Pembuatan: Een Mini Sprinkler Meting (groep 12): 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Groep 12

Noortje Romeijn 4651464

Milton Fox 4652622

Deze Instructable adalah pintu gerbang Milton Fox (pelajar Maritieme Techniek, TU Delft) en Noortje Romeijn (studente Civiele Techniek, TU Delft). Allebei volgen we de civiele minor 'De delta denker, water voor nanti'. Het vak 'CT3412-16 Meten aan water' adalah onderdeel van deze minor. Voor dit vak kregen wij de opdracht een meetapparaat te ontwikkelen dat met behavp van een of meerdere sensors een fenomeen uit de water-wereld kan meten.

Wij hebben gekozen om een meetapparaat te ontwikkelen dat de infiltratiesnelheid kan bepalen. Dit adalah air de snelheid waarmee di de grond infiltreert. Ons meetapparaat adalah kaedah gebaseerd dan kaedah terbaik: de sprinkler-meting. De sprinkler-meting worden uitgevoerd op speciale proefgebiedjes bertemu een grootte van enkele tientallen vierkante meter. Met behulp van sprinklers wordt een bepaalde neerslag gesimuleerd. Het proefgebiedje heeft een kleine helling waarlangs het niet-geïnfiltreerde water afstroomt. Dit air wordt opgevangen dalam een goot. De afvoer in de goot wordt doorlopend gemeten.

Ons ontwikkelde meetapparaat bestaat uit een kleine bak bertemu een gootje. In de bak wordt grond onder een schuine helling geplaatst. Regen wordt gesimuleerd bertemu een tuinslang bertemu een sproeikop. Dalam de grond staat een regenmeter die de regenintensiteit bepaald. Onder het gootje staat een afvoermeter die de afvoer bepaald. Zowel de regenmeter en de afvoermeter werken bertemu dengan tingkah laku van een druksensor. De infiltratiesnelheid kan bepaald worden met de volgende formule: (regenintensiteit - afvoer) / oppervlakte van de grond. Voor een uitgebreidere uitleg van de werking van het meetapparaat wordt verwezen naar ons eindverslag 'Meten van de infiltratiesnelheid'.

Hieronder zal in 8 stappen beschreven worden cangkul on meetapparaat kan worden gemaakt. Het eindresultaat adalah penting dalam de bijgevoegde sebelumnya.

Bekalan

Materiaal:

• Emmer gevuld bertemu dengan air;
• Voltmeter bertemu pengintip;
• 2 druksensor;
• 2 stekkers voor stroomvoorziening;
• 2 stopcontacten;
• 'Kastje' (sensor os kalibreren en voor stroomvoorziening sensor);
• Papan roti;
• Foton Zarah;
• Komputer riba;
• Bank kuasa;
• Kabel mikro-USB;
• Papan roti habis;
• 2 snoertjes die het 'kastje' bertemu het breadboard kunnen verbinden;

• Weerstanden;

  • 2 ke 3300 Ohm.
  • 2 ke 10000 Ohm.
• Telefon Mobiele;
• 2 houten kisten, + - 40 bij 40 cm;
• 2 houten balken, afmeting + - 4 cm bij 4 cm, 2 meter lang;
• 8 houten plankjes, + - 10 bij 10 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Houten plankje, + - 10 bij 40 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Kippengaas;
• Stuk katoen;
• Buis PVC, diameter 75 mm, panjang 1 meter;
• PVC membeli bahan api, diameter 75 mm;
• Pita saluran
• Grote waterfles bertemu rechte wanden;
• 2 pengkhianat;
• 2 buisjes, diameter 15 mm;
• Tuinslang;
• Sproeikop;
• Schroeven;
• Spijkers.

Gereedschap:

• Houtzaag;
• Hamer;
• Schroevendraaier;
• Buruk;
• Lijmpistool;
• Nietpistool;
• Schaar.

