Un misuratore di temperatura, conducibilità e livello dell'acqua in tempo reale: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Queste istruzioni descrivono come costruire un contatore dell'acqua a basso costo, in tempo reale, per il monitoraggio della temperatura, della conduttività elettrica (CE) e dei livelli dell'acqua nei pozzi scavati. Lo strumento è progettato per essere appeso all'interno di un pozzo scavato, misurare la temperatura dell'acqua, la CE e il livello dell'acqua una volta al giorno e inviare i dati tramite WiFi o connessione cellulare a Internet per la visualizzazione e il download immediati. Il costo delle parti per costruire il misuratore è di circa 230 Can$ per la versione WiFi e 330 Can$ per la versione cellulare. Il contatore dell'acqua è mostrato nella Figura 1. Un rapporto completo con le istruzioni per la costruzione, l'elenco delle parti, i suggerimenti per la costruzione e il funzionamento del contatore e come installare il contatore in un pozzo d'acqua è fornito nel file allegato (EC Meter Instructions.pdf). Una versione pubblicata in precedenza di questo contatore dell'acqua è disponibile solo per il monitoraggio dei livelli dell'acqua (https://www.instructables.com/id/A-Real-Time-Well-…).

Lo strumento utilizza tre sensori: 1) un sensore ad ultrasuoni per misurare la profondità dell'acqua nel pozzo; 2) un termometro impermeabile per misurare la temperatura dell'acqua e 3) una comune presa domestica a due punte, che viene utilizzata come sensore EC a basso costo per misurare la conduttività elettrica dell'acqua. Il sensore a ultrasuoni è collegato direttamente alla custodia del misuratore, che pende nella parte superiore del pozzo e misura la distanza tra il sensore e il livello dell'acqua nel pozzo; il sensore ad ultrasuoni non è a diretto contatto con l'acqua del pozzo. I sensori di temperatura ed EC devono essere immersi nell'acqua; questi due sensori sono fissati alla cassa del misuratore con un cavo sufficientemente lungo da consentire ai sensori di estendersi al di sotto del livello dell'acqua.

I sensori sono collegati a un dispositivo Internet-of-Things (IoT) che si connette a una rete Wi-Fi o cellulare e invia i dati dell'acqua a un servizio Web per essere rappresentati graficamente. Il servizio web utilizzato in questo progetto è ThingSpeak.com (https://thingspeak.com/), che è gratuito per piccoli progetti non commerciali (meno di 8.200 messaggi/giorno). Affinché la versione WiFi del misuratore funzioni, deve trovarsi vicino a una rete WiFi. I pozzi d'acqua domestici spesso soddisfano questa condizione perché si trovano vicino a una casa con WiFi. Lo strumento non include un data logger, ma invia i dati dell'acqua a ThingSpeak dove vengono archiviati nel cloud. Pertanto, se si verifica un problema di trasmissione dei dati (ad es. durante un'interruzione di Internet) i dati sull'acqua per quel giorno non vengono trasmessi e vengono persi in modo permanente.

Il design del contatore qui presentato è stato modificato dopo un contatore che è stato realizzato per misurare i livelli dell'acqua in un serbatoio dell'acqua domestica e segnalare il livello dell'acqua tramite Twitter (https://www.instructables.com/id/Wi-Fi-Twitter-Wat…). Le principali differenze tra il design originale e il design qui presentato sono la capacità di far funzionare lo strumento con batterie AA invece di un adattatore di alimentazione cablato, la capacità di visualizzare i dati in un grafico di serie temporali invece di un messaggio Twitter, l'uso di un sensore a ultrasuoni progettato specificamente per misurare i livelli dell'acqua e l'aggiunta di sensori di temperatura ed EC.

