Upimaji wa mvua ya Siphon ya Bell: Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Toleo lililoboreshwa la hii ni Upimaji wa Mvua wa PiSiphon

Kijadi mvua hupimwa kwa kupima mwongozo wa mvua.

Vituo vya hali ya hewa vya kiotomatiki (pamoja na vituo vya hali ya hewa vya IoT) kawaida hutumia ndoo, disdrometers za acoustic au disdrometers za laser.

Kuondoa ndoo kuna sehemu zinazohamia ambazo zinaweza kuziba. Zimesawazishwa katika maabara na huenda zisipime kwa usahihi katika dhoruba kali za mvua. Disdrometers zinaweza kujitahidi kuchukua matone madogo au mvua kutoka theluji au ukungu. Disdrometers pia ilihitaji umeme ngumu na usindikaji wa algorithms kukadiria ukubwa wa kushuka na kutofautisha kati ya mvua, theluji na mvua ya mawe.

Nilidhani kipimo cha Mvua cha Siphon cha Bell kinaweza kuwa muhimu kushinda maswala kadhaa hapo juu. Siphon ya Bell inaweza kuchapishwa kwa urahisi kwenye Printa ya kawaida ya FDM 3d (Ya bei rahisi na extruders, kama RipRaps na Prusas).

Siphoni za Bell hutumiwa mara kwa mara katika aquaponics na matangi ya samaki kutoa tangi moja kwa moja wakati kiwango cha maji kinafikia urefu fulani. Nguvu za asili tu ndizo zinazotumika kutoa tank haraka sana. Siphon haina sehemu zinazohamia.

Kengele ya mvua ya siphon ya kengele ina vielelezo viwili vilivyounganishwa karibu na kila mmoja (lakini sio kuwasiliana na kila mmoja) kwa duka la siphon ya kengele. Ncha zingine za uchunguzi zimeunganishwa na pini za GPIO za pi ya raspberry. Pini moja itakuwa pini ya pato, pini nyingine itakuwa pini ya kuingiza. Wakati kipimo cha mvua kina kiasi fulani cha maji, nguvu za asili zitatoa kipimo. Maji yatapita kupitisha probes kwenye duka la kengele ya siphon na juu itasajiliwa kwenye pini ya kuingiza ya GPIO. Kitendo hiki cha kunyakua kitakuwa kikirekodi takriban gramu 2.95 (ml) kwa kutumia muundo wa kengele yangu ya kengele. Gramu 2.8 za maji zitakuwa sawa na +/- 0.21676 mm mvua ikiwa kipimo changu cha mvua na kipenyo cha faneli cha 129 mm kinatumika. Baada ya kila hatua ya kunyonya (hafla ya kutolewa kwa maji) pini ya kuingiza itakuwa pato na pato litakuwa pembejeo ya kuzuia umeme unaowezekana.

Kusudi langu la mradi huu ni kutoa sensorer ambayo inaweza kutumiwa na wachuuzi kushikamana na kufungua vituo vya hali ya hewa vya vifaa. Sensor hii ilijaribiwa kwenye pi ya raspberry, lakini wadhibiti wengine wadogo pia wanapaswa kufanya kazi.

Ili kuwa na uelewa mzuri wa siphoni za kengele, angalia hii

Hatua ya 1: Nini Utahitaji

1. Pi moja ya raspberry.
2. Printa ya 3D- (Kuchapisha kengele Siphon. Nitatoa muundo wangu. Unaweza pia kuipeleka kwa huduma ya uchapishaji)
3. Funnel ya kupima mvua ya zamani (Au unaweza kuchapisha moja. Nitatoa muundo wangu.)
4. 2 X Washers kama probes (5x25x1.5 mm kwa muundo wangu)
5. Bodi ya mkate (hiari kwa upimaji).
6. Stadi zingine za Python zitasaidia, lakini nambari zote hutolewa.
7. Kiwango cha elektroniki cha kurekebisha usawa. Sindano kubwa (60ml) pia inaweza kutumika.
8. Casing isiyo na maji kwa pi ya raspberry.
9. Gundi kubwa
10. Kuruka 2 za Alligator na 2 kuruka kiume hadi kike
11. Bomba la PVC la 110mm, +/- 40 cm kwa urefu

Hatua ya 2: BUNA NA UCHAPISHE SIPHONI YA Kengele

Ambatisha pata muundo wangu katika muundo wa Autocad123D na STL. Unaweza kucheza karibu na muundo, lakini kubadilisha muundo kunaweza kuunda siphon ya kengele inayovuja na isiyofanya kazi. Yangu yalichapishwa kwenye XYZ DaVinci AIO. Msaada tayari umejumuishwa katika muundo, kwa hivyo msaada wa ziada hauwezi kuhitajika. Nilichagua makombora mazito, ujazo wa 90%, kiwango cha 0.2mm juu. Filamu ya ABS inatumika kwani PLA itashuka hadhi nje. Baada ya kuchapisha faneli, tumia dawa ya akriliki juu yake ili kuilinda kutoka kwa vitu. Weka dawa ya akriliki mbali na ndani ya siphon ya kengele kwani dawa inaweza kuzuia mtiririko wa maji kwenye siphon. Usimpe siphon umwagaji wa asetoni

Sikujaribu printa za resin bado. Ikiwa unatumia resin, unahitaji kulinda resin kutoka jua ili kuzuia upotofu wa siphon.

