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

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

Grup 12

Noortje Romeijn 4651464

Milton Fox 4652622

Deze Instructable adalah geschreven door Milton Fox (mahasiswa Maritieme Techniek, TU Delft) dan Noortje Romeijn (mahasiswa Civiele Techniek, TU Delft). Allebei volgen we de civiele minor 'De delta denker, water voor later'. 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 behulp van een sensor meerdere 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 infiltreert de grond. Peralatan pertemuan adalah berdasarkan metode terbaik: de sprinkler-meting. De sprinkler-meting worden uitgevoerd op speciale proefgebiedjes met 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 water wordt opgevangen di een goot. De afvoer in de goot wordt doorlopend gemeten.

Ontwikkelde meetapparaat bestaat uit een kleine bak met een gootje. In de bak wordt grond onder een schuine helling geplaatst. Regen wordt gesimuleerd bertemu een tuinslang bertemu een sproeikop. In 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 behulp van een druksensor. De infiltratiesnelheid kan bepaald worden met de volgende rumus: (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 di 8 stappen beschreven worden hoe ons meetapparaat kan worden gemaakt. Het eindresultaat adalah te zien in de bijgevoegde afbeelding.

Perlengkapan

bahan:

• Emmer gevuld bertemu air;
• Voltmeter bertemu dengkur;
• 2 druksensor;
• 2 stekkers voor stroomvoorziening;
• 2 stopkontak;
• 'Kastje' (sensor om te kalibreren en voor stroomvoorziening sensor);
• Papan tempat memotong roti;
• Foton Partikel;
• Laptop;
• Bank Daya;
• kabel USB mikro;
• Draden papan tempat memotong roti;
• 2 snoertjes die het 'kastje' bertemu dengan papan tempat memotong roti kunnen verbinden;

• Weerstanden;

  • 2 keer 3300 Ohm.
  • 2 keer 10000 Ohm.
• Telepon seluler;
• 2 houten kisten, +- 40 bij 40 cm;
• 2 houten balken, setelah +- 4 cm bij 4 cm, panjang 2 meter;
• 8 houten plankjes, +- 10 bij 10 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Houten plankje, +- 10 bij 40 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Kippengaa;
• Stuk katoen;
• Buis PVC, diameter 75 mm, panjang 1 meter;
• Buis afsluiter PVC, diameter 75 mm;
• Lakban
• Grote waterfles bertemu rechte wanden;
• 2 trechter;
• 2 buisjes, diameter 15 mm;
• Tuinslang;
• Spreikop;
• Schroeven;
• Spijkers.

Gereedschap:

• Houtzaag;
• palu;
• Schroevendraaier;
• Orang yg kurang sopan;
• bangku lijmpi;
• Nietpistool;
• Schar.

Langkah 1: Testen Van Druksensoren

Voor het verkrijgen van betrouwbare meetresultaten is het belangrijk dat er wordt gewerkt met goede druksensoren. Dit houdt in 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. Verbind 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 stopkontak het.
3. De voltmeter geeft nu een waarde aan. Cek deze waarde (ongeveer) stabiel adalah.
4. Duw de druksensor onder water in de emmer met water.
5. Cek beranda voltase gemeten bij verschillende waterdiepten en dat gemeten voltase stabiel bij verschillende waterdieptes.

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

Langkah 2: Sirkuit Elektrische Dibuat Op Het Breadboard

Langkah 2 adalah sirkuit van het elektrische dari papan tempat memotong roti.

1. Druk de Photon di papan tempat memotong roti panas.
2. Verbind de Photon bertemu dengan laptop dari bertemu dengan powerbank.
3. Maak de elektrische schakeling na die in het eerste bijgevoegde plaatje te zien is.

Enige uitleg over de elektrische schakeling adalah vereist.

De ene helft van het breadboard 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 tegangan het verschaalt kan worden. De Photon kan namelijk maximaal een voltage van 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 dit 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!).

Tegangan lebih dari de afvoermeter kan bertemu behulp van een kode geschreven (zie stap 5) dari melalui een telefoon (zie stap 4) worden afgelezen bij pin A4 dan tegangan lebih 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. Verbind het breadboard aan het 'kastje'.

Langkah 3: Tes Sirkuit Elektrische M.b.v. Telepon

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

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

Als het goed is 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 door beide sensor op verschillende waterdiepten te hangen en bij elke waterdiepte op A0 en A4 te klikken. Cangkul dieper de sensor, cangkul hoger het getal dat verschijnt.

Langkah 4: Het Maken Van De Bak En De Meter

Dan is het nu tijd voor het maken van de bak en de meter. Zie bijgevoegde afbeeldingen als ondersteuning bij de tekst.