Il sensore EC a basso costo e su misura, realizzato con una comune presa domestica, si basava su un design del sensore per misurare le concentrazioni di fertilizzanti in un'operazione idroponica o acquaponica (https://hackaday.io/project/7008-fly -guerre-un-hacker…). Le misurazioni della conducibilità dal sensore EC sono compensate in temperatura utilizzando i dati di temperatura forniti dal sensore di temperatura dell'acqua. Il sensore EC su misura si basa su un semplice circuito elettrico (partitore di tensione CC) che può essere utilizzato solo per misurazioni di conducibilità discrete relativamente veloci (cioè non per misurazioni EC continue). Le misurazioni della conducibilità con questo design possono essere eseguite circa ogni cinque secondi. Poiché questo circuito utilizza la corrente CC anziché la corrente CA, l'esecuzione di misurazioni della conduttività a intervalli di meno di cinque secondi può causare la polarizzazione degli ioni nell'acqua, portando a letture imprecise. Il sensore EC personalizzato è stato testato con un misuratore EC commerciale (YSI EcoSense pH/EC 1030A) ed è stato riscontrato che misura la conduttività entro circa il 10% del misuratore commerciale per soluzioni entro ±500 uS/cm del valore di calibrazione del sensore. Se lo si desidera, il sensore EC su misura a basso costo può essere sostituito con una sonda commerciale, come la sonda di conducibilità Atlas Scientific (https://atlas-scientific.com/probes/conductivity-p…).

Il contatore dell'acqua in questo rapporto è stato progettato e testato per pozzi scavati di grande diametro (0,9 m di diametro interno) con acque poco profonde (meno di 10 m sotto la superficie del suolo). Tuttavia, potrebbe essere potenzialmente utilizzato per misurare i livelli dell'acqua in altre situazioni, come pozzi di monitoraggio ambientale, pozzi trivellati e corpi idrici superficiali.

Di seguito sono fornite istruzioni dettagliate per la costruzione del contatore dell'acqua. Si consiglia al costruttore di leggere tutte le fasi di costruzione prima di iniziare il processo di costruzione del contatore. Il dispositivo IoT utilizzato in questo progetto è un Particle Photon, e quindi nelle sezioni seguenti i termini "dispositivo IoT" e "Photon" vengono utilizzati in modo intercambiabile.

Forniture

Tabella 1: Elenco delle parti

Parti elettroniche:

Sensore di livello dell'acqua – MaxBotix MB7389 (raggio di 5 m)

Sensore di temperatura digitale impermeabile

Dispositivo IoT - Particle Photon con intestazioni

Antenna (antenna installata all'interno della custodia dello strumento) – Connettore 2,4 GHz, 6dBi, IPEX o u. FL, lunghezza 170 mm

Cavo di prolunga per realizzare la sonda di conducibilità - 2 poli, cavo esterno comune, lunghezza 5 m

Cavo utilizzato per prolungare la sonda di temperatura, 4 conduttori, lunghezza 5 m

Cavo – cavo jumper con connettori a pressione (lunghezza 300 mm)

Pacco batteria – 4 X AA

Batterie – 4 X AA

Parti idrauliche e hardware:

Tubo - ABS, diametro 50 mm (2 pollici), lunghezza 125 mm

Tappo superiore, ABS, 50 mm (2 pollici), filettato con guarnizione per una tenuta stagna

Tappo inferiore, PVC, 50 mm (2 pollici) con filettatura NPT femmina da ¾ di pollice per adattarsi al sensore

2 raccordi per tubi, ABS, 50 mm (2 pollici) per collegare il tappo superiore e inferiore al tubo ABS

Bullone a occhiello e 2 dadi, acciaio inossidabile (1/4 di pollice) per realizzare un gancio sul tappo superiore

Altri materiali: nastro isolante, nastro in teflon, termoretraibile, flacone per pillole per realizzare la copertura del sensore EC, saldatura, silicone, colla per il montaggio della custodia

Passaggio 1: assemblare la custodia del misuratore

Assemblare la custodia del misuratore come mostrato nelle Figure 1 e 2 sopra. La lunghezza totale del misuratore assemblato, da punta a punta, compreso il sensore e il golfare, è di circa 320 mm. Il tubo in ABS del diametro di 50 mm utilizzato per realizzare la cassa del contatore deve essere tagliato a una lunghezza di circa 125 mm. Ciò consente uno spazio sufficiente all'interno del case per ospitare il dispositivo IoT, il pacco batteria e un'antenna interna lunga 170 mm.

Sigillare tutte le giunzioni con silicone o colla ABS per rendere la custodia a tenuta stagna. Questo è molto importante, altrimenti l'umidità può penetrare all'interno della custodia e distruggere i componenti interni. All'interno della custodia è possibile inserire una piccola confezione di essiccante per assorbire l'umidità.

