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

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

pengantar

Tujuan utama dari proyek ini adalah menggunakan MKR1000 dan Samsung ARTIK Cloud untuk memantau tingkat pH dan suhu kolam renang.

Kami akan menggunakan Sensor Suhu dan pH atau Power of Hydrogen Sensor untuk mengukur alkalinitas dan keasaman air.

Mengukur suhu adalah suatu keharusan karena dapat mempengaruhi tingkat pH. Peningkatan suhu larutan akan menyebabkan penurunan viskositas dan peningkatan mobilitas ion-ionnya dalam larutan. Karena pH adalah ukuran konsentrasi ion hidrogen, perubahan suhu larutan akan dicerminkan oleh perubahan pH berikutnya (1).

Pengaruh suhu terhadap tingkat ph adalah sebagai berikut.

• Efek suhu yang mengurangi akurasi dan kecepatan respon Elektroda.
• Koefisien Variasi Suhu berpengaruh pada material yang diukur oleh sensor, baik itu buffer kalibrasi maupun sampel.

Baca selengkapnya

Mengapa kita perlu menyeimbangkan kolam renang kita?

Ini akan menjadi diskusi panjang. Anda dapat melewati ini ke Langkah1:)

Kolam renang, atau setidaknya lubang air buatan manusia untuk mandi dan berenang – sudah ada sejak 2600 SM. minimal. Namun, terutama karena sumber mikroba potensial seperti orang yang berenang di kolam, hewan seperti anjing, satwa liar yang mati, dan puing-puing dari sekitar properti seperti daun, rumput, dan debu, kolam renang seringkali terkontaminasi dan dengan demikian mengandung berbagai kuman, termasuk bakteri dan alga yang dapat menyebabkan gangguan kesehatan seperti infeksi telinga, hidung, dan tenggorokan. Dan untuk mencegah, atau setidaknya meminimalkan hal ini, kolam renang dipelihara secara teratur melalui filtrasi, klorinasi, alkalinitas total, kesadahan kalsium, dan pengaturan tingkat pH.

pH dapat dilihat sebagai singkatan dari kekuatan Hidrogen – atau lebih lengkapnya, kekuatan konsentrasi ion Hidrogen. Ini juga merupakan ukuran seberapa asam/basa air kolam renang. Tingkat pH berkisar dari 0,0 hingga 14,0. Kisaran ideal untuk pH dalam air kolam renang adalah 7,2 hingga 7,8. pH 7,0 adalah netral – di bawah 7,0 bersifat asam, di atas 7,0 bersifat basa. Jika tingkat pH dijaga pada tingkat yang sama dengan yang ada di mata kita, yang biasanya 7,2 hingga 7,4, efek samping dari mata yang terbakar dapat ditekan seminimal mungkin.

Ketika kolam terlalu asam, permukaannya akan mulai melarut, menciptakan kekasaran yang ideal untuk pertumbuhan alga kolam. Hasil serupa terjadi pada pemasangan ubin kolam renang. Logam juga menimbulkan korosi, yang meliputi peralatan kolam renang, alat kelengkapan pipa, sambungan pompa, dan sejenisnya. Sulfat terbentuk dari permukaan ini, grouting, dan korosi logam. Sulfat ini dilepaskan dari air ke dinding dan lantai kolam renang yang menyebabkan noda coklat dan hitam yang jelek. Selain itu, klorin, yang digunakan sebagai desinfektan di air kolam renang, diaktifkan, hilang ke atmosfer dengan sangat cepat, dan dengan demikian menjadi tidak berguna karena kehilangan kemampuannya untuk membersihkan air. Terakhir, mata dan hidung perenang terbakar, pakaian renang mereka memudar dan musnah, dan kulit mereka menjadi kering dan gatal.

Di sisi lain, ketika air terlalu basa, kalsium dalam air kolam renang bergabung dengan karbonat dan membentuk kerak yang terlihat paling banyak di permukaan air di mana ia menjebak debu dan kotoran, berubah menjadi hitam seiring waktu. Air kolam renang juga mulai menjadi keruh atau keruh karena kehilangan kilaunya. Kalsium karbonat juga cenderung menempel di pasir di filter kolam renang, secara efektif mengubahnya menjadi semen. Jadi jika saringan pasir kolam renang menjadi saringan semen, ia kehilangan kemampuannya untuk menjebak kotoran dari air kolam. Efek lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa ketika pH naik, kekuatan klorin untuk bekerja pada partikel asing hilang. Contohnya adalah pada pH 8,0, kolam hanya dapat menggunakan 20% klorin yang dikeluarkan. Akhirnya, di air kolam renang alkalin, mata dan hidung perenang juga bisa terbakar dan kulit mereka juga bisa kering dan gatal.

