vinaonekana kuwa sawa kwa mazingira yao na vinaendeshwa na jua. Nimewajaribu hapa kwa kufikia urefu wa mawimbi yenye kuzaa lakini zinaweza kutumiwa pia kwa urefu wa mawimbi na utabiri wa Tsunami.

Hatua ya 1: Kusanya vifaa vyako

Kuna vitengo viwili vya kutuma ambavyo nimejenga - moja inajumuisha kupakia kwa GSM (simu ya rununu) na upakiaji mwingine wa LORA. Unaweza pia kuzingatia kuingiliana na beacon ya Sat kwani maeneo haya mengi hayana chanjo ya simu ya rununu. Sensor katikati ya vyombo hivi ni MS5803-14BA na matumizi yake na mkusanyiko katika hali tofauti zinaweza kupatikana katika wavuti hizi: https://thecavepearlproject.org/2016/09/21/field-… na http: / /.hl. Ya pili ya hizi inaonyesha kumbukumbu ya kijijini iliyoundwa kwa ustadi na PCB yake maalum iliyoundwa kwa kipimo cha muda mrefu cha urefu wa wimbi. Sensorer zilionekana kuvumilia maji kwa miezi hadi mwaka kulingana na usanidi.

1. MS5803-14BA - unaweza kupata hizi kutoka kwa DigiKey kwa $ 13 lakini unahitaji kufanya kazi ya kutengeneza uso au kupata bodi ya kuzuka iliyotengenezwa mapema kutoka kwa SparkFun lakini itakurudishia $ 60. Ikiwa una DIY itahitaji bodi ndogo ya Adafruit ili kuiunganisha na gel ya chini ya kiwango cha chini (140F) ambayo nimeona inasaidia. Mradi wa pango una mafunzo mazuri juu ya jinsi ya kusambaza vifaa hivi - Ninashauri kupata kituo cha bei nafuu kutoka kwa Amazon kwa $ 30.

2. LILYGO 2pcs TTGO LORA32 868 / 915Mhz ESP32 LoRa - $ 27 hizi ni za sanduku la LORA.

3. ARDUINO MKR GSM 1400 $ 55 - hii ni bodi nzuri. Inafanya kazi kikamilifu na sim ya Hologram. Kwa bahati mbaya sikuweza kupata Arduino Sim wao kufanya kazi na huduma yao mpya licha ya majaribio mengi. Ikiwa bado unayo huduma ya 2GM unaweza kwenda na kitu cha bei rahisi lakini hiyo ilishindwa kabisa huko Alaska.

4. Seli za jua Uxcell 2Pcs 6V 180mA Poly Mini Solar Panel Panel Module DIY for Light Toys Charger 133mm x 73mm $ 8

5. Betri 18650 $ 4

6. TP4056 - chaja $ 1

7. Kubadili / Osha Zulia la Rugged na Pete ya Kijani ya Kijani - 16mm Green On / Off $ 5

8. Icstation 1S 3.7V Lithium Ion Battery Voltage Tester Kiashiria 4 Sehemu Blue Blue Onyesha $ 2

9. Adafruit TPL5111 Breakout Timer Power Breakout - kifaa kizuri cha muda kidogo $ 6.00

10. N-kituo cha nguvu MOSFET - 30V / 60A $ 1.75

11. Tofauti ya I2C Cable Extender PCA9600 Module kutoka SandboxElectronics X2 ($ 18 kila moja) - kuna mafanikio yaliyotajwa na nyaya ndefu za I2C kwenye fasihi lakini kwa mawimbi ya kila siku 25 ya miguu huko Alaska unahitaji nyaya ndefu… oh ndio kebo fulani.. Nilikuwa na sanduku kubwa 23 g 4 waya iliyopinduka inayofaa nje.

