Pemantauan Kualiti Air Menggunakan MKR1000 dan ARTIK Cloud: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Pengenalan

Objektif utama projek ini adalah menggunakan MKR1000 dan Samsung ARTIK Cloud untuk memantau tahap pH dan suhu kolam renang.

Kami akan menggunakan Temperature Sensor dan pH atau Power of Hydrogen Sensor untuk mengukur kealkalian dan keasidan air.

Mengukur suhu adalah suatu keharusan kerana boleh mempengaruhi tahap pH. Peningkatan suhu larutan akan menyebabkan penurunan kelikatannya dan peningkatan mobiliti ionnya dalam larutan. Oleh kerana pH adalah ukuran kepekatan ion hidrogen, perubahan suhu larutan akan tercermin oleh perubahan pH berikutnya (1).

Kesan suhu pada tahap ph adalah seperti berikut.

• Kesan suhu yang mengurangkan ketepatan dan kelajuan tindak balas Elektrod.
• Pekali Suhu kesan Variasi pada bahan yang diukur oleh sensor, sama ada penentukur penentukuran atau sampel.

baca lagi

Mengapa kita perlu mengimbangkan kolam renang kita?

Ini akan menjadi perbincangan panjang. Anda boleh melangkau ini ke Langkah 1:)

Kolam renang, atau sekurang-kurangnya lubang penyiraman buatan manusia untuk mandi dan berenang - kembali sejauh 2600 SM. paling minimum. Namun, terutamanya disebabkan oleh sumber mikroba yang berpotensi seperti orang yang berenang di kolam renang, haiwan seperti anjing, hidupan liar, dan puing-puing dari sekitar harta tanah seperti daun, rumput dan debu, kolam renang seringkali tercemar dan dengan demikian mengandungi kuman, termasuk bakteria dan alga yang boleh menyebabkan masalah kesihatan seperti jangkitan telinga, hidung dan tekak. Untuk mencegah, atau setidaknya meminimumkan ini, kolam renang selalu dikelola melalui penyaringan, klorinasi, kealkalian total, kekerasan kalsium, dan pengaturan tingkat pH.

pH dapat dilihat sebagai singkatan daya hidrogen - atau lebih lengkapnya, kekuatan kepekatan ion hidrogen. Ini juga merupakan ukuran seberapa asid / alkali air kolam renang. tahap pH berkisar antara 0,0 hingga 14,0. Julat ideal untuk pH dalam air kolam renang adalah 7.2 hingga 7.8. PH 7.0 adalah neutral - di bawah 7.0 adalah berasid, di atas 7.0 adalah alkali. Sekiranya tahap pH dijaga pada tahap yang sama seperti pada mata kita, yang biasanya 7.2 hingga 7.4, kesan sampingan dari mata terbakar dikurangkan minimum.

Apabila kolam terlalu berasid, ia akan mula melarutkan permukaan, mewujudkan kekasaran yang sangat sesuai untuk pertumbuhan alga kolam. Hasil yang serupa berlaku dalam penyambungan kolam renang berjubin. Logam juga menghakis, yang merangkumi peralatan kolam renang, kelengkapan paip, sambungan pam, dan sejenisnya. Sulfat terbentuk dari permukaan, lekapan, dan kakisan logam. Sulfat ini dilepaskan dari air ke dinding dan lantai kolam renang menyebabkan noda coklat dan hitam yang jelek. Lebih-lebih lagi, klorin, yang digunakan sebagai desinfektan di air kolam renang, diaktifkan, hilang ke atmosfer dengan sangat cepat, dan dengan demikian tidak berguna lagi kerana kehilangan kemampuannya untuk membersihkan air. Terakhir, mata dan hidung perenang terbakar, pakaian renang mereka pudar dan binasa, dan kulit mereka menjadi kering dan gatal.

Sebaliknya, ketika air terlalu alkali, kalsium di dalam kolam renang bergabung dengan karbonat dan membentuk skala yang paling banyak dilihat di garis air di mana ia memerangkap habuk dan kotoran, menjadi hitam seiring dengan waktu. Air kolam renang juga mulai menjadi keruh atau keruh kerana kehilangan kilauannya. Kalsium karbonat juga cenderung pada pasir di penapis kolam renang, dengan berkesan mengubahnya menjadi simen. Oleh itu, jika penapis pasir kolam renang menjadi penapis simen, ia kehilangan kemampuannya untuk menangkap kotoran dari air kolam. Kesan lain yang perlu diperhatikan ialah apabila pH meningkat, kekuatan klorin untuk bertindak pada zarah asing akan hilang. Contohnya ialah pada pH 8.0, kolam hanya dapat menggunakan 20% klorin yang dikeluarkan. Akhirnya, di air kolam renang beralkali, mata dan hidung perenang juga boleh terbakar dan kulitnya juga kering dan gatal.

