Mục lục:
Video: Đường cống: 3 bước
2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31
Quy trình làm sạch đường cống hiện nay mang tính phản ứng chứ không phải là chủ động. Các cuộc gọi điện thoại được đăng ký trong trường hợp đường ống thoát nước bị tắc trong khu vực. Hơn nữa, rất khó để người nhặt rác thủ công khắc phục lỗi. Họ sử dụng phương pháp thử nghiệm để thực hiện quá trình làm sạch nhiều hố ga trong khu vực bị ảnh hưởng, lãng phí rất nhiều thời gian. Ngoài ra, nồng độ cao của các khí độc hại dẫn đến khó chịu, đau đầu, mệt mỏi, nhiễm trùng xoang, viêm phế quản, viêm phổi, chán ăn, trí nhớ kém và chóng mặt.
Giải pháp là thiết kế một nguyên mẫu, đó là một thiết bị nhỏ - với kiểu dáng của một cây bút - được nhúng vào nắp của một hố ga. Phần dưới của thiết bị tiếp xúc với bên trong miệng cống khi nắp đang đóng - bao gồm các cảm biến phát hiện mức nước bên trong cống và nồng độ của các khí bao gồm mêtan, carbon monoxide, carbon dioxide và nitơ oxit. Dữ liệu được thu thập về một trạm chính, trạm này giao tiếp với các thiết bị được lắp đặt tại mỗi hố ga qua LoRaWAN và gửi dữ liệu đến một máy chủ đám mây, nơi lưu trữ một bảng điều khiển cho các mục đích giám sát. Hơn nữa, điều này thu hẹp khoảng cách giữa chính quyền thành phố chịu trách nhiệm bảo trì hệ thống thoát nước và thu gom rác thải. Việc lắp đặt các thiết bị này trên toàn thành phố sẽ cho phép một giải pháp ngăn ngừa để xác định và xác định chính xác vị trí của đường cống bị tắc trước khi nước thải lên bề mặt.
Quân nhu
1. Cảm biến siêu âm - HC-SR04
2. Cảm biến khí - MQ-4
3. Cổng LoRa - Raspberry pi 3
4. Mô-đun LoRa - Semtech SX1272
5. NodeMCU
6. Mô-đun Buzzer
7. Pin Li-ion 500mAh, 3.7V
Bước 1:
Đối với nguyên mẫu đầu tiên, tôi sử dụng tic-tac (hộp bạc hà tươi) làm vỏ bọc. Việc gắn các cảm biến siêu âm được thực hiện theo cách để hướng Tx và Rx về phía dòng nước thải. Kết nối với cảm biến siêu âm và cảm biến khí rất dễ dàng. Chỉ cần cấp nguồn cho các cảm biến riêng lẻ và sử dụng bất kỳ chân nào trong số 8 chân kỹ thuật số có sẵn trong NodeMCU để đọc dữ liệu. Tôi đã rút ra các kết nối để hiểu rõ hơn.
Bước 2: Làm quen với SEMTECH SX1272
Bước tiếp theo của chúng tôi sẽ là cài đặt các thư viện trên NodeMCU của chúng tôi.
Bạn có thể tìm thấy các thư viện của mô-đun Semtech LoRa trong liên kết này:
Để cài đặt thư viện này:
- Cài đặt nó bằng trình quản lý Thư viện Arduino ("Phác thảo" -> "Bao gồm Thư viện" -> "Quản lý Thư viện…"), hoặc
- Tải xuống tệp zip từ github bằng nút "Tải xuống tệp ZIP" và cài đặt tệp đó bằng IDE ("Phác thảo" -> "Bao gồm Thư viện" -> "Thêm Thư viện. ZIP…"
- Sao chép kho lưu trữ git này vào thư mục sổ phác thảo / thư viện của bạn.
Để làm cho thư viện này hoạt động, Arduino của bạn (hoặc bất kỳ bo mạch nào tương thích với Arduino mà bạn đang sử dụng) phải được kết nối với bộ thu phát. Các kết nối chính xác phụ thuộc một chút vào bo mạch thu phát và Arduino được sử dụng, vì vậy phần này cố gắng giải thích mỗi kết nối dùng để làm gì và trong những trường hợp nào thì nó được (không) bắt buộc.
Lưu ý rằng mô-đun SX1272 chạy ở 3.3V và có thể không thích 5V trên các chân của nó (mặc dù biểu dữ liệu không nói gì về điều này và bộ thu phát của tôi rõ ràng không bị hỏng sau khi vô tình sử dụng 5V I / O trong vài giờ). Để an toàn, hãy đảm bảo sử dụng bộ chuyển mức hoặc Arduino chạy ở 3.3V. Bảng đánh giá Semtech có các điện trở 100 ohm mắc nối tiếp với tất cả các đường dữ liệu có thể ngăn ngừa hư hỏng, nhưng tôi sẽ không tính đến điều đó.