(Ubuni huu ni uboreshaji wa asili: Tarehe ya Toleo la 27 Juni 2019)

Hatua ya 3: Unganisha Siphon

Jifunze picha za ambatisha. Tumia gundi kubwa kuambatanisha vitu vyote pamoja. Kumbuka kwamba gundi kubwa haifanyi kazi na sehemu zako zote za mawasiliano zinapaswa kukaa wazi na gundi kubwa. Nilitumia jumpers za alligator kuunganisha probes (washers) kwa wanarukaji wa kiume na wa kike kwenye pi yangu ya rasipberry. Probe moja inapaswa kushikamana na GPIO 20, nyingine hadi 21. Hakuna vipinga-nguvu vinavyohitajika katika mzunguko huu. Jaribu kufanya uchunguzi wa maji kuwa mkali wakati unatumia superglue. Gel ya silicon pia inaweza kusaidia.

Usifunike bado siphon yako kwenye bomba la PVC la 110mm bado, lazima ipimwe kwanza.

Hatua ya 4: Kupima uchunguzi

Unda faili "rain_log.txt" katika saraka yako ambapo unataka kuhifadhi nambari yako ya chatu.

Fungua IDE yako ya chatu uipendayo na andika nambari ifuatayo ndani yake. Hifadhi kama siphon_rain_gauge2.py. Endesha nambari ya chatu. Ongeza mvua ya bandia kwenye faneli yako. Hakikisha kuna hesabu moja na moja tu, kila wakati siphon ikitoa maji. Ikiwa Siphon inahesabu vibaya, angalia sehemu ya utatuzi.

# Kupima Mvua ya Bell-Siphon

#Iliyotengenezwa na JJ Slabbert chapa ("Kipimo cha mvua cha Siphon ya Bell kinasubiri matone kadhaa…") kuagiza gpiozero wakati wa kuagiza r = 0.21676 #Huu ndio mvua iliyosawazishwa kwa kila hatua ya kutolewa kwa siphon. t = 0 # Mvua ya Jumla f = wazi ("rain_log.txt", "a +") n = 0 wakati ni Kweli: #Baada ya kila uchapaji, pini 20, 21 inapaswa kubadilika kuzuia uwezekano wa electrolysis ikiwa n / 2 == int (n Kitufe (21, Uongo) pato = gpiozero. LED (20) pato.on () mwingine: siphon = gpiozero. Button (20, False) pato = gpiozero. LED (21) pato.on () siphon.wait_for_press () n = n + 1 t = t + r localtime = time.asctime (time.localtime (time.time ())) print ("Jumla ya mvua inanyesha:" + str (kuelea (t)) + " mm "+ wakati wa ndani) f.

Hatua ya 5: HESABU NA HESABU

Kwa nini mvua hupimwa kama Umbali? Je! Mvua ya milimita 1 inamaanisha nini? Ikiwa ungekuwa na mchemraba wa 1000mm X 1000mm X 1000mm au 1m X 1m X 1m, mchemraba utakuwa na kina cha maji ya mvua 1 mm ikiwa uliiacha nje wakati kunanyesha. Ukimwaga mvua hii kwenye chupa 1 ya Jalala, itajaza chupa 100% na maji pia yatapima 1kg. Vipimo tofauti vya mvua vina maeneo tofauti ya vyanzo.

Pia, gramu 1 ya maji ni ya kawaida 1 ml.

Ukitumia miundo yangu kama ilivyoambatanishwa, usawazishaji hauwezi kuhitajika.

Ili kupima kipimo chako cha mvua, unaweza kutumia njia 2. Kwa njia zote mbili, tumia programu ya kuambatisha chatu (hatua ya awali) kuhesabu matoleo (vitendo vya kupiga simu). Hakikisha kuna hesabu moja na moja tu, kila wakati siphon ikitoa maji. Ikiwa Siphon inahesabu vibaya, angalia sehemu ya utatuzi

Njia ya Kwanza: Tumia kipimo cha mvua kilichopo (kudhibiti)

Ili njia hii ifanye kazi, faneli yako ya siphon lazima iwe eneo sawa na kipimo cha mvua. Unda mvua ya bandia juu ya faneli yako ya siphon na uhesabu idadi ya matoleo na chatu. Kukusanya kutolewa kwa maji yote na siphon. katika kipimo chako cha kupima mvua. Baada ya matoleo 50 (vitendo vya kupiga simu), pima mvua katika kipimo cha mvua