Langkah 1: Testen Van Druksensoren

Voor het verkrijgen van betrouwbare meetresultaten adalah het belangrijk dat er wordt gewerkt bertemu goede druksensoren. Dit houdt di dat de druksensoren stabiel zijn bij verschillende waterdiepte. Zie het bijgevoegde plaatje van een druksensor. De stabiliteit van de druksensoren kan als volgt getest worden:

1. Kata kerja een druksensor, een stekker en de voltmeter aan één van de kastjes. Zie het tweede bijgevoegde plaatje voor hoe dit precies moet.
2. Doe de stekker di het stopcontact.
3. De voltmeter geeft nu een waarde aan. Pemeriksaan stabiel deze waarde (ongeveer) adalah.
4. Duw de druksensor onder water in de emmer met water.
5. Semak veretert voltan het gemeten bij verschillende waterdiepten en of dat het gemeten voltan stabiel adalah bij verschillende waterdieptes.

Als de druksensor aan alle memeriksa voldoet, kan deze worden toegepast. Herhaal de stappen bertemu de tweede druksensor, de tweede stekker en het tweede kastje.

Langkah 2: Litar Elektrische Membuat Breadboard Op Het

Stap 2 adalah het maken van het elektrische circuit op het breadboard.

1. Druk de Photon di papan roti het.
2. Verbind de Photon bertemu komputer riba ebank powerbank met.
3. Maak de elektrische schakeling na die in het eerste bijgevoegde plaatje te zien adalah.

Enige uitleg over de elektrische schakeling adalah vereist.

Papan roti De ene helft van het adalah bedoeld voor de bedrading van de afvoermeter en de andere helft voor de bedrading van de regenmeter. Twee weerstanden per meter zijn gebruikt zodat het voltage verschaalt kan worden. De Photon kan namelijk van voltan maksimum een 3.3 Volt aan. Zie het tweede bijgevoegde plaatje voor een schematische weergave van de schakeling die voor beide sensoren gemaakt moet worden.

De linker weerstand in het schema is in g geval 3300 ohm en de rechter is 10000 ohm, maar dit kan vervangen worden voor andere weerstanden als je deze niet voor de hand hebt (Let op: de verhouding van de weerstanden zal de grootte van de metingen bepalen!).

Het voltan ke atas de afvoermeter kan bertemu behavp van een geschreven code (zie stap 5) of via een telefoon (zie stap 4) worden afgelezen bij pin A4 en het voltage over de regenmeter kan op de zelfde manier worden afgelezen bij pin A0. De Photon vervangt dus eigenlijk de voltmeter.

4. Koppel de voltmeter los van het 'kastje'.

5. Kata kerja het papan roti aan het 'kastje'.

Langkah 3: Elektrische Circuit Testen M.b.v. Telefon

Het elektrische circuit kan nu getest worden met behulp van een mobiele telefoon. Dit gaat bertemu dengan tingkah laku van Tinker, een programma de de Photon automatisch heeft.

1. Muat turun aplikasi de Particle.
2. Verbind de Photon aan een komputer riba powerbank zodat deze stroom heeft.
3. Verbind de Photon aan de app, volg hiervoor de stappen in de app.
4. Verbind de Photon bertemu dengan internet, volg hiervoor opnieuw de stappen in de app. Als de Photon verbonden adalah, 'ademt' het controle lampje in het lichtblauw.
5. Bij 'Peranti Anda', klik op de zojuist verbonden Photon.
6. Klik nu op 'Tinker', de 'pin-layout' adalah nu zichtbaar. Dalam het bijgevoegde plaatje adalah te zien hoe dit er ongeveer uit zou moeten zien.
7. Klik op A0 en A4.

Als het goed adalah zullen naast beide pinnen waardes verschijnen tussen de 0 en 4096. 4096 staat gelijk aan 3, 3 Volt. De waardes hangen af van de onderwaterdiepte van de sensor. Dit kan worden gecontroleerd pintu beide sensors op verschillende waterdiepten te hangen en bij elke waterdiepte op A0 en A4 te klikken. Hoe dieper de sensor, hoe hoger het getal dat verschijnt.

Langkah 4: Het Maken Van De Bak En De Meter

Dan adalah het nu tijd voor het maken van de bak en de meter. Zie bijgevoegde juga terus memperhatikan teknik membaca teks.

