Valmistamine: Een Mini sprinklerite mõõtmine (rühm 12): 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Rühm 12

Noortje Romeijn 4651464

Milton Fox 4652622

Deze Instructable on Geschreven door Milton Fox (õpilane Maritieme Techniek, TLÜ Delft) ja Noortje Romeijn (studente Civiele Techniek, TU Delft). Allebei volgen we de civiele minor 'De delta denker, water voor later'. Het vak 'CT3412-16 Meten aan water' on onderdeel van deze minor. Voor dit vak kregen wij de opdracht een meetapparaat te ontwikkelen dat met behulp van een of meerdere sensors een fenomeen uit de water-wasld kan meten.

Wij hebben gekozen om een meetapparaat te ontwikkelen data de infiltratiesnelheid kan bepalen. See on de snelheid waarmee vesi de grond infiltreert. Ons meetapparaat is gebaseerd op een bestaande methode: de sprinkler-meting. De sprinkler-meeting worden uitgevoerd op speciale proefgebiedjes met een grootte van enkele tientallen vierkante meters. Met behulp van sprinklers wordt een bepaalde neerslag gesimuleerd. Het proefgebiedje heeft een kleine helling waarlangs het niet-geïnfiltreerde vesi afstroomt. Tähendab lyrics: Vee sõna sõnu opgevangen in 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. Regenteeritud sõna gesimuleerd met een tuinslang met 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 met behulp van een druksensor. De infiltratiesnelheid can bepaald worden met de volgende formula: (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 in 8 stappen beschreven worden hoe ons meetapparaat kan worden gemaakt. Het eindresultaat is te zien in de bijgevoegde afbeelding.

Tarvikud

Materiaal:

• Emmer gevuld kohtas vett;
• Voltmeeter kohtus snoeriga;
• 2 juhtsensorit;
• 2 stekkerit voor stroomvoorziening;
• 2 peatuskontakti;
• 'Kastje' (om sensorid te kalibreren en voor stroomvoorziening sensors);
• Leivalaud;
• Osakeste footon;
• Sülearvuti;
• Akupank;
• Mikro-USB-kaabel;
• Leivaplaat draden;
• 2 snoertjes die het 'kastje' met het breadboard kunnen verbinden;

• Mõistame;

  • 2 keer 3300 oomi.
  • 2 keerd 10 000 oomi.
• Mobiiltelefon;
• 2 houten kisten, +- 40 bij 40 cm;
• 2 houten balken, afmeting +- 4 cm bij 4 cm, 2 meetrit lang;
• 8 houten plankjes, +- 10 bij 10 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Houten plankje, +- 10 bij 40 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Kippengaas;
• Stuk katoen;
• PVC poid, läbimõõt 75 mm, pikkus 1 meeter;
• PVC buis afsluiter, läbimõõt 75 mm;
• Kleeplint
• Grote veekogud kohtusid rechte wanden;
• 2 trekterit;
• 2 buisje, läbimõõt 15 mm;
• Tuinslang;
• Sproeikop;
• Schroeven;
• Spijkers.

Gereedschap:

• Houtzaag;
• Hamer;
• Schroevendraaier;
• Boor;
• Lijmpistool;
• Nietpistool;
• Schaar.

1. samm: testige Van Druksensorenit

Voor het verkrijgen van betrouwbare meetresultaten is het belangrijk data er wordt gewerkt met goede druksensoren. Sellega saate tutvuda druksensoren stabiilses versioonis verschillende waterdiepte. Zie het bijgevoegde plaatje van een druksensor. Stabiilselt 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 on het stopcontact.
3. Voltmeeter geeft nu een waarde aan. Deze waarde (ongeveer) stabieli kontroll on.
4. Duw de druksensor onder vesi de emmer met vees.
5. Check of het gemeten pinge verandert bij verschillende waterdiepten en of dat het gemeten voltage stabiel is bij verschillende waterdieptes.

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

2. samm: Elektrische Circuit Maken Op Het leivalaud

2. etapp on hetke maket van het elektrische circuit op het breadboard.

1. Druk de Photon hetke leivaplaadis.
2. Verbind de Photon ja sülearvuti Power Bankist.
3. Maak de elektrische schakeling na die in het eerste bijgevoegde plaatje te zien is.

Enige uitleg over de elektrische schakeling is vereist.

