The Making Of: Un Mini Sprinkler Meting (gruppo 12): 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Gruppo 12

Noortje Romeijn 4651464

Milton Fox 4652622

Deze Instructable è geschreven di Milton Fox (studente Maritieme Techniek, TU Delft) e 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' è onderdeel van deze minor. Voor dit vak kregen wij de opdracht een meetapparaat te ontwikkelen dat met behulp van een of meerdere sensor een fenomeen uit de water-wereld kan meten.

Wij hebben gekozen om een meetapparaat te ontwikkelen dat de infiltratiesnelheid kan bepalen. Dit is de snelheid waarmee water in de grond infiltreert. L'apparato di incontro è basato su un metodo migliore: la misurazione degli irrigatori. Le parole di misurazione degli irrigatori sono state utilizzate su misuratori di protezione speciali con una grande quantità di metri di distanza. Met behulp van sprinkler wordt een bepaalde neerslag gesimuleerd. Het proefgebiedje heeft een kleine helling waarlangs het niet-geïnfiltreerde water afstroomt. Dit water wordt opgevangen in een goot. De afvoer in de goot wordt doorlopend gemeten.

Ons ontwikkelde meetapparaat bestaat uit een kleine bak met een gootje. In de bak wordt grond onder een schuine helling geplaatst. Regen wordt gesimuleerd con un tuinslang con un sproeikop. In de grond staat een regenmeter die de regenintensiteit bepaald. Onder het gootje staat een afvoermeter die de afvoer bepaald. Zowel de regenmeter e afvoermeter werken met behulp van een druksensor. De infiltratiesnelheid kan bepaald worden met de volgende formule: (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 è te zien in de bijgevoegde afbeelding.

Forniture

Materiale:

• Il farro gevuld ha incontrato l'acqua;
• Voltmetro incontrato russare;
• 2 sensori per bevande;
• 2 stekker per il servizio di pulizia;
• 2 contatti di arresto;
• 'Kastje' (om sensor te kalibreren en voor stroomvoorziening sensor);
• tagliere;
• Fotone particellare;
• Il computer portatile;
• Accumulatore di energia;
• Cavo micro-USB;
• Tagliere draden;
• 2 snoertjes die het 'kastje' met het breadboard kunnen verbinden;

• Weerstanden;

  • 2 keer 3300 Ohm.
  • 2 keer 10000 Ohm.
• telefono cellulare;
• 2 cucinini, +- 40 bij 40 cm;
• 2 houten balken, afmeting +- 4 cm bij 4 cm, 2 metri di lunghezza;
• 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;
• Busta in PVC, diametro 75 mm, lunghezza 1 metro;
• Guaina in PVC, diametro 75 mm;
• Nastro adesivo
• Grote waterfles met rechte wanden;
• 2 trechter;
• 2 buisjes, diametro 15 mm;
• Tuinslang;
• Sproeikop;
• Schroeven;
• Spijkers.

Tipologia:

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

Passaggio 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 stabileit van de druksensoren kan als volgt getest worden:

1. Verbind een druksensor, uno stekker e de voltmeter aan èen van de kastjes. Zie het tweede bijgevoegde plaatje voor hoe dit precies moet.
2. Doe de stekker in het stopcontact.
3. De voltmeter geeft nu een waarde aan. Il controllo di deze waarde (ongeveer) stabiel è.
4. Duw de druksensor sull'acqua in de emmer met water.
5. Check of het gemeten voltage verandert bij verschillende waterdiepten en of dat het gemeten voltage stabiel is bij verschillende waterdieptes.

Als de druksensor e tutti i controlli voldoet, kan deze worden toegepast. Herhaal de stappen ha incontrato de tweede druksensor, de tweede stekker e het tweede kastje.

Passaggio 2: Tagliere elettrico realizzato con circuito elettrico

La fase 2 è la creazione del circuito elettrico sulla breadboard.

1. Druk de Photon nella breadboard.
2. Verbind de Photon ha incontrato un laptop o un powerbank.
3. Maak de elektrische schakeling na die in het eerste bijgevoegde plaatje te zien is.

Enige uitleg over de elektrische schakeling è vereist.

Un altro supporto per la breadboard è adatto per la misurazione del letto e dell'afvoermeter e altri supporti per il riempimento del contatore. Due parametri per metro zijn gebruikt zodat het voltage 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 sensorn 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!).

La tensione sul misuratore di tensione può soddisfare un codice di controllo (a parte 5) di un telefono (a seconda di 4) parole sul pin A4 e la tensione sul misuratore di tensione su tutte le parole diverse sul pin A0. De Photon vervangt dus eigenlijk de voltmeter.

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

5. Verbind het breadboard aan het 'kastje'.

Passaggio 3: test del circuito elettrico M.b.v. telefono

Il circuito elettrico non consente di ottenere parole con il telefono cellulare. Questo ha incontrato il successo di Tinker, un programma automatico di Photon heeft.

1. Scarica l'app de Particle.
2. Verbind de Photon su un laptop di powerbank che si trova in piedi.
3. Verbind de Photon aan de app, volg hiervoor de stappen in de app.
4. Verbind de Photon ha incontrato het internet, volg hiervoor opnieuw de stappen in de app. Als de Photon verbonden is, 'ademt' het controle lampje in het lichtblauw.
5. Bij 'Your Devices', fai clic su Photon.
6. Klik nu op 'Tinker', de 'pin-layout' è nu zichtbaar. In het bijgevoegde plaatje is te zien hoe dit er ongeveer uit zou moeten zien.
7. Klik op A0 in 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 gecontroleeerd door beide sensor op verschillende waterdiepten te hangen en bij elke waterdiepte op A0 en A4 te klikken. Hoe dieper de sensor, hoger het getal dat verschijnt.

