Sản xuất: Een Mini Sprinkler Meting (groep 12): 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Groep 12

Noortje Romeijn 4651464

Milton cáo, cáo 4652622

Deze Teachingable is geschreven door Milton Fox (sinh viên Maritieme Techniek, TU Delft) en Noortje Romeijn (sinh viên Civiele Techniek, TU Delft). Allebei volgen we de civiele nhỏ 'De delta denker, water voor sau'. Het vak 'CT3412-16 Meten aan water' là onderdeel van deze nhỏ. Voor dit vak kregen wij de opdracht een metapparaat te ontwikkelen dat met behulp van een of meerdere sensor een fenomeen uit de water-wereld kan meten.

Wij hebben gekozen om een metapparaat te ontwikkelen dat de infiltratiesnelheid kan bepalen. Dit is de snelheid waarmee water in de grond infiltreert. Ons meetapparaat là gebaseerd op een bestaande methode: de sprinkler-meting. De sprinkler-meting worden uitgevoerd op speciale proefgebiedjes gặp een grootte van enkele tientallen vierkante mét. 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 gặp een tuinslang gặp een gereikop. Trong 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 gặp 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 metapparaat wordt verwezen naar ons eindverslag 'Meten van de infiltratiesnelheid'.

Hieronder zal in 8 stappen beschreven worden hoe on metapparaat kan loden gemaakt. Het eindresultaat is te zien in de bijgevoegde afbeelding.

Quân nhu

Vật chất:

• Emmer gevuld gặp nước;
• Vôn kế met snoer;
• 2 người cảm nhận thuốc;
• 2 stekkers voor stroomvoorziening;
• 2 stopcontacten;
• 'Kastje' (cảm biến om te kalibreren en voor stroomvoorziening sensor);
• Bảng bánh mì;
• Photon hạt;
• Máy tính xách tay;
• Ngân hang năng lượng;
• Kabel Micro-USB;
• Draden bảng bánh mì;
• 2 snoertjes die het 'kastje' gặp het breadboard kunnen verbinden;

• Hiểu biết;

  • 2 keer 3300 Ohm.
  • 2 keer 10000 Ohm.
• Điện thoại Mobiele;
• 2 houten kisten, + - 40 bij 40 cm;
• 2 houten balken, afmeting + - 4 cm bij 4 cm, lang 2 met;
• 8 tấm ván houten, + - 10 bij 10 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Houten plankje, + - 10 bij 40 cm (afhankelijk van grootte houten kist);
• Kippengaas;
• Stuk katoen;
• PVC buis, đường kính 75 mm, dài 1 mét;
• PVC buis afsluiter, đường kính 75 mm;
• Băng keo
• Grote waterfles gặp rechte wanden;
• 2 trechters;
• 2 buisjes, đường kính 15 mm;
• Tuinslang;
• Sproeikop;
• Schroeven;
• Người đánh cá.

Gereedschap:

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

Bước 1: Kiểm tra Van Druksensoren

Voor het verkrijgen van betrouwbare metresultaten is het belangrijk dat er wordt gewerkt met goede druksensoren. Dit houdt trong dat de druksensoren sttiel zijn bij verschillende waterdiepte. Zie het bijgevoegde plaatje van een druksensor. De Stableiteit van de druksensoren kan als volgt getest worden:

1. Verbind een druksensor, een stekker en de vôn kế aan één van de kastjes. Zie het tweede bijgevoegde plaatje voor hoe dit precies moet.
2. Doe de stekker trong het stopcontact.
3. De vôn kế geeft nu een waarde aan. Kiểm tra độ bền của deze waarde (ongeveer) là.
4. Duw de druksensor onder water in de emmer met water.
5. Kiểm tra điện áp het gemeten Verandert bij verschillende waterdiepten en of dat het gemeten áp ổn định là bij verschillende waterdieptes.

Als de druksensor aan alle kiểm tra voldoet, kan deze worden toegepast. Herhaal de stappen gặp de tweede druksensor, de tweede stekker en het tweede kastje.

Bước 2: Mạch Elektrische Maken Op Het Breadboard

Stap 2 là mạch het maken van het elektrische op het breadboard.

1. Druk de Photon trong het breadboard.
2. Verbind de Photon gặp máy tính xách tay een của met een powerbank.
3. Maak de elektrische schakeling na die in het eerste bijgevoegde plaatje te zien is.

Enige uitleg over de elektrische schakeling là vereist.