Bộ thu phát SX127x cần điện áp cung cấp từ 1,8V đến 3,9V. Sử dụng nguồn cung cấp 3,3V là điển hình. Một số mô-đun có một chân nguồn duy nhất (như mô-đun HopeRF, có nhãn 3.3V) nhưng những mô-đun khác để lộ nhiều chân nguồn cho các bộ phận khác nhau (như bảng đánh giá Semtech có VDD_RF, VDD_ANA và VDD_FEM), tất cả đều có thể được kết nối với nhau. Bất kỳ chân GND nào cũng cần được kết nối với (các) chân Arduino GND.
Cách giao tiếp chính với bộ thu phát là thông qua SPI (Giao diện ngoại vi nối tiếp). Điều này sử dụng bốn chân: MOSI, MISO, SCK và SS. Ba trước đây cần được kết nối trực tiếp: MOSI với MOSI, MISO với MISO, SCK với SCK. Vị trí các chân này trên Arduino của bạn khác nhau, hãy xem phần "Kết nối" của tài liệu Arduino SPI chẳng hạn. Kết nối SS (lựa chọn nô lệ) linh hoạt hơn một chút. Ở phía phụ SPI (bộ thu phát), chân này phải được kết nối với chân (thường) có nhãn NSS. Ở phía SPI master (Arduino), chân này có thể kết nối với bất kỳ chân I / O nào. Hầu hết các Arduinos cũng có một chân có nhãn "SS", nhưng điều này chỉ phù hợp khi Arduino hoạt động như một nô lệ SPI, điều này không đúng ở đây. Dù bạn chọn mã pin nào, bạn cần cho thư viện biết bạn đã sử dụng mã pin nào thông qua ánh xạ mã pin (xem bên dưới).
Các chân DIO (I / O số hóa) trên bo mạch thu phát có thể được cấu hình cho các chức năng khác nhau. Thư viện LMIC sử dụng chúng để lấy thông tin trạng thái tức thì từ bộ thu phát. Ví dụ, khi quá trình truyền LoRa bắt đầu, chân DIO0 được cấu hình làm đầu ra TxDone. Khi quá trình truyền hoàn tất, chân DIO0 được thiết bị thu phát cao, chân này có thể được phát hiện bởi thư viện LMIC. Thư viện LMIC chỉ cần truy cập vào DIO0, DIO1 và DIO2, các chân DIOx khác có thể được ngắt kết nối. Về phía Arduino, chúng có thể kết nối với bất kỳ chân I / O nào, vì việc triển khai hiện tại không sử dụng ngắt hoặc các tính năng phần cứng đặc biệt khác (mặc dù điều này có thể được thêm vào tính năng, xem thêm phần "Thời gian").
Trong chế độ LoRa, các chân DIO được sử dụng như sau:
- DIO0: TxDone và RxDone
- DIO1: RxTimeoutIn
Chế độ FSK chúng được sử dụng như sau::
- DIO0: PayloadReady và PacketSent
- DIO2: Hết giờ
Cả hai chế độ chỉ cần 2 chân, nhưng tranceiver không cho phép ánh xạ chúng theo cách mà tất cả các ngắt cần thiết đều ánh xạ đến cùng 2 chân. Vì vậy, nếu cả hai chế độ LoRa và FSK được sử dụng, cả ba chân phải được kết nối. Các chân được sử dụng ở phía Arduino phải được định cấu hình trong ánh xạ chân trong bản phác thảo của bạn (xem bên dưới). Đặt lại Bộ thu phát có một chốt đặt lại có thể được sử dụng để đặt lại rõ ràng. Thư viện LMIC sử dụng điều này để đảm bảo chip ở trạng thái nhất quán khi khởi động. Trong thực tế, chân này có thể được ngắt kết nối, vì bộ thu phát sẽ ở trạng thái bình thường khi bật nguồn, nhưng việc kết nối nó có thể ngăn chặn sự cố trong một số trường hợp. Về phía Arduino, có thể sử dụng bất kỳ chân I / O nào. Số pin được sử dụng phải được định cấu hình trong ánh xạ pin (xem bên dưới).