Installare un bullone a occhiello nel tappo superiore praticando un foro e inserendo il bullone a occhiello e il dado. È necessario utilizzare un dado sia all'interno che all'esterno della custodia per fissare il bullone a occhiello. Silicone all'interno del tappo in corrispondenza del foro del bullone per renderlo a tenuta stagna.

Passaggio 2: collegare i cavi ai sensori

Sensore di livello dell'acqua:

Tre fili (vedi Figura 3a) devono essere saldati al sensore di livello dell'acqua per collegarlo al Photon (cioè i pin del sensore GND, V+ e Pin 2). Saldare i fili al sensore può essere difficile perché i fori di connessione sul sensore sono piccoli e ravvicinati. È molto importante che i fili siano saldati correttamente al sensore in modo che vi sia una buona connessione fisica ed elettrica e che non ci siano archi di saldatura tra i fili adiacenti. Una buona illuminazione e una lente d'ingrandimento aiutano nel processo di saldatura. Per coloro che non hanno precedenti esperienze di saldatura, si consiglia di fare pratica con la saldatura prima di saldare i fili al sensore. Un tutorial online su come saldare è disponibile da SparkFun Electronics (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…).

Dopo che i fili sono stati saldati al sensore, l'eventuale filo scoperto in eccesso che sporge dal sensore può essere tagliato con tronchesi per una lunghezza di circa 2 mm. Si consiglia di coprire i giunti di saldatura con uno spesso cordone di silicone. Ciò conferisce alle connessioni una maggiore resistenza e riduce la possibilità di corrosione e problemi elettrici alle connessioni del sensore se l'umidità penetra nella custodia del misuratore. Il nastro isolante può anche essere avvolto attorno ai tre fili in corrispondenza della connessione del sensore per fornire ulteriore protezione e scarico della trazione, riducendo la possibilità che i fili si rompano ai giunti di saldatura.

I fili del sensore possono avere connettori di tipo push-on (vedere la Figura 3b) a un'estremità per il collegamento al Photon. L'utilizzo di connettori a pressione facilita il montaggio e lo smontaggio del misuratore. I cavi del sensore devono essere lunghi almeno 270 mm in modo che possano estendersi per l'intera lunghezza della custodia del misuratore. Questa lunghezza consentirà al Photon di essere collegato dall'estremità superiore del case con il sensore in posizione all'estremità inferiore del case. Si noti che questa lunghezza di filo consigliata presuppone che il tubo ABS utilizzato per realizzare la cassa del misuratore sia tagliato a una lunghezza di 125 mm. Confermare prima di tagliare e saldare i fili al sensore che una lunghezza del filo di 270 mm è sufficiente per estendersi oltre la parte superiore della custodia del misuratore in modo che il Photon possa essere collegato dopo che la custodia è stata assemblata e il sensore è fissato in modo permanente a il caso.

Il sensore del livello dell'acqua può ora essere collegato alla custodia del misuratore. Dovrebbe essere avvitato saldamente nel tappo inferiore, utilizzando nastro in teflon per garantire una tenuta stagna.

Termometro:

Il sensore di temperatura impermeabile DS18B20 ha tre fili (Fig. 4), che di solito sono di colore rosso (V+), nero (GND) e giallo (dati). Questi sensori di temperatura in genere vengono forniti con un cavo relativamente corto, lungo meno di 2 m, che non è abbastanza lungo da consentire al sensore di raggiungere il livello dell'acqua nel pozzo. Pertanto, il cavo del sensore deve essere esteso con un cavo impermeabile e unito al cavo del sensore con una giunzione impermeabile. Questo può essere fatto rivestendo le connessioni di saldatura con silicone, seguito da termoretraibile. Le istruzioni per realizzare una giunzione impermeabile sono fornite qui: https://www.maxbotix.com/Tutorials/133.htm. Il cavo di prolunga può essere realizzato utilizzando una comune linea di prolunga telefonica esterna, che ha quattro conduttori ed è prontamente disponibile per l'acquisto online a basso costo. Il cavo dovrebbe essere sufficientemente lungo in modo che il sensore di temperatura possa estendersi dalla custodia del misuratore ed essere immerso nell'acqua nel pozzo, compreso un margine per la caduta del livello dell'acqua.