Berteriak kepada rakan kumpulan saya Alysson dan Aira untuk penyelidikan yang luar biasa ini.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan dan Perisian yang Diperlukan

1. Arduino / Genuino MKR1000
2. Arduino IDE
3. Akaun Samsung Artik Cloud
4. Wayar Pelompat
5. 3 Header Pin Lelaki
6. Papan Janggut 170 Pin
7. Meter pH DFRobot
8. Sensor Suhu Kalis Air DS18B20
9. Perintang 4.7K x1
10. Perintang 200 ohm
11. Bekas plastik 2x3 inci
12. penyambung audio lelaki dan wanita
13. Besi Pematerian dan Plumbum
14. PCB pematerian kecil

Oleh kerana perintang 4.7k kehabisan stok saya menggunakan 2.4k x 2 = 4.8k ohm

Langkah 2: Buat Jenis Peranti Awan ARTIK Anda

Daftar dengan ARTIK Cloud. Pergi ke laman web pembangun dan buat "jenis peranti" baru.

Peranti di ARTIK Cloud dapat berupa sensor, perkakas, aplikasi, perkhidmatan, dll. Biasanya satu pengguna akan memiliki satu atau lebih peranti, dan peranti dapat mengirim pesan atau digunakan untuk mengirim pesan ke ARTIK Cloud. ketahui lebih lanjut

Kemudian, masukkan paparan dan nama unik yang anda mahukan.

Langkah 3: Buat Manifest Baru untuk Jenis Peranti Anda

Pada jenis peranti anda, buat Manifest baru.

Manifest, yang dikaitkan dengan jenis peranti, menerangkan struktur data. Apabila aplikasi atau peranti mengirim pesan ke ARTIK Cloud, Manifest mengambil rentetan sebagai input yang sesuai dengan data, dan mengeluarkan daftar bidang / nilai normal yang dapat disimpan oleh ARTIK Cloud. ketahui lebih lanjut

Masukkan temp sebagai medan data yang secara automatik akan ditetapkan ke celcius.

Tambahkan medan data lain dan beri nama ph. gunakan ppm atau bahagian mengikut notasi.

ph atau kuasa Hidrogen digunakan untuk mengimbangkan Alkaliniti dan Keasidan air. Suhu boleh mempengaruhi nilai ph. Kenaikan suhu dikaitkan dengan peningkatan getaran molekul, setelah menaikkan suhu, Ion Hidrogen yang dapat dilihat juga meningkat disebabkan kecenderungan penurunan ikatan Hidrogen yang menurun, sehingga menyebabkan penurunan pH. ketahui lebih lanjut

Langkau Peraturan Tindakan kerana kita tidak akan memerlukannya.

Kemudian Aktifkan fail manifes anda.

Langkah 4: Buat Permohonan Anda

Navigasikan ke Aplikasi ARTIK Cloud dan klik aplikasi baru.

Setiap aplikasi diberikan ID unik oleh ARTIK Cloud. ID aplikasi diperlukan untuk mendapatkan token akses OAuth2 dan untuk meminta data dari aplikasi, dengan syarat pengguna telah memberikan akses. ketahui lebih lanjut

Masukkan nama aplikasi yang anda inginkan dan url pengalihan pengesahan. Perhatikan bahawa url pengalihan pengesahan diperlukan. Ini digunakan untuk mengesahkan pengguna aplikasi ini, oleh itu akan mengalihkan ke url ini jika memerlukan login. Kami menggunakan https:// localhost / 8080 / untuk sampel.

Sekarang tetapkan kebenaran aplikasi anda untuk membaca dan menulis, menavigasi ke peranti anda, kemudian simpan.

Tahniah anda sekarang mempunyai permohonan anda!

Langkah 5: Sambungkan Awan ARTIK ke Peranti Anda

Sekarang backend anda sudah siap. Mari pergi ke Carta Awan ARTIK anda untuk melihat data anda.

