Ultrasonic Rain Gauge: Raspebbery Pi Open Weather Station: Ntu 1: 6 Cov Kauj Ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:27

Kev lag luam muaj IoT (Internet Ntawm Yam) Cov chaw huab cua yog kim thiab tsis muaj nyob txhua qhov chaw (Zoo li hauv South Africa). Huab cua huab cua huab cua tsoo peb. SA tau ntsib nws qhov hnyav tshaj plaws nyob rau xyoo kaum xyoo, lub ntiaj teb tab tom sov thiab cov neeg ua liaj ua teb tawm tsam kom tau txais txiaj ntsig, tsis muaj kev tshaj lij lossis nyiaj txiag txhawb los ntawm tsoomfwv rau kev ua liaj ua teb.

Muaj ob peb lub Raspberry Pi huab cua nyob ib puag ncig, zoo li ib qho uas Raspberry Pi Foundation tsim rau UK cov tsev kawm ntawv, nws tsis muaj rau pej xeem sawv daws. Ntau qhov kev ntsuas tsim nyog muaj nyob, qee qhov sib piv, qee qhov digital, qee lub xeev ruaj khov, qee qhov txav chaw thiab qee qhov ntsuas kub zoo li ultrasonic anemometers (cua nrawm thiab kev taw qhia)

Kuv txiav txim siab tsim ib qho chaw qhib, qhib kho vajtse Huab Cua Chaw Nyob, nrog rau feem ntau muaj nyob hauv South Africa yuav yog txoj haujlwm muaj txiaj ntsig zoo thiab kuv yuav muaj kev lom zem ntau (thiab nyuaj taub hau).

Kuv txiav txim siab pib nrog lub xeev ruaj khov (tsis muaj txav chaw) ntsuas cua nag. Cov tso dej thoob ib txwm tsis ua rau kuv txaus siab nyob rau theem ntawd (txawm xav tias kuv tsis tau siv dua ib zaug). Yog li, kuv xav tias, nag yog dej thiab dej ua hluav taws xob. Muaj ntau qhov sib piv tiv thaiv cov tshuaj tiv thaiv qhov tsis kam txo qis thaum lub ntsuas tau los sib cuag nrog dej. Kuv xav tias qhov no yuav yog kev daws teeb meem zoo tshaj plaws. Hmoov tsis zoo, cov ntsuas raug kev txom nyem los ntawm txhua yam tsis xws luag xws li electrolysis thiab deoxidation thiab nyeem los ntawm cov ntsuas no tsis ntseeg tau. Kuv txawm tsim kuv tus kheej qhov kev soj ntsuam cov hlau tsis huv thiab lub rooj sib tham me me nrog kev sib txuas los tsim kev hloov pauv ncaj qha tam sim no (tas li 5 volt, tab sis hloov pauv tus ncej zoo thiab tsis zoo) kom tshem tawm electrolysis, tab sis kev nyeem ntawv tseem tsis ruaj khov.

Kuv qhov kev xaiv zaum kawg yog Ultrasonic Sound sensor. Qhov ntsuas no txuas nrog rau sab saum toj ntawm lub ntsuas cua, tuaj yeem ntsuas qhov nrug mus rau theem dej. Ua rau kuv xav tsis thoob qhov ntsuas no tau raug thiab raug nqi heev (Tsawg dua 50 ZAR lossis 4 USD)

Kauj Ruam 1: Tshooj Xav Tau (Kauj Ruam 1)

Koj yuav xav tau cov hauv qab no

1) 1 Raspberry Pi (Txhua tus qauv, Kuv tab tom siv Pi 3)

2) 1 Bord Bord

3) Qee cov jumper cables

4) Ib qho Ohms resistor thiab ob (lossis 2.2) Ohms resistor

5) Lub khob ntev qub los khaws nag. Kuv luam kuv li (daim ntawv muag muag muaj)

6) Phau ntawv qhia huab cua qub qub khaws ib feem (lossis koj tuaj yeem tsim koj tus kheej thiab luam tawm nws)

7) Ntsuas cov cuab yeej ntsuas ntsuas milliliters lossis ntsuas rau dej hnyav

8) HC-SR04 Ultrasonic Sensor (Neeg Asmeskas Qab Teb tuaj yeem tau txais lawv los ntawm Communica)

Kauj Ruam 2: Tsim Koj Li Circuit Court (Kauj Ruam 2)

Kuv pom qee cov lus qhia muaj txiaj ntsig zoo los pab kuv tsim cov phiaj xwm thiab sau cov ntawv nab nab rau txoj haujlwm no. Cov ntawv sau no suav qhov kev ncua deb thiab koj yuav siv nws los xam qhov deb ntawm lub ntsuas hluav taws xob tau teeb tsa nyob rau sab saum toj ntawm koj lub ntsuas cua thiab qib dej

Koj tuaj yeem pom nws ntawm no:

www.modmypi.com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi

Kawm nws, tsim koj lub voj voog, txuas nws rau koj tus pi thiab ua si ib puag ncig nrog tus nab npawb nab npawb. Xyuas kom koj tsim qhov faib hluav taws xob raug. Kuv siv 2.2 ohms resistor ntawm GPIO 24 thiab GND.

Kauj Ruam 3: Tsim Koj Qhov Ntsuas (Kauj Ruam 3)

Koj tuaj yeem luam koj lub ntsuas cua, siv lub ntsuas cua lossis khob uas twb muaj lawm. HC-SR04 lub ntsuas pa yuav txuas rau sab saum toj ntawm koj lub ntsuas cua lub tank loj. Nws yog ib qho tseem ceeb kom ntseeg tau tias nws yuav nyob twj ywm qhuav txhua lub sijhawm.