De ene helft van het breadboard on bedoeld voor de bedrading van de afvoermeter en de andere helft voor de bedrading van de regenmeter. Twee weerstanden per meter zijn gebruikt zodat het pinge verschaalt kan worden. De Photon saab nimetada maksimaalse pinge van 3.3 Volt. Zie het tweede bijgevoegde plaatje voor een schematische weergave van de schakeling die voor beide sensoren gemaakt moet worden.

Lüliti, millest me aru saame, on skeemis mõnevõrra 3300 oomi ja rechter on 10000 oomi, 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 varjatud!).

Het pinge üle de afvoermeter kan met behulp van een geschreven code (zie stap 5) of via een telefoon (zie stap 4) worden afgelezen bij pin A4 en het pinge over de regenmeter kan op de zelfde manier worden afgelezen bij pin A0. De Photon volt voltmeeter.

4. Koppel de voltmeter los van het 'kastje'.

5. Verbind het breadboard aan het 'kastje'.

3. samm: Elektrische Circuit Testen M.b.v. Telefon

Het elektrische circuit can nu getest worden met behulp van een mobiele telefoon. Sellega saate tutvuda Tinkeriga, mis on Photon automatisch heeft programm.

1. Laadige alla rakendus Particle.
2. Verbind de Photon on Powerbanki sülearvuti.
3. Rakenduse Photon verbind, rakenduse staažikas teenus.
4. Verbind de Photon Internetis, võrgus, mis on saadaval rakenduses. Als de Photon verbonden is, 'ademt' het controle lampje in het lichtblauw.
5. Bij 'Your Devices', klõpsa de zojuist verbonden Photon.
6. Klõpsake nuppu „Tinker”, „pin-layout” on nüüd saadaval. In het bijgevoegde plaatje is te zien hoe dit er ongeveer uit zou moeten zien.
7. Klõpsake A0 ja A4.

Als het goed is zullen naast beide pinnen waardes verschijnen tussen de 0 et 4096. 4096 staat gelijk aan 3, 3 Volt. De waardes hangen af van de onderwaterdiepte van de sensor. Kui soovite teada, millised on geokontroleeri uksed, andurid op verschillende waterdiepten te hangen en bij elke waterdiepte op A0 ja A4 te klikken. Hoe dieper de sensor, hoe hoger het getal dat verschijnt.

Samm 4: Het Maken Van De Bak En De Meters

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

De bak

1. Pak één 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. PVC -poest valmistatud uks, mis on peidetud langsrichtingisse.
5. Zaag een gat in de kist zodat de PVC-buis hier doorheen kan en uitkomt buiten de kist.
6. Bevestig kippengaas üle 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 of een nietpistool.
8. Uurige seda tweede laag kippengaas üle de gehele onderkant van de bak.
9. Uurige het gootje in de bak met behulp van een lijmpistool of waterdicht duct tape.
10. Bevestig het houten plankje (10 bij 40 cm) aan de onderkant van de kist, onder de goot. See geeft het geheel extra stevigheid.
11. Zaag de houtenbalken (4 x 4 cm, 2 meetrit) ja 50 cm pikkune.
12. Uurige gezaagde balken onder elke hoek van de kist. Hiervoor kunnen schroeven gebruikt worden of een lijmpistool.
13. Verstevig het geheel door het aanbrengen van 2 houten plankjes (10 bij 10 cm) op elke hoek van de kist. De plankjes vormen een extra verbinding tussen de balken en de kist.
14. Zet de overgebleven houten kist onder de gemaakte bak.

Regenmeter

1. Pak één van de trechters.
2. Verbind één van de buisjes (läbimõõt 15 mm) aan de onderkant van de trechter, met behulp van een lijmpistool en duct tape.
3. Maak een gaatje in het katoen dat bevestigd is aan de onderkant van de bak, zodat het buisje hierdoor kan worden gestoken.
4. Steek het buisje met 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 on nu klaar!

Söötja

1. Pak de overgebleven trechter.
2. Verbind het overgebleven buisje (läbimõõt 15 mm) aan de onderkant van de trechter, met behulp van een lijmpistool en duct tape.
3. Zaag het overgebleven deel van de PVC buis op maat (on 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 met 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 on nu klaar!

Samm 5: de kodeerimine

Kopieer de onderstaande code of maak zelf een soortgelijke code.