Bộ thu phát có hai kết nối ăng-ten riêng biệt: Một cho RX và một cho TX. Một bo mạch thu phát điển hình có chứa một chip chuyển đổi ăng-ten, cho phép chuyển đổi một ăng-ten duy nhất giữa các kết nối RX và TX này. Bộ chuyển đổi ăng-ten như vậy thường có thể được cho biết vị trí của nó thông qua một chân đầu vào, thường được gắn nhãn RXTX. Cách dễ nhất để điều khiển công tắc ăng-ten là sử dụng chân RXTX trên bộ thu phát SX127x. Chân này tự động được đặt cao trong thời gian TX và thấp trong thời gian RX. Ví dụ: bảng HopeRF dường như có kết nối này, vì vậy chúng không để lộ bất kỳ chân RXTX nào và chân có thể được đánh dấu là không sử dụng trong ánh xạ chân. Một số bo mạch để lộ chân bộ chuyển đổi ăng-ten và đôi khi cũng có chân SX127x RXTX. Ví dụ: bảng đánh giá SX1272 gọi FEM_CTX trước đây và RXTX sau này. Một lần nữa, chỉ cần kết nối những thứ này với nhau bằng dây nhảy là giải pháp dễ dàng nhất. Ngoài ra, hoặc nếu chân SX127x RXTX không khả dụng, có thể định cấu hình LMIC để điều khiển công tắc ăng-ten. Kết nối chân điều khiển công tắc ăng-ten (ví dụ: FEM_CTX trên bảng đánh giá Semtech) với bất kỳ chân I / O nào ở phía Arduino và định cấu hình chân cắm được sử dụng trong sơ đồ chân (xem bên dưới). Tuy nhiên, không hoàn toàn rõ ràng tại sao lại không muốn bộ thu phát điều khiển ăng-ten trực tiếp.
Bước 3: In 3D Bao vây
Khi tôi đã thiết lập xong mọi thứ, tôi quyết định in 3D một vỏ cho mô-đun để có thiết kế đẹp hơn.
Với sản phẩm cuối cùng trong tay, việc lắp đặt trong lỗ nhân tạo và nhận kết quả theo thời gian thực trên bảng điều khiển thật dễ dàng. Các giá trị nồng độ khí theo thời gian thực với chỉ báo mực nước cho phép các cơ quan chức năng có một phương pháp tiếp cận chủ động cùng với một cách an toàn hơn để giải quyết vấn đề.
Đề xuất:
Công trình đường nhẹ Semarang: 8 bước
Công trình xây dựng đường trọng lượng nhẹ Semarang: Dự án trường học Là một dự án trường học cho Đại học Khoa học Ứng dụng Rotterdam, chúng tôi phải đưa ra giải pháp cho cả việc nâng cao mực nước và sụt lún đất ở Semarang, Indonesia. Các sản phẩm sau đây được thực hiện trong quá trình này
Bộ theo dõi đường cong bán dẫn được cải tiến với khám phá tương tự 2: 8 bước
Bộ theo dõi đường cong bán dẫn được cải tiến với khám phá tương tự 2: Nguyên tắc của việc dò đường cong với AD2 được mô tả trong các liên kết sau: https: //www.instructables.com/id/Semiconductor-Cur … https: //reference.digilentinc .com / reference / tools … Nếu dòng điện đo được là khá cao thì có phải là acquy
Đường cong Brachistochrone: 18 bước (có hình ảnh)
Đường cong Brachistochrone: Đường cong Brachistochrone là một bài toán vật lý cổ điển, tính toán đường đi nhanh nhất giữa hai điểm A và B ở các độ cao khác nhau. Mặc dù vấn đề này có vẻ đơn giản nhưng nó đưa ra một kết quả phản trực quan và do đó thật hấp dẫn
Đường cong học tập LED trắng!: 5 bước
Đường cong học tập LED trắng !: Cần đèn sáng Tôi đang cố gắng sửa một thứ gì đó và tôi cần một ánh sáng tốt hơn để xác định một chút nhựa đen từ một mảnh nhựa khác trong một không gian hạn chế … và còn gì tốt hơn một đèn LED trắng siêu sáng lạnh (Phát ra ánh sáng Diode)? May mắn thay, Chri
Làm thế nào để đặt một phương tiện đường sắt cao tốc trên đường ray: 10 bước (có hình ảnh)
Cách Đặt Xe Hi-rail Đường sắt trên Đường ray: Các Biện pháp Phòng ngừa An toàn: Người đặt xe tải Đường sắt cao trên đường ray và người giúp đỡ phải mặc quần áo có tầm nhìn cao (ví dụ: áo vest, áo len, áo khoác) để được nhìn thấy bởi phương tiện giao thông đang tới. Cũng nên đeo bao tay và găng tay để