Kanalizatsiya kanali: 3 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Kanalizatsiya quvurlarini tozalashning hozirgi jarayoni faol emas, balki reaktivdir. Hududda kanalizatsiya tarmog'i tiqilib qolganda telefon qo'ng'iroqlari qayd etiladi. Qolaversa, qo'lda yig'uvchilarga xato joyida nol qo'yish qiyin. Ular zararlangan hududdagi bir nechta lyuklarda tozalash jarayonini amalga oshirish uchun ko'p vaqtni behuda sarflab, urish-sinov usulidan foydalanadilar. Zaharli gazlarning yuqori konsentratsiyasi asabiylashish, bosh og'rig'i, charchoq, sinus infektsiyalari, bronxit, pnevmoniya, ishtahaning yo'qolishi, xotiraning yomonlashishi va bosh aylanishiga olib keladi.

Yechim - bu quduq qopqog'iga o'rnatilgan, qalam shakli faktorli kichik qurilma bo'lgan prototipni loyihalash. Qurilmaning quyi qismi qopqoq yopilganda, kanalizatsiya ichidagi teshikka tushadi - kanalizatsiya ichidagi suv sathini va metan, uglerod oksidi, karbonat angidrid va azot oksidlarini o'z ichiga olgan gazlar kontsentratsiyasini aniqlaydigan sensorlardan iborat.. Ma'lumotlar LoRaWAN ustidagi har bir quduqqa o'rnatilgan ushbu qurilmalar bilan bog'lanadigan asosiy stansiyaga yig'iladi va ma'lumotlarni bulutli serverga yuboradi, u erda monitoring uchun asboblar paneli joylashgan. Bundan tashqari, bu kanalizatsiya va axlat yig'ish uchun mas'ul bo'lgan munitsipalitetlar orasidagi bo'shliqni to'ldiradi. Bu qurilmalarni butun shahar bo'ylab o'rnatish, oqava suvlar er yuzasiga chiqmasidan oldin, tiqilib qolgan kanalizatsiya tarmog'ining joylashishini aniqlash va aniqlash uchun profilaktik yechim beradi.

Ta'minotlar

1. Ultrasonik sensor - HC -SR04

2. Gaz sensori - MQ -4

3. LoRa shlyuzi - Raspberry pi 3

4. LoRa moduli - Semtech SX1272

5. NodeMCU

6. Buzzer moduli

7. 500mAh, 3,7V Li-ionli batareya

1 -qadam:

Birinchi prototip uchun men korpus sifatida tic-tac (yangi yalpiz qutisi) ishlatardim. Ultrasonik datchiklarni ulash Tx va Rx kanalizatsiya oqimi tomon yo'naltiriladigan tarzda amalga oshirildi. Ultrasonik sensori va gaz sensoriga ulanish juda oson. Ma'lumotlarni o'qish uchun individual sensorlarni quvvatlantirish va NodeMCU -da mavjud bo'lgan 8 ta raqamli pinlardan birini ishlatish kifoya. Men yaxshiroq tushunish uchun ulanishlarni chizdim.

2 -qadam: SEMTECH SX1272 bilan tanishish

Bizning keyingi qadamimiz kutubxonalarni NodeMCU -ga o'rnatish bo'ladi.

Siz Semtech LoRa modulining kutubxonalarini ushbu havolada topishingiz mumkin:

Ushbu kutubxonani o'rnatish uchun:

• Arduino kutubxonasi menejeri yordamida o'rnating ("Sketch" -> "Kutubxonani qo'shish" -> "Kutubxonalarni boshqarish …"), yoki
• "ZIP -ni yuklash" tugmasi yordamida github -dan zip -faylni yuklab oling va uni IDE yordamida o'rnating ("Sketch" -> "Kutubxonani qo'shish" -> ". ZIP kutubxonasini qo'shish …")
• Ushbu git omborini eskizlar/kutubxonalar papkasiga klonlang.