Navigasi ke peranti saya dan klik sambungkan peranti lain.

Cari dan Klik jenis peranti baru anda yang dibuat lebih awal kemudian klik sambungkan peranti.

Klik tetapan peranti anda yang bersambung untuk menunjukkan lebih banyak maklumat.

Perhatikan ID Peranti dan Token kerana anda memerlukannya pada langkah seterusnya.

Pada panel sebelah kanan, klik lihat data anda.

Setelah perkakasan anda habis, carta akan mempunyai data.

Selesai untuk persediaan ARTIK Cloud.:)

Langkah 6: Sambungkan Sensor Temp dan PH ke MKR1000

Inilah sambungan pin:

• Temp GND ke MRK1000 GND
• Temp OUT ke MKR1000 Pin digital 1
• Temp VCC ke MKR1000 5V
• Sambungkan perintang 4.7K ke Temp VCC dan Temp OUT
• pH GND hingga MRK1000 GND
• pH KELUAR hingga MKR1000 Pin analog 1
• pH VCC hingga MKR1000 5V

Pilihan: Kami menggunakan penyambung audio lelaki dan wanita untuk melepaskan probe suhu dengan mudah.

Lihat gambar untuk arahan yang lebih terperinci.

Langkah 7: Siapkan Pengurus Lembaga Arduino IDE Anda

Sekiranya anda sudah memasang Papan MKR1000, sila langkau langkah ini.

Buka Arduino IDE anda.

Navigasi ke Alat> Papan> Pengurus Lembaga.

Kemudian cari mkr1000.

Pasang Arduino SAMD Board, ia boleh menyokong Zero dan MKR1000.

Langkah 8: Tambahkan Perpustakaan yang Diperlukan

Agar sensor dan wifi kami berfungsi, kami memerlukan perpustakaan berikut.

1. FlashStorage - digunakan untuk menyimpan offset penentukuran pH
2. ArduinoThread - menggunakannya untuk membaca sensor dalam utas yang berasingan.
3. ArduinoJson - kami akan menggunakannya untuk menghantar data JSON ke ARTIK Cloud
4. WiFi101 - digunakan untuk mengaktifkan sambungan wifi dengan mkr1000
5. ArduinoHttpClient - hos untuk menyambung ke API
6. OneWire - diperlukan untuk membaca input digital dari Sensor suhu
7. DallasTemperature - Sensor suhu Dallas diperlukan perpustakaan

Navigasi ke Sketsa> Sertakan Perpustakaan> Urus Perpustakaan

Cari perpustakaan ini dan muat turunnya.

Langkah 9: Muat naik Kod Arduino

Sekarang pasangkan MKR1000 ke PC / Laptop anda.

Arduino anda seharusnya mengesan MKR1000 anda secara automatik. Jika tidak, set secara manual.

Muat turun perisian di GitHub saya di sini

Tukar id dan token peranti ARTIK Cloud anda sendiri.

String deviceID = "artik cloud device id"; // letakkan id peranti anda di sini yang dibuat dari tutorial String deviceToken = "artik cloud device token"; // letakkan token peranti anda di sini yang dibuat dari tutorial

Tukar wifi ssid / nama dan kata laluan anda sendiri.

/ ** Penetapan Wifi ** / # tentukan WIFI_AP "wifi ssid" #define WIFI_PWD "kata laluan wifi"

Kemudian Muat Naik Kod Perisian ke MKR1000 dan mulakan pemantauan.

Saya akan menambahkan lagi tutorial kod tersebut.

WiFi anda mesti mempunyai sambungan internet

Kembali ke Cloud ARTIK anda dan periksa untuk menjalankan data.

Saya telah menggabungkan kaedah penentukuran dari DFRobot ke kod saya.

Sekiranya anda mahu menentukur Sensor pH anda, ikuti Kaedah 1 mereka di sini.

Tahniah! Anda berjaya menghubungkan Sensor anda melalui awan !.

Langkah 10: Jadikannya Mudah Alih! - Sensor Suhu yang boleh dilepaskan

Kita perlu menyusun semula sambungan sensor suhu agar dapat dilepaskan.

Ini termasuk pendawaian perintang dan penyambung yang boleh dilepas.

Mula-mula kita akan meletakkan perintang 4.7k dan penyambungnya.

Saya menggunakan 2.4kohms x 2 = 2.8k omhs kerana kehabisan stok. Tetapi tetap kita baik.