Wacha R iwe wastani wa mvua kwa mm kwa kila hatua ya kupuuza

R = (Jumla ya Mvua katika kipimo cha kudhibiti) / (Idadi ya vitendo vya kupiga)

Njia ya Pili: Uzito wa mvua yako (Utahitaji Kiwango cha Elektroniki)

Wacha R iwe wastani wa mvua kwa mm kwa kila hatua ya kupuuza

Wacha tuwe uzito wa maji kwa kila hatua ya kunyonya kwa gramu au ml

Wacha A iwe eneo la uvumbuzi wa faneli

R = (Wx1000) / A

Kwa usawa, tumia sindano kuingiza maji polepole kwenye siphon ya kengele. Chukua maji kwenye glasi yenye uzani unaojulikana. Endelea kuingiza maji hadi siphon ikajimwaga yenyewe kwa angalau mara 50. Pima maji kwenye glasi. Hesabu uzito wa wastani (W) wa maji yaliyotolewa kila wakati maji ya kutolewa kwa siphon. Kwa muundo wangu ilikuwa juu ya gramu 2.95 (ml). Kwa faneli yangu yenye kipenyo cha 129mm na radius 64.5 mm

A = pi * (64.5) ^ 2 = 13609.8108371

R = (2.95 * 1000) / 13609.8108371

R = 0.21676

Ikiwa hauna kiwango cha elektroniki, unaweza kutumia sindano kubwa (60 ml / gramu). Hesabu tu idadi ya kutolewa kwa maji ya siphon

W = (kiasi cha sindano mm) / (Idadi ya kutolewa kwa maji ya siphon)

Sasisha programu ya chatu na thamani mpya ya R.

Siphon ya Bell (Ubuni wangu) huchukua sekunde 1 kutolewa maji yote. Kama sheria ya kidole gumba, maji yanayoingia kwenye siphon wakati wa kutolewa pia yatatolewa. Hii inaweza kuathiri usawa wa vipimo, wakati wa mvua nzito. Mfano bora wa takwimu unaweza kuboresha makadirio.

Hatua ya 6: Nenda Shambani

Weka siphon na faneli yako iliyokusanywa katika casing inayofaa. Nilitumia bomba la PVC 110 mm. Pia hakikisha pi yako ya rasipberry iliyounganishwa iko kwenye sanduku la kuzuia maji. PI yangu inaendeshwa na benki ya nguvu kwa kusudi la onyesho, lakini usambazaji sahihi wa umeme wa nje au mfumo wa jua lazima utumiwe.

Nilitumia VNC kuungana na PI kupitia kibao changu. Hii inamaanisha kuwa ninaweza kufuatilia mvua wakati wa usanikishaji wangu kutoka mahali popote.

Unda mvua bandia na uone jinsi sensor inavyofanya kazi.

Hatua ya 7: Utatuzi wa matatizo

1) Shida: Ikiwa nitahesabu kutolewa kwa siphon na programu ya chatu, programu inahesabu kutolewa kwa ziada.

Ushauri: Proses zako kwenye siphon ya kengele inaweza kuwa karibu na tone la maji limekwama kati yao.

2) Shida: Maji yanatiririka kupitia Siphon.

Ushauri: Hili ni kosa la kubuni. Boresha muundo. Radi ya kuuza Siphon labda ni kubwa. Msaada fulani kutoka kwa mwanasayansi unaweza kusaidia. Ikiwa umeunda siphon yako ya kengele, jaribu ile niliyotoa. Unaweza pia kushikamana na bomba fupi (15 cm) la tanki la samaki kwenye duka la siphon ili kuboresha "nguvu ya kuburuza" ya kutolewa.

3) Shida: Probes haichukui kutolewa kwa siphon zote.

Ushauri: Safisha uchunguzi wako na fimbo ya sikio. Angalia miunganisho yote ya kebo. Kunaweza kuwa na gundi kwenye uchunguzi wako. ondoa na faili nzuri ya usahihi.

4) Shida: Matoleo yangu ya siphon yote yamehesabiwa kwa usahihi, lakini makadirio ya mvua sio sawa.

Ushauri: Unahitaji kurekebisha sensa yako tena. Ikiwa una chini ya makadirio r (mvua kwa kila hatua ya kunyakua) inahitaji kuongezeka.

Hatua ya 8: Maboresho na Mtihani wa Baadaye

1. Sahani ya Dhahabu probes (washers). Hii itasaidia tena kutu inayowezekana.
2. Badilisha nafasi za uchunguzi na diode ya laser na kipinga picha.
3. Boresha mfano wa makadirio. Mfano rahisi wa laini hauwezi kufaa wakati wa mvua nzito.
4. Siphon ya pili kubwa ya Bell inaweza kuongezwa chini (kwenye duka) ya ile ya kwanza kupima mvua kubwa.
5. Kwa GUI, ninashauri Caynne IOT.

Kumbuka: Maboresho makubwa yamechapishwa. Tazama Kipimo cha Mvua cha PiSiphon