De bak

1. Pak één van de twee houten kisten.

2. Verwijder de bodem.

   1. Zorg dat de kist zijn stevigheid behoudt. Voeg eventueel menghantui balkjes di hujung kaki.
   2. Het is natuurlijk ook mogelijk om zelf van hout een kist zonder bodem te maken.
3. Zaag de PVC membeli op maat zodat deze di de kist masa lalu dan seterusnya.
4. Zaag de PVC membeli pintu yang tersembunyi di langsrichting.
5. Zaag een gat in de kist zodat de PVC-buis hier doorheen kan en uitkomt buiten de kist.
6. Bevestig kippengaas atas de gehele onderkant van de bak. Gebruik hiervoor kleine spijkertjes.
7. Span en bevestig het katoen over de gehele onderkant van de bak. Gebruik hiervoor wederom kleine spijkertjes dari een nietpistool.
8. Bevestig een tweede laag kippengaas over de gehele onderkant van de bak.
9. Bevestig het gootje in de bak bertemu behavp van een lijmpistool of waterdicht duct tape.
10. Bevestig het houten plankje (10 bij 40 cm) aan de onderkant van de kist, onder de goot. Dit geeft het geheel stevigheid tambahan.
11. Zaag de houtenbalken (4 bij 4 cm, lang 2 meter) dalam stukken van ongeveer 50 cm.
12. Bevestig de gezaagde balken onder elke hoek van de kist. Hiervoor kunnen schroeven gebruikt worden dari een lijmpistool.
13. Verstevig het geheel door het aanbrengen van 2 houten plankjes (10 bij 10 cm) op elke hoek van de kist. De plankjes vormen een extra verbinding tussen de balken en de kist.
14. Zet de overgebleven houten kist onder de gemaakte bak.

De regenmeter

1. Pak één van de pengkhianat.
2. Verbind één van de buisjes (diameter 15 mm) aan de onderkant van de trechter, bertemu dengan tingkah laku van pita.
3. Maak een gaatje in het katoen dat bevestigd adalah aan de onderkant van de bak, zodat het buisje hierdoor kan worden gestoken.
4. Steek het buisje bertemu trechter door het gat.
5. Zet de grote waterfles (bertemu rechte wanden) op de houten kist onder de gemaakte bak en laat het buisje hierin uitkomen.
6. Pas de lengte van het buisje op zo'n manier aan dat het buisje een klein stukje boven de onderkant van de waterfles uitkomt. De regenmeter adalah nu klaar!

De afvoermeter

1. Pak de tregter overgebleven.
2. Verbind het overgebleven buisje (diameter 15 mm) aan de onderkant van de trechter, bertemu tingkah laku.
3. Zaag het overgebleven deel van de PVC buis op maat (ongeveer 40 cm) zodat deze goder onder het gootje lalu.
4. Zet de PVC membeli opsluiter op de onderkant van de PVC buis.
5. Plaats de PVC onder het gootje en doe het buisje bertemu daarboven op de trechter erin.
6. Pas de lengte van het buisje op zo'n manier aan dat het buisje een klein stukje boven de onderkant van de PVC buis uitkomt. De afvoermeter adalah nu klaar!

Langkah 5: De Codering

Kod kopieer de onderstaande maak zelf een soortgelijke code.