Berteriaklah kepada teman satu grup saya Alysson dan Aira untuk penelitian yang luar biasa ini.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan dan Perangkat Lunak yang Dibutuhkan

1. Arduino / Genuino MKR1000
2. Arduino IDE
3. Akun Samsung Artik Cloud
4. Kabel Jumper
5. 3 Header Pin Pria
6. 170 Pin Beardboard
7. Pengukur pH DFRobot
8. Sensor Suhu Tahan Air DS18B20
9. 4.7K Resistor x1
10. Resistor 200 ohm
11. Wadah plastik 2x3 inci
12. konektor audio pria dan wanita
13. Solder Besi dan Timbal
14. PCB solder kecil

Karena resistor 4,7k kehabisan stok, saya menggunakan 2,4k x 2 = 4,8k ohm

Langkah 2: Buat Jenis Perangkat Cloud ARTIK Anda

Daftar dengan ARTIK Cloud. Buka situs pengembang dan buat "jenis perangkat" baru.

Perangkat di ARTIK Cloud dapat berupa sensor, peralatan, aplikasi, layanan, dll. Biasanya satu pengguna akan memiliki satu atau lebih perangkat, dan perangkat dapat mengirim pesan atau digunakan untuk mengirim pesan ke ARTIK Cloud. Belajarlah lagi

Kemudian, masukkan tampilan yang Anda inginkan dan nama unik.

Langkah 3: Buat Manifes Baru untuk Jenis Perangkat Anda

Pada jenis perangkat Anda, buat Manifest baru.

Manifest, yang dikaitkan dengan tipe perangkat, menjelaskan struktur data. Saat aplikasi atau perangkat mengirim pesan ke ARTIK Cloud, Manifest mengambil string sebagai input yang sesuai dengan data, dan menampilkan daftar bidang/nilai yang dinormalisasi yang dapat disimpan oleh ARTIK Cloud. Belajarlah lagi

Masukkan temp sebagai bidang data maka secara otomatis akan diatur ke celcius.

Tambahkan bidang data lain dan beri nama ph. gunakan ppm atau bagian per notasi.

ph atau kekuatan Hidrogen digunakan untuk menyeimbangkan Alkalinitas dan Keasaman air. Suhu dapat mempengaruhi nilai ph. Kenaikan suhu dikaitkan dengan peningkatan getaran molekul, pada peningkatan suhu, Ion Hidrogen yang dapat diamati juga meningkat karena kecenderungan penurunan pembentukan ikatan Hidrogen, sehingga menyebabkan penurunan pH. Belajarlah lagi

Lewati Aturan Tindakan karena kami tidak akan membutuhkannya.

Kemudian Aktifkan file manifes Anda.

Langkah 4: Buat Aplikasi Anda

Arahkan ke ARTIK Cloud Applications dan klik aplikasi baru.

Setiap aplikasi diberi ID unik oleh ARTIK Cloud. ID aplikasi diperlukan untuk mendapatkan token akses OAuth2 dan untuk meminta data dari aplikasi, asalkan pengguna telah memberikan akses. Belajarlah lagi

Masukkan nama aplikasi yang Anda inginkan dan url pengalihan otentikasi. Perhatikan bahwa url pengalihan otentikasi diperlukan. Ini digunakan untuk mengautentikasi pengguna aplikasi ini, maka akan dialihkan ke url ini jika perlu login. Kami menggunakan https://localhost/8080/ untuk sampel.

Sekarang atur izin aplikasi Anda untuk membaca dan menulis, navigasikan ke perangkat Anda lalu simpan.

Selamat Anda sekarang memiliki aplikasi Anda!

Langkah 5: Hubungkan ARTIK Cloud ke Perangkat Anda

Sekarang backend Anda sudah siap. Mari pergi ke ARTIK Cloud Charts Anda untuk melihat data Anda.