Affinché il sensore di temperatura funzioni, è necessario collegare una resistenza tra i fili rosso (V+) e giallo (dati) del sensore. Il resistore può essere installato all'interno della custodia del misuratore direttamente sui pin Photon a cui si collegano i fili del sensore di temperatura, come elencato di seguito nella Tabella 2. Il valore del resistore è flessibile. Per questo progetto è stato utilizzato un resistore da 2,2 kOhm, tuttavia, qualsiasi valore compreso tra 2,2 kOhm e 4,7 kOhm funzionerà. Il sensore di temperatura richiede anche un codice speciale per funzionare. Il codice del sensore di temperatura verrà aggiunto in seguito, come descritto nella Sezione 3.4 (Impostazione del software). Ulteriori informazioni sul collegamento di un sensore di temperatura a un Photon sono disponibili nel tutorial qui:

Il cavo per il sensore di temperatura deve essere inserito attraverso la custodia del misuratore in modo che possa essere collegato al Photon. Il cavo deve essere inserito attraverso la parte inferiore della custodia praticando un foro attraverso il cappuccio inferiore della custodia (Fig. 5). Lo stesso foro può essere utilizzato per inserire il cavo del sensore di conducibilità, come descritto nella Sezione 3.2.3. Dopo aver inserito il cavo, il foro deve essere accuratamente sigillato con silicone per evitare che l'umidità penetri nella custodia.

Sensore di conducibilità:

Il sensore EC utilizzato in questo progetto è costituito da una spina elettrica standard nordamericana di tipo A, a 2 poli, inserita attraverso un "flacone di pillole" di plastica per controllare gli "effetti muro" (Fig. 6). Gli effetti della parete possono influenzare le letture della conduttività quando il sensore si trova a circa 40 mm da un altro oggetto. L'aggiunta del flacone per pillole come custodia protettiva attorno al sensore controllerà gli effetti della parete se il sensore è a stretto contatto con il lato del pozzo dell'acqua o con un altro oggetto nel pozzo. Viene praticato un foro attraverso il tappo del flacone per pillole per inserire il cavo del sensore e il fondo del flacone per pillole viene tagliato in modo che l'acqua possa fluire nel flacone ed essere a diretto contatto con i poli del tappo.

Il sensore EC ha due fili, incluso un filo di terra e un filo dati. Non importa quale polo della spina si sceglie per i cavi di terra e dati. Se viene utilizzata una prolunga sufficientemente lunga per realizzare il sensore EC, il cavo sarà sufficientemente lungo da raggiungere il livello dell'acqua nel pozzo e non sarà necessaria alcuna giunzione impermeabile per estendere il cavo del sensore. Un resistore deve essere collegato tra il cavo dati del sensore EC e un pin Photon per fornire alimentazione. Il resistore può essere installato all'interno della custodia del misuratore direttamente sui pin Photon dove si collegano i fili del sensore EC, come elencato di seguito nella Tabella 2. Il valore del resistore è flessibile. Per questo progetto è stata utilizzata una resistenza da 1 kOhm; tuttavia, qualsiasi valore compreso tra 500 Ohm e 2,2 kOhm funzionerà. Valori di resistenza più alti sono migliori per misurare soluzioni a bassa conduttività. Il codice incluso in queste istruzioni utilizza un resistore da 1 kOhm; se si utilizza un resistore diverso, il valore del resistore deve essere regolato nella riga 133 del codice.

Il cavo per il sensore EC deve essere inserito attraverso la custodia del misuratore in modo che possa essere collegato al Photon. Il cavo deve essere inserito attraverso la parte inferiore della custodia praticando un foro attraverso il cappuccio inferiore della custodia (Fig. 5). Lo stesso foro può essere utilizzato per inserire il cavo del sensore di temperatura. Dopo aver inserito il cavo, il foro deve essere accuratamente sigillato con silicone per evitare che l'umidità penetri nella custodia.