1. int analogPin1 = A4;
2. // Afvoermeter int analogPin2 = A0;
3. // Regenmeter int delayTime = 1000; float oldVolume1 = 0.0;
4. // Afvoermeter float oldVolume2 = 0.0;
5. // Regenmeter float Data [10] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; int t = 0; // qsort menghendaki anda membuat fungsi sort int sort_desc (const void * cmp1, const void * cmp2) {// Perlu membuang kekosongan * ke int *
6. int a = * ((int *) cmp1);
7. int b = * ((int *) cmp2);
8. // Perbandingannya
9. pulangkan a> b? -1: (a <b? 1: 0);
10. // Cara yang lebih mudah, mungkin lebih pantas:
11. // kembali b - a;
12. }
13. batal persediaan () {
14. }
15. gelung kosong () {
16. int pengukuran1 = analogRead (analogPin1);
17. float Volt_measurement1 = (float) pengukuran1 * 0.0008056641 * 13300/10000; // Volt
18. float Depth_measurement1 = Volt_measurement1 * 100; // milimeter
19. Kawasan apungan1 = 3404.966521; // milimeter vierkante
20. terapung Volume_measurement1 = Depth_measurement1 * Area1; // milimeter kubieke
21. float dVolume1 = Volume_measurement1 - oldVolume1;
22. oldVolume1 = Pengukuran_Jilid1;
23. int pengukuran2 = analogRead (analogPin2);
24. float Volt_measurement2 = (float) pengukuran2 * 0.0008056641 * 13300/10000; // Volt
25. float Depth_measurement2 = Volt_measurement2 * 87.5; // milimeter
26. Kawasan apungan2 = 3404.966521; // milimeter vierkante
27. terapung Volume_measurement2 = Depth_measurement2 * Area2; // milimeter kubieke
28. float dVolume2 = Volume_measurement2 - oldVolume2;
29. oldVolume2 = Volume_measurement2;
30. float Flow_rate = dVolume1 - 3.7427 * dVolume2; // kami gaan ervanuit dat de regen ook di het gootje terecht komt.
31. float Infiltration_flowrate = (dVolume2 - Flow_rate) / 92182;
32. kelewatan (delayTime);
33. Data [t] = Infiltration_flowrate;
34. t + = 1;
35. jika (t == 10) {
36. // Bilangan item dalam tatasusunan
37. int Data_length = sizeof (Data) / sizeof (Data [0]);
38. // qsort - parameter terakhir adalah penunjuk fungsi ke fungsi urutkan
39. qsort (Data, Data_length, sizeof (Data [0]), sort_desc);
40. float median_Infiltration_flowrate = ((Data [4] + Data [5]) / 2);
41. Particle.publish ("topic", String (median_Infiltration_flowrate, 2));
42. // Sekarang disusun
43. t = 0;
44. }
45. }

Dalam deze code moeten enkele parameter aangepast worden aan jouw konstruktif. Dit zijn: de getallen di regel 18 en 25 die aangeven hoeveel de diepte verandert is als je 1 volt meer meet van je sensor, de grootte van het oppervlak van de grond (gezien van bovenaf) di regel 31, de grootte van het oppervlak van het gootje gedeeld pintu de grootte van het oppervlak van de trechter van de regenmeter di regel 30, de grootte van het oppervlak van jouw regenmeter di regel 26 en de grootte van het oppervlak van jouw afvoermeter di regel 19.

Verder moet je di regel 41 de naam die je bij het publiceren wil hebben staan, invoeren.

Als de code gemaakt is, moet je via ifttt.com inloggen en op 'create' klikken. Hierna moet je bij 'this' je Particle Photon verbinden. Daarna moet je bij ‘that’ een type type kiezen om je data in te publiceren en ook kiezen hoe het gepubliceerd wordt.

Langkah 6: Sensoren Bevestigen

Nu dat de buildie en de code gemaakt adalah de sensoren getest zijn, is het mogelijk om de sensoren te bevestigen aan de konstruktif.

Hiervoor moeten de druksensoren onder dalam de afvoer- en regenmeter geplaatst worden. Als de sensoren niet goed blijven zitten, tape dan de kabeltjes luas aan de meter zodat deze niet weg glijden.

Als je een drukverschil meter gebruikt (zoals wij), tape dan ook het lucht buisje luas aan de konstruktif op een plek waar geen air zal komen. Als dit gbezaan adalah, kan je de meetbuizen onder de constructie zetten zodat het water erin zal komen als je gaat testen.

Langkah 7: Kalibreren

Nu dat de sensorenen yang luas, moeten ze nog gekalibreerd worden.

Doe in eerste instantie een beetje air di beide buizen zodat de sensoren onder water staan.

Sluit de sensoren opnieuw aan op de voltmeter. Als de sensoren tepat di atas air zitten zouden ze 0 Volt moeten aangeven. Als dit niet zo is, kalibreer dan het kastje van de sensor zo dat er wel 0 uitkomt of corrigeer in je code voor de startwaarde die je jumpa.

Langkah 8: Klaar Om Te Testen

Je kan nu het geheel gaan testen.

Zorg dat je voor het beginnen bertemu meten alvast air di de meetbuizen zet zodat de sensoren alvast dalam kontak zijn bertemu air, mahu het kan soms zijn dat er even lucht in de sensor blijft hangen en dit zal de meting verstoren.

Je kan nu je Particle Photon jouw code laten runnen en met de tuinslang neerslag simuleren in je bak. De meetgegevens zullen automatisch gepubliceerd worden.