Arahkan ke perangkat saya dan klik sambungkan perangkat lain.

Cari dan Klik jenis perangkat baru Anda yang dibuat sebelumnya lalu klik sambungkan perangkat.

Klik setelan perangkat yang terhubung untuk menampilkan info selengkapnya.

Catat Device ID dan Token karena Anda akan membutuhkannya pada langkah selanjutnya.

Di panel sebelah kanan, klik lihat data Anda.

Setelah perangkat keras Anda habis, bagan akan memiliki data.

Selesai untuk penyiapan ARTIK Cloud.:)

Langkah 6: Hubungkan Sensor Suhu dan PH ke MKR1000

Berikut koneksi pinnya:

• Suhu GND ke MRK1000 GND
• Temp OUT ke MKR1000 Digital pin 1
• Suhu VCC ke MKR1000 5V
• Hubungkan resistor 4.7K ke Temp VCC dan Temp OUT
• pH GND ke MRK1000 GND
• pH OUT ke MKR1000 pin Analog 1
• pH VCC ke MKR1000 5V

Opsional: Kami menggunakan konektor laki-laki dan perempuan audio untuk memudahkan pelepasan probe suhu.

Lihatlah gambar untuk instruksi lebih rinci.

Langkah 7: Siapkan Manajer Papan Arduino IDE Anda

Jika Anda sudah menginstal Papan MKR1000, lewati langkah ini.

Buka Arduino IDE Anda.

Arahkan ke Alat> Papan> Manajer Dewan.

Kemudian cari mkr1000.

Pasang Arduino SAMD Board, dapat mendukung Zero dan MKR1000.

Langkah 8: Tambahkan Perpustakaan yang Diperlukan

Agar sensor dan wifi kami berfungsi, kami akan membutuhkan perpustakaan berikut.

1. FlashStorage - digunakan untuk menyimpan offset kalibrasi pH
2. ArduinoThread - menggunakannya untuk membaca sensor di utas terpisah.
3. ArduinoJson - kami akan menggunakan ini untuk mengirim data JSON ke ARTIK Cloud
4. WiFi101 - digunakan untuk mengaktifkan koneksi wifi dengan mkr1000
5. ArduinoHttpClient - host untuk menghubungkan ke API
6. OneWire - diperlukan untuk membaca input digital dari sensor Suhu
7. DallasTemperature - Perpustakaan sensor suhu Dallas diperlukan

Arahkan ke Sketsa >Sertakan Perpustakaan >Kelola Perpustakaan

Cari perpustakaan ini dan unduh.

Langkah 9: Unggah Kode Arduino

Sekarang pasang MKR1000 ke PC/Laptop Anda.

Arduino Anda harus secara otomatis mendeteksi MKR1000 Anda. Jika tidak, set secara manual.

Unduh perangkat lunak di GitHub saya di sini

Ubah id dan token perangkat ARTIK Cloud Anda sendiri.

String deviceID = "id perangkat awan artik"; // letakkan id perangkat Anda di sini yang dibuat dari tutorial String deviceToken = "artik cloud device token"; // letakkan token perangkat Anda di sini yang dibuat dari tutorial

Ubah ssid/nama dan kata sandi wifi Anda sendiri.

/**Pengaturan Wifi**/#define WIFI_AP "ssid wifi Anda" #define WIFI_PWD "password wifi"

Kemudian Unggah Kode Perangkat Lunak ke MKR1000 dan mulai pemantauan.

Saya menambahkan lebih banyak tutorial kode segera.

WiFi Anda harus memiliki koneksi internet

Kembali ke ARTIK Cloud Anda dan periksa data yang sedang berjalan.

Saya telah mengintegrasikan metode kalibrasi dari DFRobot ke kode saya.

Jika Anda ingin mengkalibrasi Sensor pH Anda, ikuti Metode 1 mereka di sini.

Selamat! Anda telah berhasil menghubungkan Sensor Anda melalui cloud!.

Langkah 10: Jadikan Portabel! - Sensor Suhu yang Dapat Dilepas

Kita perlu mengatur ulang koneksi sensor suhu agar dapat dilepas.

Ini termasuk kabel resistor dan konektor yang dapat dilepas.

Pertama kita akan menempatkan resistor 4.7k dan konektornya.