Il sensore EC deve essere calibrato utilizzando un misuratore EC commerciale. La procedura di calibrazione viene eseguita sul campo, come descritto nella Sezione 5.2 (Procedura di impostazione sul campo) del rapporto allegato (EC Meter Instructions.pdf). La calibrazione viene eseguita per determinare la costante di cella per il misuratore EC. La costante di cella dipende dalle proprietà del sensore EC, incluso il tipo di metallo di cui sono fatti i rebbi, la superficie dei rebbi e la distanza tra i rebbi. Per una spina standard di tipo A come quella utilizzata in questo progetto, la costante di cella è di circa 0,3. Ulteriori informazioni sulla teoria e sulla misurazione della conducibilità sono disponibili qui: https://support.hach.com/ci/okcsFattach/get/100253… e qui:

Passaggio 3: collegare sensori, batteria e antenna al dispositivo IoT

Collegare i tre sensori, la batteria e l'antenna al Photon (Fig. 7) e inserire tutte le parti nella custodia del misuratore. La Tabella 2 fornisce un elenco delle connessioni dei pin indicate nella Figura 7. I sensori e i fili del pacco batteria possono essere collegati mediante saldatura direttamente al Photon o con connettori di tipo push-on che si collegano ai pin dell'intestazione sul lato inferiore del Photon (come si vede in Fig. 2). L'uso di connettori a pressione facilita lo smontaggio del misuratore o la sostituzione del Photon in caso di guasto. La connessione dell'antenna sul Photon richiede un connettore di tipo u. FL (Fig. 7) e deve essere spinta molto saldamente sul Photon per effettuare la connessione. Non installare le batterie nel pacco batterie finché lo strumento non è pronto per essere testato o installato in un pozzo. Non c'è un interruttore on/off incluso in questo design, quindi lo strumento si accende e si spegne installando e rimuovendo le batterie.

Tabella 2: Elenco delle connessioni pin sul dispositivo IoT (Particle Photon):

Fotone pin D2 - collegare a - sensore WL pin 6, V+ (filo rosso)

Pin D3 del fotone - collegare a - pin 2 del sensore WL, dati (filo marrone)

Pin fotone GND - collegare a - pin 7 del sensore WL, GND (filo nero)

Pin D5 del fotone - collegare a - Sensore di temperatura, dati (filo giallo)

Pin fotonico D6 - collegare a - Sensore di temperatura, V+ (filo rosso)

Pin fotonico A4 - collegare a - Sensore di temperatura, GND (filo nero)

Pin Photon da D5 a D6 - Sensore di temperatura, resistore R1 (collegare un resistore da 2,2k tra i pin Photon D5 e D6)

Pin del fotone A0 - collegare a - Sensore EC, dati

Pin fotone A1 - collegare a - sensore EC, GND

Pin Photon da A2 a A0 - Sensore EC, resistore R2 (collegare un resistore da 1k tra i pin Photon A0 e A2)

Pin fotone VIN - collegare a - Pacco batteria, V+ (filo rosso)

Pin fotone GND - collegare a - Pacco batteria, GND (filo nero)

Pin u. FL Photon - collegare a - Antenna

Passaggio 4: configurazione del software

Sono necessari cinque passaggi principali per configurare il software per lo strumento:

1. Creare un account Particle che fornirà un'interfaccia online con Photon. Per fare ciò, scarica l'app mobile Particle su uno smartphone: https://docs.particle.io/quickstart/photon/. Dopo aver installato l'app, crea un account Particle e segui le istruzioni online per aggiungere Photon all'account. Tieni presente che eventuali Photon aggiuntivi possono essere aggiunti allo stesso account senza la necessità di scaricare l'app Particle e creare nuovamente un account.

2. Crea un account ThingSpeak https://thingspeak.com/login e imposta un nuovo canale per visualizzare i dati del livello dell'acqua. Un esempio di una pagina Web ThingSpeak per un contatore dell'acqua è mostrato nella Figura 8, che può essere visualizzato anche qui: https://thingspeak.com/channels/316660 Le istruzioni per l'impostazione di un canale ThingSpeak sono fornite all'indirizzo: https://docs.particle.io/tutorials/device-cloud/we… Tieni presente che è possibile aggiungere canali aggiuntivi per altri Photon allo stesso account senza la necessità di creare un altro account ThingSpeak.

3. È necessario un "webhook" per trasferire i dati sul livello dell'acqua dal Photon al canale ThingSpeak. Le istruzioni per l'impostazione di un webhook sono fornite nell'Appendice B del rapporto allegato (EC Meter Instructions.pdf) Se viene costruito più di un contatore dell'acqua, è necessario creare un nuovo webhook con un nome univoco per ogni Photon aggiuntivo.