1. int analoogPin1 = A4;
2. // Afvoermeter int analoogPin2 = A0;
3. // Regenmeter int delayTime = 1000; ujuk vanaMaht1 = 0,0;
4. // Afvoermeter float oldVolume2 = 0.0;
5. // Regenmeter float Data [10] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; int t = 0; // qsort nõuab teil sortimisfunktsiooni loomist int sort_desc (const void *cmp1, const void *cmp2) {// Vajadus tühistada *int
6. int a = *((int *) cmp1);
7. int b = *((int *) cmp2);
8. // Võrdlus
9. tagasi a> b? -1: (a <b? 1: 0);
10. // Lihtsam, ilmselt kiirem viis:
11. // tagasitulek b - a;
12. }
13. tühine seadistus () {
14. }
15. void loop () {
16. int mõõtmine1 = analogRead (analogPin1);
17. ujuk Volt_measurement1 = (ujuk) mõõtmine1 * 0,0008056641 * 13300 /10000; // Volt
18. ujuk Depth_measurement1 = Volt_measurement1 * 100; // millimeeter
19. ujuki pindala1 = 3404,966521; // vierkante millimeeter
20. float Volume_measurement1 = Depth_measurement1 * Area1; // kubieke millimeeter
21. float dVolume1 = Helitugevuse mõõtmine1 - vana maht 1;
22. oldVolume1 = Helitugevuse mõõtmine1;
23. int mõõtmine2 = analogRead (analogPin2);
24. ujuk Volt_measurement2 = (ujuk) mõõtmine2 * 0,0008056641 * 13300 /10000; // Volt
25. ujuk Depth_measurement2 = Volt_measurement2 * 87,5; // millimeeter
26. ujuki pindala2 = 3404,966521; // vierkante millimeeter
27. float Volume_measurement2 = Depth_measurement2 * Area2; // kubieke millimeeter
28. float dVolume2 = Helitugevuse mõõtmine2 - vana maht 2;
29. oldVolume2 = Helitugevuse mõõtmine2;
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. viivitus (delayTime);
33. Andmed [t] = Infiltratsiooni_voo kiirus;
34. t += 1;
35. kui (t == 10) {
36. // Massiivi üksuste arv
37. int Andmete_pikkus = sizeof (andmed) / sizeof (andmed [0]);
38. // qsort - viimane parameeter on sortimisfunktsiooni funktsiooni kursor
39. qsort (andmed, andmete_pikkus, suurus (andmed [0]), sort_desc);
40. float median_Infiltration_flowrate = ((andmed [4] + andmed [5])/2);
41. Particle.publish ("teema", string (mediaan_Infiltratsioonivoo kiirus, 2));
42. // See on nüüd sorteeritud
43. t = 0;
44. }
45. }

In deze kood moeten enkele parameetrid aangepast worden aan jouw konstruktsioon. Dit zijn: de getallen in regel 18 en 25 die aangeven hoeveel de diepte verandert is als je 1 volt meer meet van je sensor, de grootte van het oppervlak van de grond (gezien van bovenaf) in regel 31, de grootte van het oppervlak van het gootje gedeeld door de grootte van het oppervlak van de trechter van de regenmeter in regel 30, de grootte van het oppervlak van jouw regenmeter in regel 26 en de grootte van het oppervlak van jouw afvoermeter in regel 19.

Verder moet je in regel 41 de naam die je bij het publiceren wil hebben staan, billeren.

Als de code gemaakt is, 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 document type kiezen om je data in te publiceren en ook kiezen hoe het gepubliceerd wordt.

6. samm: Sensoren Bevestigen

Konstruktsiooni ja koodide gemaakt on en de sensoren getest zijn, is het mogelijk om de sensoren te bevestigen aan de construction.

Hiervoor moeten de druksensoren on 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 construction, op een plek waar geen water zal komen. Als dit gedaan is, can je de meetbuizen onder de construction, zetten zodat het water erin zal komen als je gaat testen.

7. samm: Kalibreren

Nu dat de sensoren vastus, 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. Als de sensoren precies onderwater zitten zouden ze 0 Volt moeten aangeven. Als dit niet zo is, kalibreer ja het kastje van de sensor zo dat er wel 0 uitkomt of corrigeer in je code voor de startwaarde die je meet.

8. samm: Klaar Om Te Testen

Je kan nu het geheel gaan testen.

Zorg dat je voor het beginnen met met 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.