Saya menggunakan 2,4kohms x 2 = 2,8k omh karena stoknya habis. Tapi tetap saja kami baik-baik saja.

1. Tempatkan MKR1000 hingga 170 Pin Breadboard, pin 5V harus berada di pin pertama papan
2. Tempatkan resistor 4.7k pada pin terakhir atau pin kosong dari papan tempat memotong roti.
3. Hubungkan ujung pertama resistor ke 5V menggunakan kabel jumper.
4. Hubungkan ujung kedua ke pin kosong di sisi lain.
5. Hubungkan pin tersebut ke Digital Pin 1.

Jika Anda mengalami kesulitan, ikuti gambar di atas.

Selanjutnya Solder konektor audio pria kami ke sensor suhu

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

Lihat tangkapan layar ke-4 di atas.

Selanjutnya solder konektor audio perempuan ke PCB

1. Tempatkan konektor perempuan di PCB dengan lubang solder 4x5.
2. Masukkan 3 pin header pada baris terakhir lubang.
3. Masukkan 200 omh dan ujung solder ujung pin konektor audio dan ujung kedua ke pin header terdekat.
4. Solder pin header yang tersisa dari konektor audio ke pin header.

Lihat gambar layar 5, 6, 7, 8 di atas. Saya menggunakan 200 ohm secara seri ke kabel positif sensor suhu untuk menghindari korsleting.

Langkah 11: Jadikan Portabel! - Menempatkan Sensor

Dapatkan wadah plastik 2x3 Anda.

Buat lubang jalur untuk memudahkan pelepasan sensor probe pH dan Suhu.

1. Gambarlah lingkaran dengan keliling konektor female dan konektor BNC yang sama.
2. Pastikan mereka tidak terlalu dekat atau jauh.
3. Potong lingkaran dengan hati-hati menggunakan pisau panas atau alat bor apa pun yang Anda inginkan.
4. Masukkan konektor BNC dari ph Meter dan konektor audio perempuan.
5. Tambahkan kabel Jumper pada pin header konektor audio wanita
6. Rekatkan keduanya agar tidak mudah dilepas.

Langkah 12: Jadikan Portabel - Tambahkan Koneksi MKR1000

Hubungkan Sensor pH:

1. Hubungkan 3 kabel jumper dari header perempuan sensor ph meter ke MKR1000
2. Tempatkan ph meter VCC ke 5V, GND ke GND dan pin Data ke A1

Hubungkan Sensor Suhu:

Tempatkan sensor suhu VCC ke 5V, GND ke GND dan Data ke pin tambahan Breadboard di mana resistor 4.7k terhubung ke pin Digital 1

Hubungkan baterai untuk MKR1000 dan tutup wadahnya.

Terakhir, pasang sensor suhu dan pH.

Biola! Selamat Anda sekarang memiliki perangkat pemantauan kolam Anda!

Langkah 13: Akhirnya! Tes di Lapangan

Setelah MKR1000 dinyalakan dan terhubung ke wifi, itu akan mulai mengirim bacaan dari sensor, Pin digital 13 LED akan berkedip sekali per berhasil dikirim.

Kami telah menguji hardware sensor ke Kolam Renang Swasta, Umum dan Sekolah.

Mengumpulkan data dari kumpulan responden ini memungkinkan kami untuk menganalisis kemampuan perangkat keras.

Menempatkan MKR1000 dan sensor pada kotak memungkinkannya untuk menghindari kontaminasi air.

Dengan melakukan ini, Anda dapat memantau kualitas air Anda dan menormalkannya dengan menempatkan bahan kimia yang diinginkan.

Semoga tutorial yang dapat diinstruksikan ini membantu orang membuat perangkat pemantauan kualitas air kolam renang DIY mereka sendiri. Semoga akan ada peningkatan kesadaran mengenai penurunan kualitas air kolam renang yang terus menerus karena orang cenderung lebih fokus pada fasilitas yang ditawarkan daripada memeriksa seberapa amannya. Mereka juga bermaksud untuk berkontribusi kepada masyarakat dengan menyediakan sarana untuk membuat pengujian kualitas air lebih efisien dan efektif tanpa mengorbankan sumber daya yang tidak perlu.

Jangan ragu untuk menirunya dan senang membuat hal-hal keren!:)