Ushbu kutubxonani ishga tushirish uchun sizning Arduino (yoki siz foydalanadigan Arduino-ga mos keladigan karta) qabul qilgichga ulangan bo'lishi kerak. Aniq ulanishlar qabul qiluvchi va Arduino kartasiga bog'liq, shuning uchun bu bo'lim har bir ulanish nima uchun kerakligini va qanday hollarda kerak emasligini tushuntirishga harakat qiladi.

E'tibor bering, SX1272 moduli 3.3V da ishlaydi va ehtimol uning pimlarida 5V yoqmaydi (garchi ma'lumotlar jadvalida bu haqda hech narsa aytilmagan bo'lsa -da, 5V I/U tasodifan bir necha soat davomida ishlatilganidan keyin qabul qilgichim uzilmagan). Xavfsiz bo'lish uchun daraja almashtirgichidan yoki 3.3V kuchlanishli Arduino -dan foydalanganingizga ishonch hosil qiling. Semtech baholash taxtasida shikastlanishning oldini oladigan barcha ma'lumotlar liniyalari bo'lgan ketma -ket 100 ohmli rezistorlar mavjud, lekin men bunga ishonmayman.

SX127x uzatgichlari 1,8 V dan 3,9 V gacha bo'lgan kuchlanish kuchlanishiga muhtoj. 3.3V kuchlanishdan foydalanish odatiy holdir. Ba'zi modullarda bitta quvvat pimi bor (masalan, 3.3V deb nomlangan HopeRF modullari), lekin boshqalari bir -biriga ulanishi mumkin bo'lgan turli qismlar uchun bir nechta quvvat pimlarini (VDD_RF, VDD_ANA va VDD_FEM bo'lgan Semtech baholash taxtasi kabi) ochadi. Har qanday GND pinlari Arduino GND pin (lar) ga ulanishi kerak.

Qabul qilgich bilan aloqa qilishning asosiy usuli - SPI (ketma -ket periferik interfeys). Buning uchun to'rtta pin ishlatiladi: MOSI, MISO, SCK va SS. Avvalgi uchtasi to'g'ridan -to'g'ri ulanishi kerak: shuning uchun MOSI - MOSI, MISO - MISO, SCK - SCK. Agar bu pinlar sizning Arduino -da joylashgan bo'lsa, masalan, Arduino SPI hujjatlarining "Ulanishlar" bo'limiga qarang. SS (qul tanlash) ulanishi biroz moslashuvchan. SPI qul tomonida (qabul qilgich), bu NSS deb nomlangan pinga (odatda) ulanishi kerak. SPI master (Arduino) tomonida, bu pin har qanday kirish -chiqish piniga ulanishi mumkin. Aksariyat Arduinolarda "SS" deb nomlangan pin ham bor, lekin bu faqat Arduino SPI quli sifatida ishlaganda to'g'ri keladi, bu bu erda emas. Qaysi pinni tanlasangiz ham, siz kutubxonaga qaysi pinni ishlatganingizni aytib berishingiz kerak (pastga qarang).

Qabul qilgichlar panelidagi DIO (raqamli kirish -chiqish) pinlari turli funktsiyalar uchun sozlanishi mumkin. LMIC kutubxonasi ulardan qabul qiluvchi -qabul qiluvchidan holati to'g'risida tezkor ma'lumot olish uchun foydalanadi. Masalan, LoRa uzatish boshlanganda, DIO0 pin TxDone chiqishi sifatida tuziladi. Uzatish tugallangach, DIO0 pinini LMIC kutubxonasi tomonidan aniqlanishi mumkin bo'lgan qabul qiluvchi -qabul qilgich baland qiladi. LMIC kutubxonasiga faqat DIO0, DIO1 va DIO2 ga kirish kerak, qolgan DIOx pinlari uzilgan holda qoldirilishi mumkin. Arduino tomonida ular har qanday kirish -chiqish piniga ulanishi mumkin, chunki joriy dastur uzilishlar yoki boshqa maxsus apparat xususiyatlaridan foydalanmaydi (garchi bu funksiyaga qo'shilishi mumkin bo'lsa, "Vaqt" bo'limiga ham qarang).