Passaggio 4: Het Maken Van De Bak En De Meters

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 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 su maat zodat deze in kist past en een stukje uitsteekt.
4. Zaag de PVC buis door de midden in langsrichting.
5. È possibile utilizzare il kit in PVC-buis hier doorheen kan in uitkomt buiten de kist.
6. Bevestig kippengaas su 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 di 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 del nastro adesivo waterdicht.
10. Bevestig het houten plankje (10 per 40 cm) e onderkant van de kist, onder de goot. Dit geeft het geheel extra stevigheid.
11. Zaag de houtenbalken (4 grandi 4 cm, 2 metri di lunghezza) in stukken van ongeveer 50 cm.
12. Bevestig de 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 big 10 cm) op elke hoek van de kist. De plankjes vormen een verbinding extra tussen de balken en de kist.
14. Zet de overgebleven houten kist onder de gemaakte bak.

di rigenerazione

1. Pak één van de trechters.
2. Verbind éen van de buisjes (diametro 15 mm) e ondrkant van de trechter, con behulp van een lijmpistool e duct tape.
3. Maak een gaatje in het katoen dat bevestigd is aan de onrkant van de bak, zodat het buisje hierdoor kan worden gestureken.
4. Steek het buisje with 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. Il contatore di rigenerazione non è nuovo!

De avvoermeter

1. Pak de overgebleven trechter.
2. Verbind het overgebleven buisje (diametro 15 mm) e un adesivo da trechter, con behulp van een lijmpistool e duct tape.
3. Zaag het overgebleven deel van de PVC buis op maat (più di 40 cm) che è andato oltre il passato.
4. L'elemento di sicurezza per l'edilizia in PVC sul materiale di rivestimento di un edificio in PVC.
5. Le placche in PVC su cui si lavora e che si costruisce con un daarboven su trechter erin.
6. La lunghezza dell'opera in questo modo e quella dell'opera e di un piccolo pezzo possono essere applicate contro il PVC costruito. Il vantaggio è che non c'è niente!

Passaggio 5: de-codificare

Kopieer de onnderstaande code of maak zelf een soortgelijke code.

1. int analogicoPin1 = A4;
2. // Afvoermeter int analogPin2 = A0;
3. // Regenmeter int delayTime = 1000; float vecchioVolume1 = 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 richiede di creare una funzione di ordinamento int sort_desc(const void *cmp1, const void *cmp2) { // È necessario eseguire il cast del void * su int *
6. int a = *((int *)cmp1);
7. int b = *((int *)cmp2);
8. // Il confronto
9. restituire a > b ? -1: (a < b ? 1: 0);
10. // Un modo più semplice, probabilmente più veloce:
11. //restituisce b - a;
12. }
13. void setup() {
14. }
15. ciclo vuoto() {
16. int misura1 = analogRead(analogPin1);
17. float Volt_measurement1 = (float) misura1 * 0,0008056641 * 13300 / 10000; //Volt
18. float Depth_measurement1 = Volt_measurement1 * 100; // millimetro
19. float Area1 = 3404,966521; // millimetro lungo
20. float Misura_volume1 = Misura_profondità1 * Area1; // kubieke millimetro
21. float dVolume1 = Volume_measurement1 - oldVolume1;
22. oldVolume1 = Volume_measurement1;
23. int misura2 = analogRead(analogPin2);
24. float Volt_measurement2 = (float) misura2 * 0,0008056641 * 13300 / 10000; // Volt
25. float Depth_measurement2 = Volt_measurement2 * 87.5; // millimetro
26. float Area2 = 3404,966521; // millimetro lungo
27. float Misura_volume2 = Misura_profondità2 * Area2; // kubieke millimetro
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. ritardo(DelayTime);
33. Data[t] = Infiltration_flowrate;
34. t += 1;
35. se (t == 10){
36. // Numero di elementi nell'array
37. int Data_length = sizeof(Data) / sizeof(Data[0]);
38. // qsort - l'ultimo parametro è un puntatore alla funzione di ordinamento
39. qsort(Data, Data_length, sizeof(Data[0]), sort_desc);
40. float median_Infiltration_flowrate = ((Data[4] + Data[5])/2);
41. Particle.publish("topic", String(median_Infiltration_flowrate, 2));
42. // ora è ordinato
43. t = 0;
44. }
45. }

Nel codice deze moeten enkele parametri aangepast worden aan jouw constructie. Dit zijn: de getallen in regel 18 en 25 die aangeven hoeveel de diepte verandert is anche 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, invoeren.

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.

Passaggio 6: Sensoren Bevestigen

Nu dat de buildie en de code gemaakt is en de sensorn getest zijn, is het mogelijk om de sensorn te bevestigen aan de constructie.

Hiervoor moeten de druksensoren onder in de afvoer- en regenmeter geplaatst worden. Als de sensorn 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 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.

Passaggio 7: Kalibreren

Nu dat de sensorn vast zitten, moeten ze nog gekalibreerd worden.

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

Sluit de sensorn opnieuw aan op de voltmeter. Als de sensor precies onderwater 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.

Passaggio 8: Klaar Om Te Testen

Je kan nu het geheel gaan testen.

Zorg dat je voor het beginnen met meten alvast water in de meetbuizen zet zodat de sensorn alvast in contact zijn met water, want het kan soms zijn dat er even lucht in de sensor blijft hangen en dit zal de metting verstoren.

Je kan nu je Particle Photon jouw code laten runnen en met de tuinslang neerslag simuleren in je bak. De meetgegevens zullen automatisch gepubliceeerd worden.