12. Adafruit BMP388 - Precision Barometric Pressure na Altimeter $ 10

Hatua ya 2: Jenga Sensorer

Sensorer zinapaswa kuuzwa kwa uso kwa PCB ndogo. Kazi mbili za awali zinakupa vidokezo juu ya jinsi ya kuifanya. Nilinunua sensorer zote na bodi ndogo kutoka Digikey. Tumia solder ya chini kutoka Adafruit na dab kiasi kidogo tu karibu na miguu ya sensa unapoweka kwenye ubao. Tumia kipeperushi cha kufanya kazi tena kuyeyuka mahali pake. Nilishindwa kufanya hivyo vizuri na usanidi wangu wa kuuza mkono na kuishia kufupisha usafi. Wiring iliyobaki ikiwa utaangalia miongozo yako kwa usahihi ni rahisi - kuweka capacitor ndogo (0.1n) kati ya nguvu na njia za ardhini na kuinua CS na PSB inaongoza Hi kuanzisha I2C na kudhibiti Anwani ya sensor. (Tazama kuchora) Una chaguo mbili 0 X 76 Hi na 0 X 77 kwa Lo. Nilitumia wote kuunda wand ya sensorer na sensorer ziliweka mguu mmoja kando ili kutoa tofauti ya shinikizo la upimaji wowote. Nilitengeneza nyumba iliyochapishwa ya 3D kwa sensa ili kuiruhusu iwe imefungwa kabisa katika epoxy wazi. Kinywa cha koni kinafaa kabisa shingo ndogo isiyo na waya ya sensorer na uwekaji wa muhuri hutimizwa na pete ndogo ya gundi ambayo huishikilia na kuifunga kwa kuziba kwa epoxy.

Hatua ya 3: 3D Chapisha Nyumba Yako

Nyumba mbili kuu za GSM na Lora ni sawa na kuingiza kwa paneli za upande kwa paneli za jua. Mod pekee ya Lora ilikuwa shimo la antena juu ambayo inapaswa kuchimbwa kulingana na kipenyo cha kitengo chako. Antena ya GSM inafaa ndani ya sanduku lingine. Jopo la kudhibiti katika kila moja linafanana na mashimo ya ON / OFF na kifungo cha kushinikiza kuwasha skrini ya kiwango cha betri. Miguu imechapishwa kando na kuongezewa kwenye kesi kwenye pembe na hutoa chaguzi anuwai za kuweka. Turret ndogo na kofia ya screw imewekwa karibu na ufunguzi wa mlima wa microUSB kuilinda kutokana na upeanaji wa maji. Kitengo kimsingi ni sugu ya maji na imechapishwa katika PETG kupunguza upotovu wa joto. Nilitumia milima ya shaba ya kuingiza joto kwenye nyumba kuu kwa visu 3mm katika kesi hiyo. Kuna faili za milima miwili ya sensorer - moja ina sensorer mbili zilizowekwa mguu mbali juu ya tepe la plastiki ya lucite na mlima wa sanduku la "nyongeza" la I2C na mzunguko umewekwa na kutawaliwa kwa ndani. Wimbi hii pia ina mashimo mawili yaliyochapishwa ya 3D ili kutoshea chaguzi za kufunga. Nyumba nyingine ya sensorer ni puck moja na sensorer moja iliyoingiliwa ndani yake na kipande cha nyuma kwa "nyongeza" ya I2C iliyowekwa ndani yake. Zote hizi zimechapishwa katika PETG. Faili zilizobaki ni nyumba ndogo ya kitengo cha mpokeaji cha Lora na dirisha dogo la OLED.

Hatua ya 4: Itengeneze kwa waya

Sensorer zina waya sawa na laini za SDA, mistari ya SCL, Pos na Gnd zote zimejumuishwa kwenye kebo moja iliyosokotwa na makondakta wanne. Viboreshaji vya I2C ni rahisi sana kutumia - kuunganisha sensorer zote kwenye laini za kuingiza na kebo ndefu inayoingilia kati hadi mita 60 zilizounganishwa na aina moja ya kitengo cha mpokeaji. Ukienda kwa muda mrefu huenda ukalazimika kubadilisha vipikizi vya kuvuta kwenye bodi. Michoro ya wiring kwa zingine iko hapo juu. Mzunguko unafanya kazi kwa kuzima / kuzima kwa kutuma nguvu kwa Adafruit TPL5111 ambayo imewekwa kwa ohms 57 kugeuza Wezesha juu kila dakika 10 - kwa kweli unaweza kurekebisha hii kwa mzunguko wa chini au zaidi wa usafirishaji wa data. Hii inadhibiti MOSFET kwenye uwanja wa bodi kuu (iwe Lora au Arduino 400 GSM). (Nimepata bodi kama vile GSM na ESP32 zina mchoro mkubwa sana kwa TPL isipokuwa utumie MOSFET nazo…) Nguvu ya sensorer na BMP388 hutoka kwa bodi kuu ikiwa ni juu ya: 3v. Vipinga vya kuvuta viko kwenye nyongeza za I2C na hauitaji kwa sensorer kwenye mzunguko huu. Bodi ya kuchaji TP4056 inafanya kazi vizuri na paneli mbili za jua na betri ya 18650 iliyoambatanishwa. Kitufe cha kushinikiza huunganisha tu pato la betri kwenye skrini ndogo ya kiwango cha betri. Sensorer mbili zilizoambatanishwa na wand wa lucite hutumia anwani mbili zinazopatikana pamoja na anwani ya BMP388 (0 X 77) kwa hivyo lazima uunganishe BMP na SPI kwa bodi kuu ikiwa unatumia sensorer mbili za shinikizo la maji. Ikiwa unatumia moja tu (puck) unaweza kuiunganisha na I2C na utumie anwani iliyobaki inayopatikana (0 X 77) kwa BMP.

