PiSiphon Rain Gauge (prototype): 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Dette projekt er en forbedring af Bell sifonens regnmåler. Det er mere præcist, og utætte sifoner burde være noget fra fortiden.

Traditionelt måles nedbør med en manuel regnmåler.

Automatiserede vejrstationer (herunder IoT -vejrstationer) bruger normalt tipskovle, akustiske disdrometre (Distribution of Drops) eller laser -disdrometre.

Tipskovle har bevægelige dele, der kan tilstoppes. De er kalibreret i laboratorier og måler muligvis ikke korrekt i kraftige regnskyl. Disdrometre kan kæmpe med at opsamle små dråber eller nedbør fra sne eller tåge. Disdrometre kræver også kompliceret elektronik og behandlingsalgoritmer til at estimere faldstørrelser og til at skelne mellem regn, sne og hagl.

Jeg tænkte, at en automatisk sifonregnmåler kan være nyttig til at overvinde nogle af ovenstående problemer. Sifoncylinderen og tragten kan let udskrives på en normal FDM 3d -printer (De billige med ekstrudere, som RipRaps og Prusas).

Kun naturlige kræfter bruges til at tømme (sifon) sifoncylinderen relativt hurtigt. Vandlåsen har ingen bevægelige dele.

Denne regnmåler består af en sifoncylinder med et par par elektroniske sonder på forskellige niveauer i sifoncylinderen. Proberne er forbundet til GPIO -benene på et Raspberry PI. Så snart vandet når niveauet for hvert sondepar, udløses en høj på den respektive GPIO -indgangsstift. For at begrænse elektrolysen ændres retningen af strømmen, der strømmer gennem regnen, mellem målingerne. Hver aflæsning tager kun millisekunder, og der foretages kun få aflæsninger på et minut.

PiSiphon Rain Gauge er en væsentlig forbedring på min originale Bell Siphon Rain Gauge. Jeg mener, at den også burde være bedre end min ultralydsregnemåler, da lydens hastighed er meget påvirket af temperatur og fugtighed.

Trin 1: Hvad du får brug for

1. En hindbærpi (jeg brugte en 3B, men enhver gammel skulle fungere)

2. 3D-printer- (For at udskrive sifoncylinderen. Jeg giver mit design. Du kan også tage det med til en udskrivningstjeneste)

3. Gammel regnmåletragter (Eller du kan udskrive en. Jeg giver mit design.)

4. 10 x Bolte, 3 mm x 30 mm (M3 30 mm) som sonder.

5. 20 x M3 nødder

6. 10 Gaffel Rørplader

7. Elektriske ledninger og 10 startkabler med mindst en hunende hver.

8. Brødbræt (valgfrit til test).

9. Python -programmeringsevner (Eksempelkode findes)

10. En stor sprøjte (60 ml).

11. Vandtæt kappe til hindbær pi.

12. ABS -juice, hvis dine udskrevne dele er abs eller Silicon sealant.

13. 6 mm fisketankrør (300 mm)

Trin 2: Vandlåsecylinder og tragtmontering

Jeg brugte en DaVinci AIO printer til alle udskrifter.

Materiale: ABS

Indstillinger: 90% fyldning, 0,1 mm laghøjde, tykke skaller, ingen understøtninger.

Monter vandlåsen og tragt. Brug ABS -lim

Monter proberne (M3 x 30 mm bolte med 2 møtrikker)

Sæt proberne (boltene) i sifoncylinderen og forsegl den med ABS -lim eller silikontætningsmasse. Proberne skal være synlige fra den øverste åbne side af sifoncylinderen for at gøre det muligt at rengøre dem om nødvendigt med en tandbørste. Disse kontaktpunkter for proberne skal være rene hele tiden. Sørg for, at der ikke er ABS -lim eller silikoneforsegling på kontakterne.

Fastgør de 10 ledninger til hver sonde ved hjælp af gaffelpladetapperne. Tilslut den anden side af ledningerne til GPIO -ben. Pinout er som følger:

Sondepar: Sondepar 1 (P1, laveste vandstand), Pin 26 og 20)

Probe Par 2 (P2), GPIO Pin 19 og 16

Probe Par 3 (P3), GPIO Pin 6 og 12

Probe Par 4 (P4), GPIO Pin 0 og 1

Probe Par 5 (P5), GPIOPin 11 og 8

Trin 3: Test sifonen og kalibrer den

Du skal sørge for, at alle ledninger er udført korrekt, og at hardwaren fungerer korrekt.

Kør PiSiphon_Test2.py

Resullt 00000 = Vand har ikke nået niveauet P1 (probepar 1)

Resultat 00001 = Vand har nået niveau P1 (probepar 1)

Resultat 00011 = Vand har nået niveau P2 (sondepar 2)

Resultat 00111 = Vand har nået niveau P3 (probepar 3)

Resultat 01111 = Vand har nået niveau P4 (sondepar 4)

Resultat 11111 = Vand har nået niveau P5 (sondepar 5).

Hvis alle vandniveauer er registreret, skal du køre PiSiphon-Measure.py.

Din Log_File genereres i det samme bibliotek som PiSiphon-Measure.py

Installer PiSiphon på et indlæg, og niveau det. Hvis din sifon er under estimering (eller overestimering), skal du øge (eller reducere) rs-variablen i PiSiphon-Measure.py

Trin 4: PiSiphon PRO

PiSiphon PRO er på vej. Det vil ikke bruge nogen metalprober i vandet og har endda en meget bedre opløsning (mindre end 0,1 mm). Det vil bruge en kapacitiv jordfugtighedsføler (flydende e-tape er for dyrt i mit land). Se https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/ hvordan denne sensor fungerer på en ESP32.