De thụt helft van het breadboard is bedoeld voor de bedrading van de afvoermeter en de andere helft voor de bedrading van de regenmeter. Twee chúng tôi hiểu trên mỗi mét zijn gebruikt zodat het điện áp verschaalt kan loden. De Photon kan namelijk maxaal een van điện áp 3.3 Volt aan. Zie het tweede bijgevoegde plaatje voor een schematische weergave van de schakeling die voor beide sensoren gemaakt moet loden.

Trình liên kết De mà chúng ta hiểu trong lược đồ het là ở dit geval 3300 ohm en de rechter là 10000 ohm, maar dit kan vervangen worden voor và chúng tôi hiểu rõ về als je deze niet voor de hand hebt bepalen!).

Đã xác định điện áp qua de afvoermeter kan gặp mã behulp van een geschreven (zie stap 5) của qua een telefoon (zie stap 4) từ khóa afgelezen bij pin A4 en het điện áp trên de regenmeter kan op de zelfde manier worden afgelezen bij chân A0. De Photon vervangt dus eigenlijk de vôn kế.

4. Koppel de vôn kế los van het 'kastje'.

5. Verbind het breadboard aan het 'kastje'.

Bước 3: Kiểm tra mạch Elektrische M.b.v. Telefoon

Het elektrische mạch kan nu getest worden gặp behulp van een mobiele telefoon. Dit gaat gặp behulp van Tinker, een Programma dat de Photon automatisch heeft.

1. Tải xuống ứng dụng de Particle.
2. Verbind de Photon aan een máy tính xách tay của powerbank zodat deze stroom heeft.
3. Verbind de Photon aan de app, volg hiervoor de stappen in de app.
4. Verbind de Photon đã gặp gỡ internet, volg hiervoor opnieuw de stappen trong ứng dụng de. Als de Photon verbonden là, 'ademt' het kiểm soát đènje trong het lichtblauw.
5. Bij 'Thiết bị của bạn', klik op de zojuist verbonden Photon.
6. Klik nu op 'Tinker', de 'pin-layout' là nu zichtbaar. Trong het bijgevoegde plaatje is te zien hoe dit er ongeveer uit zou moeten zien.
7. Klik op A0 vi A4.

Als het goed là 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 loden gecontroleerd cảm biến beide cửa op verschillende waterdiepten te hangen en bij elke waterdiepte op A0 en A4 te klikken. Hoe dieper de sensor, hoe hoger het getal dat verschijnt.

Bước 4: Het Maken Van De Bak En De Meters

Dan la het nu tijd voor het maken van de bak en de mét. 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 trong 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. Zaag de PVC buis cửa de midden ở langsrichting.
5. Zaag een gat in de kist zodat de PVC-buis hier doorheen kan en uitkomt buiten de kist.
6. Bevestig kippengaas trên de gehele onderkant van de bak. Gebruik hiervoor kleine spijkertjes.
7. Span en bevestig het katoen qua de gehele onderkant van de bak. Gebruik hiervoor wederom kleine spijkertjes của een nietpistool.
8. Bevestig een tweede laag kippengaas over de gehele onderkant van de bak.
9. Bevestig het gootje ở de bak gặp behulp van een lijmpistool của băng keo waterdicht.
10. Bevestig het houten plankje (10 bij 40 cm) aan de onderkant van de kist, onder de goot. Dit geeft het geheel extra stevigheid.
11. Zaag de houtenbalken (4 bij 4 cm, lang 2 met) trong stukken van ongeveer 50 cm.
12. Bevestig de gezaagde balken onder elke hoek van de kist. Hiervoor kunnen schroeven gebruikt worden của 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.

De regenmeter

1. Pak één van de trechters.
2. Verbind één van de buisjes (đường kính 15 mm) aan de onderkant van de trechter, gặp behulp van een lijmpistool en băng keo.
3. Maak een gaatje trong het katoen dat bevestigd la aan de onderkant van de bak, zodat het buisje hierdoor kan de bak.
4. Kensk het buisje gặp trechter cửa 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 là nu klaar!

De afvoermeter

1. Pak de overgebleven trechter.
2. Verbind het overgebleven buisje (đường kính 15 mm) aan de onderkant van de trechter, gặp behulp van een lijmpistool en băng keo.
3. Zaag het overgebleven deel van de PVC buis op maat (ongeveer 40 cm) zodat deze goed onder het gootje qua.
4. Zet de PVC buis afsluiter op de onderkant van de PVC buis.
5. Plaats de PVC onder het gootje en doe het buisje gặp 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 là nu klaar!

Bước 5: De Codering

Kopieer de onderstaande mã của maak zelf een mã soortgelijke.