Hatua ya 5: Jenga

Nilitumia bodi za manukato kudhihaki kila kitu juu. Bodi kuu TPL, BMP zote zilienda kwa bodi moja. Swichi zilipigwa mahali na grommets zao za mpira. Bodi ya chaja huweka juu ya bomba la uso wa kudhibiti na microUSB inatazama nje. Turret ya ulinzi wa maji iliongezwa mbele na kofia ya screw ilifungwa na grisi ya silicon kwenye nyuzi. Banzi la lucite lilikatwa kutoka kwa tabaka mbili za 1/4 ya plastiki na sensorer zilizowekwa sawa na mguu mmoja. Milima ya shimo iliyochapishwa ya 3D iliwekwa kwenye ncha na nyongeza ya I2C ilipigwa katikati ambapo unganisho zote za waya zilifanywa. Sensor ya puck ilichapishwa 3D na nyongeza ikawekwa ndani na kushonwa kwa sensor moja. Shimo lilichimbwa juu ya kitengo cha Lora ili kubeba antena na mashimo yakawekwa nyuma ya kila kitengo ili kubeba waya kutoka kwa sensorer Kushikiliwa chini kwa waya iliyochapishwa ya 3D. Zip funga waya kwake baada ya kuiongezea mahali. Uunganisho wote wa waya hupungua joto baharini na kisha kupakwa rangi na mkanda wa umeme wa kioevu kwa usalama wa maji.

Hatua ya 6: Mpange

Kwa kweli hakuna mengi kwenye programu. Inategemea sana maktaba iliyotolewa kwa sensorer --- ambayo inafanya kazi kikamilifu na muujiza wa programu ya GSM Blynk ya bodi ya Arduino ambayo inaunganisha kikamilifu na Wingu la Hologram. Jisajili kwa akaunti ya Hologram na upate SIM kadi kutoka kwao ili uweke kwenye bodi yako ya Arduino 400 GSM. Mchakato wa kupeana mikono unashughulikiwa na maktaba ya Blynk - GSM Arduino. Adafruit aliandika maktaba kwa BMP na nilitumia maktaba ya SparkFun kwa MS5803. Matokeo ya usambazaji wa joto kutoka kwa sensorer zako ikiwa unataka. Pini zilizobadilishwa na programu zinaweza kutumia karibu kila kitu kwenye bodi kuu. Nilitumia utaratibu wa muda wa Blynk ili nisije kupakia programu ya Blynk kwa bahati mbaya. Kwa kweli lazima uwe mwangalifu na kiwango cha data unayoweka kupitia kiunga cha GSM-Hologram au unaweza kutoa bili ndogo - sio nyingi - ilitumia karibu 3MB kwa wiki ambayo inafika karibu senti 40. Nilikuwa nikipakia tu vipimo vitatu vya shinikizo - 2 kutoka chini ya maji na moja kutoka kwa kesi hiyo (BMP). Sehemu ya mwisho ya programu inazima TPL kwa kuongeza kwa HI pini iliyofanywa kwenye kitengo ambacho kinasema data ilihamishwa. Programu ya Blynk ni nzuri kama kawaida na unaweza kubuni skrini yoyote ya pato unayotaka na sehemu bora ni uwezo wa kupakua rundo la data yako kwa barua pepe wakati wowote unayotaka.