De bak

1. Pak en van de twee houten kisten.

2. Verwijder de bodem.

   1. Zorg dat de kist zijn stevigheid behoudt. Voeg eventueel houten balkjes in de hoeken toe.
   2. Het is natuurlijk ook mogelijk om zelf van hout een kist zonder bodem te maken.
3. Zaag de PVC buis op maat zodat deze in de kist past en een stukje uitsteekt.
4. Zaag de PVC buis door de midden 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 met behulp van een lijmpistool of waterdicht lakban.
10. Bevestig het houten plankje (10 bij 40 cm) aan de onderkant van de kist, onder de goot. Dit geeft het geheel ekstra stevigheid.
11. Zaag de houtenbalken (4 bij 4 cm, panjang 2 meter) di 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) di atas elke hoek van de kist. De plankjes vormen een ekstra verbinding tussen de balken en de kist.
14. Zet de overgebleven houten kist onder de gemaakte bak.

De regenmeter

1. Pak en van de trechters.
2. Verbind één van de buisjes (diameter 15 mm) aan de onderkant van de trechter, bertemu behulp van een lijmpistool en lakban.
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 (met 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 overgebleven trechter.
2. Verbind het overgebleven buisje (diameter 15 mm) aan de onderkant van de trechter, bertemu behulp van een lijmpistool en lakban.
3. Zaag het overgebleven deel van de PVC buis op maat (ongeveer 40 cm) zodat deze goed onder het gootje past.
4. Zet de PVC buis afsluiter 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

Kode kopieer de onderstande dari kode maak zelf een soortgelijke.

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 Data float[10]={0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; int t = 0; // qsort mengharuskan Anda membuat fungsi sortir int sort_desc(const void *cmp1, const void *cmp2) { // Perlu membuang void * ke int *
6. int a = *((int *)cmp1);
7. int b = *((int *)cmp2);
8. // Perbandingan
9. kembali a > b ? -1: (a < b ? 1: 0);
10. // Cara yang lebih sederhana, mungkin lebih cepat:
11. //kembalikan b - a;
12. }
13. batalkan pengaturan() {
14. }
15. lingkaran kosong() {
16. int pengukuran1 = analogRead(analogPin1);
17. float Volt_measurement1 = (mengambang) pengukuran1 * 0,0008056641 * 13300 / 10000; //Volt
18. float Depth_measurement1 = Volt_measurement1 * 100; // milimeter
19. float Area1 = 3404.966521; // vierkante milimeter
20. float Volume_measurement1 = Kedalaman_measurement1 * Area1; // kubieke milimeter
21. float dVolume1 = Volume_measurement1 - oldVolume1;
22. oldVolume1 = Volume_measurement1;
23. int pengukuran2 = analogRead(analogPin2);
24. float Volt_measurement2 = (mengambang) pengukuran2 * 0,0008056641 * 13300 / 10000; // volt
25. float Depth_measurement2 = Volt_measurement2 * 87,5; // milimeter
26. luasan float2 = 3404.966521; // vierkante milimeter
27. float Volume_measurement2 = Depth_measurement2 * Area2; // kubieke milimeter
28. float dVolume2 = Volume_measurement2 - oldVolume2;
29. oldVolume2 = Volume_measurement2;
30. float Flow_rate = dVolume1 - 3,7427 * dVolume2; // we gaan ervanuit dat de regen ook in het gootje terecht komt.
31. float Infiltration_flowrate = (dVolume2 - Flow_rate) / 92182;
32. tunda (waktu tunda);
33. Data[t] = Laju aliran_infiltrasi;
34. t += 1;
35. jika (t == 10){
36. // Jumlah item dalam array
37. int Data_length = sizeof(Data) / sizeof(Data[0]);
38. // qsort - parameter terakhir adalah penunjuk fungsi ke fungsi sortir
39. qsort(Data, Data_length, sizeof(Data[0]), sort_desc);
40. float median_Infiltration_flowrate = ((Data[4] + Data[5])/2);
41. Particle.publish("topik", String(median_Infiltration_flowrate, 2));
42. // sekarang sudah diurutkan
43. t = 0;
44. }
45. }

Dalam deze code moeten enkele parameter aangepast worden aan jouw constructie. Dit zijn: de getallen in regel 18 en 25 die aangeven hoeveel de diepte beranda adalah 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 door 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 in regel 41 de naam die je bij het publiceren wil hebben staan, invoeren.

Als de code gemaakt adalah, 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 jenis dokumen kiezen om je data di te publiceren en ook kiezen hoe het gepubliceerd wordt.

Langkah 6: Sensoren Bevestigen

Nu dat de constructie en de kode gemaakt adalah en de sensoren getest zijn, is het mogelijk om de sensoren te bevestigen aan de constructie.

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

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

Langkah 7: Kaliberen

Nu dat de sensoren zitten luas, moeten ze nog gekalibreerd worden.

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

Sluit de sensoren opnieuw aan op de voltmeter. Pilihan 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 meet.

Langkah 8: Klaar Om Te Testen

Je kan nu het geheel gaan testen.

Zorg dat je voor het beginnen meet meten alvast water in de meetbuizen zet zodat de sensoren alvast in contact zijn met water, want 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.