1. int analogPin1 = A4;
2. // Afvoermeter int analogPin2 = A0;
3. // Regenmeter int delayTime = 1000; float oldVolume1 = 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 yêu cầu bạn tạo một hàm sắp xếp int sort_desc (const void * cmp1, const void * cmp2) {// Cần ép kiểu void * thành int *
6. int a = * ((int *) cmp1);
7. int b = * ((int *) cmp2);
8. // Sự so sánh
9. trả về a> b? -1: (a <b? 1: 0);
10. // Một cách đơn giản hơn, có lẽ nhanh hơn:
11. // trả về b - a;
12. }
13. void setup () {
14. }
15. void loop () {
16. int đo lường1 = analogRead (analogPin1);
17. float Volt_measurement1 = (float) đo lường1 * 0,0008056641 * 13300/10000; // Vôn
18. float Depth_measurement1 = Volt_measurement1 * 100; // milimét
19. float Diện tích1 = 3404,966521; // vierkante milimet
20. float Volume_measurement1 = Depth_measurement1 * Area1; // kubieke milimet
21. float dVolume1 = Volume_measurement1 - oldVolume1;
22. oldVolume1 = Volume_measurement1;
23. int đo lường2 = analogRead (analogPin2);
24. float Volt_measurement2 = (float) đo lường2 * 0,0008056641 * 13300/10000; // Vôn
25. float Depth_measurement2 = Volt_measurement2 * 87,5; // milimét
26. float Area2 = 3404,966521; // vierkante milimet
27. float Volume_measurement2 = Depth_measurement2 * Area2; // kubieke milimet
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 trong het gootje terecht komt.
31. float Infiltration_flowrate = (dVolume2 - Flow_rate) / 92182;
32. trì hoãn (delayTime);
33. Dữ liệu [t] = Tốc độ xâm nhập;
34. t + = 1;
35. nếu (t == 10) {
36. // Số mục trong mảng
37. int Data_length = sizeof (Dữ liệu) / sizeof (Dữ liệu [0]);
38. // qsort - tham số cuối cùng là một con trỏ hàm đến hàm sắp xếp
39. qsort (Data, Data_length, sizeof (Data [0]), sort_desc);
40. float median_Infiltration_flowrate = ((Dữ liệu [4] + Dữ liệu [5]) / 2);
41. Particle.publish ("topic", String (median_Infiltration_flowrate, 2));
42. // lt hiện đã được sắp xếp
43. t = 0;
44. }
45. }

Trong mã deze moeten enkele tham số aangepast worden aan jouw constructie. 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) trong regel 31, de grootte van het oppervlak van het gootje gedeeld door de grootte van het oppervlak van de trechter van de regenmeter trong regel 30, de grootte van het oppervlak van jouw regenmeter trong regel 26 en de grootte van het oppervlak van jouw afvoermeter trong 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 Hạt Photon verbinden. Daarna moet je bij ‘that’ een data type kiezen om je data in te publiceren en ook kiezen hoe het gepubliceerd wordt.

Bước 6: Sensoren Bevestigen

Nu dat de constructie en de code gemaakt la en de sensoren getest zijn, la het mogelijk om de sensoren te bevestigen aan de constructie.

Hiervoor moeten de druksensoren onder in de afvoer- en regenmeter geplaatst worden. Als de sensoren niet goed blijven zitten, băng dan de kabeltjes aan de mét zodat deze niet weg glijden.

Als je een drukverschil mét gebruikt (zoals wij), băng dan ook het lucht buisje bao la 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.

Bước 7: Kalibreren

Nu dat de sensoren bao la zitten, moeten ze nog gekalibreerd worden.

Doe trong eerste Instantie een Beetje water in beide buizen zodat de sensoren onder water staan.

Sluit de sensoren opnieuw aan op de vôn kế. Als de sensoren precies onderwater zitten zouden ze 0 Volt moeten aangeven. Als dit niet zo is, kalibreer dan het kastje van de sensor zo dat er han 0 uitkomt of corrigeer in je code voor de startwaarde die je meet.

Bước 8: Klaar Om Te Testen

Je kan nu het geheel gaan testen.

Zorg dat je voor het beginnen meten alvast water in de metbuizen zet zodat de sensoren alvast trong contact zijn met water, muon het kan soms zijn dat er Even lucht in de sensor Blijft hangen en dit zal de meting verstoren.

Je kan nu je Hạt Photon jouw code laten runnen en gặp de tuinslang neerslag simuleren in je bak. De metgegevens zullen automatisch gepubliceerd worden.