4. Il webhook che è stato creato nel passaggio precedente deve essere inserito nel codice che gestisce il Photon. Il codice per la versione WiFi del misuratore di livello dell'acqua è fornito nel file allegato (Code1_WiFi_Version_ECMeter.txt). Su un computer, vai alla pagina web di Particle https://thingspeak.com/login accedi all'account Particle e vai all'interfaccia dell'app Particle. Copia il codice e usalo per creare una nuova app nell'interfaccia dell'app Particle. Inserisci il nome del webhook creato sopra nella riga 154 del codice. Per fare ciò, elimina il testo all'interno delle virgolette e inserisci il nuovo nome del webhook all'interno delle virgolette nella riga 154, che recita come segue: Particle.publish("Insert_Webhook_Name_Inside_These_Quotes".

5. Il codice può ora essere verificato, salvato e installato su Photon. Quando il codice è verificato, restituirà un errore che dice "OneWire.h: nessun file o directory". OneWire è il codice della libreria che esegue il sensore di temperatura. Questo errore deve essere corretto installando il codice OneWire dalla libreria Particle. Per fare ciò, vai all'interfaccia dell'app Particle con il tuo codice visualizzato e scorri verso il basso fino all'icona Librerie sul lato sinistro dello schermo (situata appena sopra l'icona del punto interrogativo). Fare clic sull'icona Librerie e cercare OneWire. Seleziona OneWire e fai clic su "Includi nel progetto". Scegli il nome della tua app dall'elenco, fai clic su "Conferma" e quindi salva l'app. Questo aggiungerà tre nuove righe all'inizio del codice. Queste tre nuove righe possono essere cancellate senza alterare il codice. Si consiglia di eliminare queste tre righe in modo che i numeri di riga del codice corrispondano alle istruzioni in questo documento. Se le tre righe vengono lasciate in posizione, tutti i numeri di riga del codice discussi in questo documento verranno avanzati di tre righe. Si noti che il codice è archiviato e installato su Photon dal cloud. Questo codice verrà utilizzato per azionare il contatore dell'acqua quando è nel pozzo. Durante l'installazione in campo, sarà necessario apportare alcune modifiche al codice per impostare la frequenza di segnalazione su una volta al giorno e aggiungere informazioni sul pozzo d'acqua (questo è descritto nel file allegato "Istruzioni contatore CE.pdf" nella sezione intitolata “Installazione del misuratore in un pozzo d'acqua”).

Passaggio 5: testare il misuratore

La costruzione del misuratore e la configurazione del software sono ora complete. A questo punto si consiglia di testare lo strumento. Dovrebbero essere completati due test. Il primo test viene utilizzato per confermare che lo strumento può misurare correttamente i livelli dell'acqua, i valori EC e la temperatura e inviare i dati a ThingSpeak. Il secondo test viene utilizzato per confermare che il consumo energetico del Photon rientra nell'intervallo previsto. Questo secondo test è utile perché le batterie si guastano prima del previsto se il Photon utilizza troppa energia.

A scopo di test, il codice è impostato per misurare e segnalare i livelli dell'acqua ogni due minuti. Questo è un periodo di tempo pratico per attendere tra le misurazioni mentre lo strumento viene testato. Se si desidera una frequenza di misurazione diversa, modificare la variabile denominata MeasureTime nella riga 19 del codice alla frequenza di misurazione desiderata. La frequenza di misurazione viene inserita in secondi (cioè 120 secondi equivalgono a due minuti).

Il primo test può essere fatto in ufficio appendendo lo strumento sopra il pavimento, accendendolo e verificando che il canale ThingSpeak riporti accuratamente la distanza tra il sensore e il pavimento. In questo scenario di test l'impulso ultrasonico si riflette sul pavimento, che viene utilizzato per simulare la superficie dell'acqua nel pozzo. I sensori EC e di temperatura possono essere collocati in un contenitore di acqua di temperatura e conducibilità note (cioè misurata da un misuratore EC commerciale) per confermare che i sensori riportino i valori corretti al canale ThingSpeak.