1. Letakkan MKR1000 hingga 170 Pin Breadboard, pin 5V harus berada di pin pertama papan
2. Letakkan perintang 4.7k pada pin terakhir atau pin kosong papan roti.
3. Sambungkan hujung pertama perintang ke 5V menggunakan wayar pelompat.
4. Sambungkan hujung kedua ke pin kosong di sisi lain.
5. Sambungkan pin itu ke Pin Digital 1.

Sekiranya anda menghadapi kesukaran, ikuti gambar di atas.

Selanjutnya Sambungkan penyambung audio lelaki kami ke sensor suhu

1. Kawat merah / VCC ke tembaga atas
2. Hijau / GND hingga tembaga tengah
3. Kuning / Data ke tembaga bawah

Lihat tangkapan skrin ke-4 di atas.

Selanjutnya pasangkan penyambung audio wanita ke PCB

1. Letakkan penyambung wanita di PCB dengan lubang pematerian 4x5.
2. Masukkan header 3 pin pada baris terakhir lubang.
3. Masukkan 200 omhs dan pateri hujung pin hujung penyambung audio dan hujung kedua ke pin header terdekat.
4. Selatkan pin header penyambung audio yang tersisa ke pin header.

Lihat tangkapan skrin 5, 6, 7, 8 di atas. Saya menggunakan 200 ohm dalam siri wayar positif sensor suhu untuk mengelakkan litar pintas.

Langkah 11: Jadikannya Mudah Alih! - Meletakkan Sensor

Dapatkan bekas plastik 2x3 anda.

Buat lubang jalan untuk mudah melepaskan sensor pH dan probe Temp.

1. Lukis bulatan dengan lilitan penyambung wanita dan penyambung BNC yang sama.
2. Pastikan bahawa mereka tidak begitu dekat atau jauh.
3. Potong bulatan dengan berhati-hati menggunakan pisau panas atau alat penggerudian yang anda mahukan.
4. Masukkan penyambung BNC ph Meter dan penyambung audio wanita.
5. Tambahkan wayar Jumper pada header pin penyambung audio wanita
6. Lekatkannya sehingga tidak mudah dikeluarkan.

Langkah 12: Jadikannya Mudah Alih - Tambahkan Sambungan MKR1000

Sambungkan Sensor pH:

1. Sambungkan 3 wayar pelompat dari header wanita sensor meter meter ke MKR1000
2. Letakkan ph meter VCC hingga 5V, GND ke GND dan pin Data ke A1

Sambungkan Sensor Suhu:

Letakkan sensor suhu VCC ke 5V, GND ke GND dan Data ke pin Breadboard tambahan di mana perintang 4.7k mempunyai sambungan ke pin Digital 1

Sambungkan bateri untuk MKR1000 dan tutup bekas.

Akhirnya, pasangkan sensor suhu dan pH.

Viola! Tahniah anda kini mempunyai alat pemantau kolam anda!

Langkah 13: Akhirnya! Uji di Padang

Setelah MKR1000 dihidupkan dan disambungkan ke wifi, ia akan mula menghantar bacaan dari sensor, LED digital pin 13 akan berkelip sekali berjaya dihantar.

Kami telah menguji sensor perkakasan ke Kolam Renang Peribadi, Awam dan Sekolah.

Mengumpulkan data dari kumpulan responden ini membolehkan kami menganalisis kemampuan perkakasan.

Meletakkan MKR1000 dan sensor pada kotak membolehkannya mengelakkan pencemaran air.

Dengan melakukan ini, anda dapat memantau kualiti air anda dan menormalkannya dengan meletakkan bahan kimia yang diinginkan.

Semoga tutorial pengajaran ini dapat membantu orang membina alat pemantauan kualiti air kolam renang DIY mereka sendiri. Semoga ada peningkatan kesadaran mengenai penurunan kualitas air kolam renang yang berterusan kerana orang cenderung lebih fokus pada kemudahan yang ditawarkan, bukannya memeriksa seberapa selamatnya. Mereka juga berhasrat untuk memberi sumbangan kepada masyarakat dengan dapat menyediakan alat untuk menjadikan pengujian kualiti air lebih efisien dan efektif tanpa pengorbanan sumber daya yang tidak perlu.

Jangan ragu untuk menirunya dan senang membuat perkara yang menarik!:)