Kitengo cha Lora kinatumia maktaba zile zile na hutumia kitengo cha OLED (nilizima hii katika programu ya kitengo cha mtumaji kuokoa nishati) na kuweka masafa ya eneo lako. Halafu huunda kamba ya data na watenganishaji wanaoruhusu kutuma usomaji wako wa sensorer kwa risasi moja. Halafu inaamsha pini iliyofanyika ili kuzima. Kitengo cha mpokeaji huvunja neno na kutuma habari kwa programu ya Blynk juu ya kiunga cha WIFI kila wakati. Mpokeaji ni mdogo sana na huziba kwenye wart ya ukuta.

Hatua ya 7: Kutumia

Uso mdogo wa sensorer huchukua kwa kiwango cha juu cha usahihi nguvu zote za shinikizo juu yake - hii ni pamoja na shinikizo la hewa na maji. Kwa hivyo mabadiliko ya vipindi katika urefu wa bahari - kama mawimbi na mabadiliko katika shinikizo la hewa kutoka kwa dhoruba juu ya bahari yote huathiri. Hiyo ndiyo sababu ya kujumuisha sensorer ya Shinikizo la Barometri katika kesi (hakikisha unapeana mashimo machache ya hewa kuiruhusu isome kwa usahihi). Wimbi ya sensorer na sensorer hizo mbili zimetiwa nanga katika bahari kwa kina ambapo bado itafunikwa na maji hata kwa wimbi la chini. Ni kiholela kwa kina gani unaweka sensorer kwani zitakuwa zikipima tu mabadiliko katika urefu wa safu ya maji hapo juu sio urefu kabisa. Nilitumia matofali kama nanga na kamba iliyowekwa kwenye mlima wa sensor ya miguu miguu kadhaa kutoka chini. Kuelea kuliambatanishwa kwenye nguzo ya juu ya wand ili kushika sensorer kwa miguu yao mbali na mwelekeo wa wima. Waya zilizopotoka na kamba hiyo iliongoza hadi kizimbani ambapo walifungwa mbali na upole mwingi ili kutoshea safari ya mawimbi. Kitengo cha mtumaji cha GSM kiliwekwa kwenye mashua iliyokuwa karibu. Ufuatiliaji ulifanyika zaidi ya mwezi mmoja. Sensorer mbili zilitoa usomaji uliotengwa mara kwa mara na vitengo 28 ambavyo viliwakilisha tofauti ya shinikizo kwenye mguu wa maji mahali hapo. Shinikizo la barometri liliondolewa kutoka kwa data ya sensa ya chini na kugawanywa na 28 kutoa mguu sawa na kuongezeka na kushuka kwa uso wa bahari kwa vipindi 10 vya dakika. Chati hapo juu inatoa kulinganisha na chati ya NOAA kwa kipindi hicho cha tarehe. Kihisi halisi cha kupanda na kushuka / miguu ilikaguliwa dhidi ya harakati halisi ya kizimbani na kupatikana kuwa sahihi kwa inchi 1/2. Hata kwa matumizi makubwa ya nishati ya GSM hupitisha kila dakika kumi paneli za jua zinazowekwa kwa urahisi na mahitaji katika mazingira haya ya msitu wa mvua.

Hatua ya 8: Zaidi

Matumizi ya awali ya sensorer hizi na vyanzo vilivyotajwa tayari ni kwa kusoma urefu wa mawimbi. Matokeo yangu yalitoka kwa bandari tulivu na shughuli ndogo za mawimbi zinazoendeshwa na upepo lakini unaweza kunasa data hiyo kwa kuongeza mzunguko wa sampuli na kuwa na wastani wa matokeo. Mfumo wa Lora hufanya kazi vizuri kwa umbali ambao ungesambaza mtandao wa habari wa mawimbi kwa maeneo mengi kando ya pwani. Hii itakuwa bora kwa wale wanaovutiwa na shughuli za usafirishaji Gharama ya chini na saizi ndogo sana ya vitengo hivi huru ingefanya kumaliza habari za pwani kuwa kazi rahisi. Hivi sasa kukamata habari za wimbi ni ngumu sana na inategemea miundombinu shughuli za serikali, lakini hii inaweza kubadilika na kupitishwa kwa vifaa mbadala. Blynk sasa imepangwa kuniarifu juu ya Tsunami inayofuata!