Per il secondo test, la corrente elettrica tra il pacco batteria e Photon dovrebbe essere misurata per confermare che corrisponda alle specifiche nella scheda tecnica Photon: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… L'esperienza ha dimostrato che questo test aiuta a identificare i dispositivi IoT difettosi prima che vengano implementati sul campo. Misurare la corrente posizionando un misuratore di corrente tra il filo positivo V+ (filo rosso) sul pacco batteria e il pin VIN sul Photon. La corrente deve essere misurata sia in modalità operativa che in modalità deep sleep. Per fare ciò, accendere il Photon e si avvierà in modalità operativa (come indicato dal LED sul Photon che diventa di colore ciano), che funziona per circa 20 secondi. Utilizzare il misuratore di corrente per osservare la corrente di esercizio durante questo periodo. Il Photon andrà quindi automaticamente in modalità di sospensione profonda per due minuti (come indicato dallo spegnimento del LED sul Photon). Usa il misuratore di corrente per osservare la corrente del sonno profondo in questo momento. La corrente di funzionamento dovrebbe essere compresa tra 80 e 100 mA e la corrente di sospensione profonda dovrebbe essere compresa tra 80 e 100 µA. Se la corrente è superiore a questi valori, il Photon dovrebbe essere sostituito.

Il contatore è ora pronto per essere installato in un pozzo d'acqua (Fig. 9). Le istruzioni su come installare il contatore in un pozzo d'acqua, nonché suggerimenti per la costruzione e il funzionamento del contatore, sono fornite nel file allegato (EC Meter Instructions.pdf).

Passaggio 6: come realizzare una versione cellulare del misuratore

È possibile realizzare una versione cellulare del contatore dell'acqua apportando modifiche all'elenco delle parti, alle istruzioni e al codice precedentemente descritti. La versione cellulare non richiede il WiFi perché si connette a Internet tramite un segnale cellulare. Il costo delle parti per costruire la versione cellulare del contatore è di circa Can $ 330 (tasse e spese di spedizione escluse), più circa Can $ 4 al mese per il piano dati cellulare fornito con il dispositivo IoT cellulare.

Il contatore cellulare utilizza le stesse parti e fasi di costruzione sopra elencate con le seguenti modifiche:

• Sostituire il dispositivo IoT WiFi (Particle Photon) con un dispositivo IoT cellulare (Particle Electron): https://store.particle.io/collections/cellular/pro… Quando si costruisce lo strumento, utilizzare le stesse connessioni pin descritte sopra per il Versione WiFi dello strumento al passaggio 3.

• Il dispositivo IoT cellulare utilizza più energia rispetto alla versione WiFi, pertanto si consigliano due fonti di batteria: una batteria Li-Po da 3,7 V, fornita con il dispositivo IoT, e un pacco batteria con 4 batterie AA. La batteria LiPo da 3,7 V si collega direttamente al dispositivo IoT con i connettori forniti. La batteria AA è collegata al dispositivo IoT nello stesso modo descritto sopra per la versione WiFi dello strumento nel passaggio 3. I test sul campo hanno dimostrato che la versione cellulare dello strumento funzionerà per circa 9 mesi utilizzando la configurazione della batteria descritta sopra. Un'alternativa all'utilizzo sia della batteria AA che della batteria Li-Po da 3,7 V da 2000 mAh consiste nell'utilizzare una batteria Li-Po da 3,7 V con una capacità maggiore (ad es. 4000 o 5000 mAh).

• Un'antenna esterna deve essere collegata al contatore, come: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p… Assicurarsi che sia classificata per la frequenza utilizzata dal fornitore di servizi cellulari in cui l'acqua verrà utilizzato il metro. L'antenna fornita con il dispositivo IoT cellulare non è adatta per l'uso all'aperto. L'antenna esterna può essere collegata con un cavo lungo (3 m) che consente di fissare l'antenna all'esterno del pozzo in corrispondenza della testa pozzo (Fig. 10). Si consiglia di inserire il cavo dell'antenna attraverso la parte inferiore della custodia e di sigillarlo accuratamente con silicone per impedire l'ingresso di umidità (Fig. 11). Si consiglia una prolunga coassiale per esterni di buona qualità, impermeabile.

• Il dispositivo IoT cellulare funziona con un codice diverso rispetto alla versione WiFi del misuratore. Il codice per la versione cellulare del contatore è fornito nel file allegato (Code2_Cellular_Version_ECMeter.txt).