PiSiphon Rain Gauge (Prototipe): 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Proyek ini merupakan peningkatan pada Pengukur Hujan siphon Bell. Itu lebih akurat dan siphon yang bocor seharusnya berasal dari masa lalu.

Secara tradisional curah hujan diukur dengan alat pengukur hujan manual.

Stasiun cuaca otomatis (termasuk stasiun cuaca IoT) biasanya menggunakan tipping bucket, disdrometer akustik (Distribusi Tetesan) atau disdrometer laser.

Tipping bucket memiliki bagian bergerak yang dapat tersumbat. Mereka dikalibrasi di laboratorium dan mungkin tidak mengukur dengan benar dalam badai hujan lebat. Disdrometer mungkin kesulitan untuk mengambil tetesan kecil atau presipitasi dari salju atau kabut. Disdrometer juga membutuhkan elektronik yang rumit dan algoritma pemrosesan untuk memperkirakan ukuran jatuh dan untuk membedakan antara hujan, salju dan hujan es.

Saya pikir pengukur hujan Automatic Siphoning mungkin berguna untuk mengatasi beberapa masalah di atas. Silinder Siphon dan corong dapat dengan mudah dicetak pada Printer 3d FDM normal (Yang murah dengan ekstruder, seperti RipRaps dan Prusas).

Hanya kekuatan alam yang digunakan untuk mengosongkan (Syphon) silinder siphon dengan relatif cepat. Siphon tidak memiliki bagian yang bergerak.

Alat pengukur hujan ini terdiri dari silinder siphon, dengan beberapa pasang probe elektronik pada tingkat yang berbeda di silinder siphon. Probe terhubung ke pin GPIO dari Raspberry PI. Segera setelah air mencapai level masing-masing pasangan probe, high akan dipicu pada pin input GPIO masing-masing. Untuk membatasi elektrolisis, arah arus yang mengalir melalui hujan diubah di antara pembacaan. Setiap pembacaan hanya membutuhkan waktu milidetik dan hanya beberapa pembacaan yang dilakukan dalam satu menit.

PiSiphon Rain Gauge adalah peningkatan signifikan pada Bell Siphon Rain Gauge asli saya. Saya percaya itu juga harus lebih baik daripada Ultrasonic Rain Gauge saya, karena kecepatan suara sangat dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban.

Langkah 1: Apa yang Anda Butuhkan

1. Satu raspberry pi (saya menggunakan 3B, tapi yang lama bisa digunakan)

2. Printer 3D- (Untuk mencetak Silinder Siphon. Saya akan memberikan desain saya. Anda juga dapat membawanya ke layanan pencetakan)

3. Corong pengukur hujan lama (Atau Anda dapat mencetaknya. Saya akan memberikan desain saya.)

4. 10 x Baut, 3mm x 30 mm (M3 30mm) sebagai probe.

5. 20 x M3 kacang

6. 10 Fork Tipe lembaran logam lugs

7. Kabel listrik dan 10 kabel jumper dengan setidaknya satu ujung perempuan masing-masing.

8. Papan tempat memotong roti (opsional untuk pengujian).

9. Keterampilan pemrograman Python (Contoh kode disediakan)

10. Jarum Suntik besar (60ml).

11. Casing tahan air untuk raspberry pi.

12. Jus ABS jika bagian yang Anda cetak adalah abs atau silikon sealant.

13. Tabung Tangki Ikan 6 mm (300 mm)

Langkah 2: Siphon Cylinder dan Funnel Assembley

Saya menggunakan printer DaVinci AIO untuk semua cetakan.

Bahan: ABS

Pengaturan: pengisi 90%, tinggi lapisan 0,1 mm, cangkang tebal, tidak ada penyangga.

Pasang Silinder dan Corong Siphon. Gunakan lem ABS

Pasang probe (baut M3 x 30 mm dengan 2 mur)

Masukkan probe (baut) ke dalam Silinder Siphon dan segel dengan lem ABS atau Silicone sealant. Probe harus terlihat dari sisi terbuka atas silinder siphon agar memungkinkan untuk membersihkannya jika perlu dengan sikat gigi. Titik kontak probe ini harus selalu bersih. Pastikan tidak ada lem ABS atau sealant silikon pada kontaknya.

Pasang 10 kabel ke setiap probe, menggunakan lugs logam lembaran tipe garpu. Hubungkan sisi lain kabel ke pin GPIO. Pinoutnya adalah sebagai berikut:

Probe Pairs: Probe Pair 1 (P1, level air terendah), Pin 26 dan 20)

Probe Pair 2 (P2), GPIO Pin 19 dan 16

Pasangan Probe 3 (P3), GPIO Pin 6 dan 12

Pasangan Probe 4 (P4), GPIO Pin 0 dan 1

Pasangan Probe 5 (P5), GPIOPin 11 dan 8

Langkah 3: Uji Siphon dan Kalibrasi

Anda perlu memastikan semua pengkabelan dilakukan dengan benar dan perangkat keras berfungsi dengan benar.

Jalankan PiSiphon_Test2.py

Result 00000 = Air belum mencapai level P1 (Probe Pair 1)

Result 00001=Air sudah mencapai level P1 (Probe Pair 1)

Result 00011=Air sudah mencapai level P2 (Probe Pair 2)

Result 00111=Air sudah mencapai level P3 (Probe Pair 3)

Hasil 01111=Air sudah mencapai level P4 (Probe Pair 4)

Hasil 11111= Air telah mencapai Level P5 (pasangan Probe 5).

Jika semua level air terdeteksi, jalankan PiSiphon-Measure.py.

Log_File Anda dibuat di direktori yang sama dengan PiSiphon-Measure.py

Instal PiSiphon pada pos dan tingkatkan. Jika siphon Anda di bawah perkiraan (atau terlalu tinggi), tambah (atau kurangi) variabel rs di PiSiphon-Measure.py

Langkah 4: PiSiphon PRO

PiSiphon PRO akan datang. Ini tidak akan menggunakan probe logam apa pun di dalam air dan bahkan memiliki resolusi yang jauh lebih baik (kurang dari 0,1 mm). Ini akan menggunakan sensor kelembaban tanah kapasitif (liquid e-tape mahal di negara saya). Lihat https://www.instructables.com/id/ESP32-WiFi-SOIL-MOISTURE-SENSOR/ bagaimana kinerja sensor ini pada ESP32.