LoRa rejimida DIO pinlari quyidagicha ishlatiladi:

• DIO0: TxDone va RxDone
• DIO1: RxTimeoutIn

FSK rejimi ular quyidagicha ishlatiladi:

• DIO0: PayloadReady va PacketSent
• DIO2: TimeOut

Ikkala rejimga ham faqat 2 ta pim kerak, lekin transiver ularni xaritani bir xil 2 pinli xaritani to'xtatadigan tarzda xaritalashga ruxsat bermaydi. Shunday qilib, agar LoRa va FSK rejimlari ishlatilsa, barcha uch pin ulangan bo'lishi kerak. Arduino tomonida ishlatiladigan pinlar sizning eskizingizdagi pinli xaritada sozlanishi kerak (pastga qarang). Nolga o'rnatish Qabul qilgichda aniq tiklash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan tiklash pin bor. LMIC kutubxonasi bundan foydalanib, chip ishga tushganda izchil holatda bo'lishini ta'minlaydi. Amalda, bu pinni uzib qo'yish mumkin, chunki qabul qilgich allaqachon yoqilgan holatda bo'ladi, lekin uni ulash ba'zi hollarda muammolarni oldini oladi. Arduino tomonida har qanday kiritish -chiqarish pinidan foydalanish mumkin. PIN -kod xaritasida ishlatilgan pin raqami sozlanishi kerak (pastga qarang).

Qabul qilgich ikkita alohida antenna ulanishini o'z ichiga oladi: biri RX uchun, ikkinchisi TX uchun. Oddiy qabul qilgich platasida bitta RX va TX ulanishlari o'rtasida bitta antennani almashtirishga imkon beradigan antenna o'tish chipi mavjud. Bunday antenna almashtirgichga odatda RXTX deb nomlangan kirish pimi orqali qanday pozitsiyada bo'lishi kerakligini aytish mumkin. Antenna kalitini boshqarishning eng oson usuli - SX127x qabul qilgichidagi RXTX pinidan foydalanish. Ushbu pin avtomatik ravishda TX paytida yuqori, RX paytida esa past bo'ladi. Masalan, HopeRF taxtalarida bu aloqa o'rnatilgandek ko'rinadi, shuning uchun ular hech qanday RXTX pinlarini ochmaydi va pinni xaritalashda ishlatilmagan deb belgilash mumkin. Ba'zi taxtalarda antenna almashtirgichi, ba'zan esa SX127x RXTX pimi ochiladi. Masalan, SX1272 baholash taxtasi sobiq FEM_CTX va ikkinchisini RXTX deb ataydi. Shunga qaramay, ularni o'tish kabeli bilan ulash eng oson echimdir. Shu bilan bir qatorda, yoki SX127x RXTX pin bo'lmasa, LMIC antenna kalitini boshqarish uchun sozlanishi mumkin. Antenna kalitini boshqarish pimini (masalan, Semtech baholash panelidagi FEM_CTX) Arduino tomonidagi istalgan kirish -chiqish piniga ulang va pin xaritasida ishlatiladigan pinni sozlang (pastga qarang). Nima uchun qabul qiluvchining antennani to'g'ridan -to'g'ri boshqarishini xohlamasligi aniq emas.

3 -qadam: Korpusni 3D bosib chiqarish

Men hamma narsani ishga tushirganimdan so'ng, men yaxshi ko'rinadigan dizayn uchun modul uchun sumkani 3D bosib chiqarishga qaror qildim.

Yakuniy mahsulot qo'lda bo'lganida, teshikka o'rnatish va asboblar panelida real vaqtda natijalarni olish oson edi. Haqiqiy vaqtda suv kontsentratsiyasi ko'rsatkichlari suv sathining ko'rsatkichi bilan rasmiylarga muammoni hal qilishning xavfsiz usuli bilan birgalikda faol yondashishga imkon berdi.