Nws yog ib qho tseem ceeb kom nkag siab qhov ntsuas ntawm koj lub HC-SR04 sensor. Koj tsis tuaj yeem txuas nws mus rau sab saum toj ntawm lub khob hliav qab daim ntawv ntsuas huab cua ib txwm muaj. Kuv ib txwm cylindrical khob yuav ua. Xyuas kom nws dav txaus rau lub suab yoj kom tsim nyog mus rau hauv qab. Kuv xav tias 75 x 300 mm PVC yeeb nkab yuav ua. Txhawm rau ntsuas yog tias lub teeb liab mus los ntawm koj lub tog raj kheej thiab thim rov qab kom raug, ntsuas qhov deb ntawm tus censor mus rau hauv qab ntawm koj lub tog raj kheej nrog tus pas ntsuas, sib piv qhov ntsuas nrog qhov nrug uas koj tau txais los ntawm lub ntsuas TOF (Lub sijhawm ya davhlau) kwv yees nrug mus rau hauv qab.

Kauj Ruam 4: Xeem thiab Xeem (Kauj Ruam 4)

Dej nag 1 millimeter txhais li cas? Ib lub hli nag txhais tau tias yog koj muaj lub voos xwmfab ntawm 1000mm X 1000mm X 1000mm lossis 1m X 1m X 1m, lub voos xwmfab yuav muaj qhov tob ntawm 1 hli dej nag yog tias koj tso nws sab nraud thaum los nag. Yog tias koj tso cov nag no hauv 1 Litre fwj, nws yuav puv lub raj mis 100 % thiab cov dej kuj tseem ntsuas 1kg. Cov ntsuas dej nag sib txawv muaj thaj chaw sib txawv. Yog tias koj thaj tsam ntawm koj qhov ntsuas yog 1m X 1m nws yooj yim.

Tsis tas li, 1 gram dej yog qhov pom zoo 1 ml

Txhawm rau xam koj cov dej nag hauv mm los ntawm koj qhov ntsuas koj tuaj yeem ua cov hauv qab no tom qab ntsuas cov dej nag:

W yog dej nag qhov hnyav hauv grams lossis mililiter

A yog koj thaj tsam ntawm thaj av hauv square mm

R yog koj cov dej nag tag nrho hauv hli

R = W x [(1000 x 1000)/A]

Muaj ob txoj hauv kev siv HC-SR04 los kwv yees W (Koj xav tau W los Lej R).

Txoj Kev 1: Siv Physics yooj yim

Ntsuas qhov nrug deb ntawm HC-SR mus rau hauv qab ntawm koj lub ntsuas cua (Koj tseem tau ua nws hauv ib qib dhau los) nrog lub ntsuas ntsuas siv TOF (Lub Sijhawm Dav Hlau) suav hauv cov ntawv nab nab los ntawm https://www.modmypi. com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi Hu rau CD no (Lub tog raj kheej tob)

Ntsuas thaj tsam ntawm sab hauv qab ntawm koj lub tog raj kheej nrog txhua yam haum hauv square mm. Hu rau IA no.

Tam sim no pov 2 ml dej (lossis ntau qhov tsim nyog) hauv koj lub tog raj kheej. Siv peb lub ntsuas ntsuas, kwv yees qhov nrug deb mus rau qib dej tshiab hauv hli, Cal qhov Dist_To_Water).

Dej tob (WD) hauv hli yog:

WD = CD - Dist_To_Water (Los yog Lub tog raj kheej Qhov tob rho qhov nrug ntawm tus censor mus rau qib dej)

Tsis muaj qhov kwv yees Qhov hnyav ntawm cov dej yog

W = WD x IA hauv ml lossis grams (Nco ntsoov 1 ml dej hnyav 1 gram)

Tam sim no koj tuaj yeem kwv yees Los nag (R) hauv hli nrog W x [(1000 x 1000)/A] raws li tau piav qhia yav dhau los.

Txoj Kev 2: Calibrate koj lub meter nrog Txheeb cais

Txij li HC-SR04 tsis zoo tag nrho (ua yuam kev yuav tau), nws zoo li nws tsawg kawg hauv qhov ntsuas yog tias koj lub tog raj kheej haum.

Tsim cov qauv kab nrog ntsuas nyeem ntawv (lossis ntsuas nrug) raws li qhov sib txawv thiab ntsuas qhov hnyav ntawm cov dej raws li qhov sib txawv.

Kauj Ruam 5: Software (Kauj Ruam 5)

Software rau txoj haujlwm no tseem tab tom txhim kho.

Python tsab ntawv ntawm https://www.modmypi.com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi yuav tsum siv tau.

Txuas yog qee cov ntawv thov nab nab muaj txiaj ntsig (Daim Ntawv Tso Cai rau pej xeem) tsim los ntawm kuv tus kheej.

Kuv npaj yuav tsim lub vev xaib sib tham rau qhov chaw nres tsheb huab cua tiav tom qab. Txuas yog qee qhov ntawm kuv cov haujlwm uas siv los ntsuas lub ntsuas thiab ua cov ntsuas ntsuas

Siv daim ntawv ntsuas ntsuas ntsuas kom ntsuas ntsuas qhov ntsuas. Ntshuam cov ntaub ntawv hauv kab ntawv txheeb xyuas.

Kauj Ruam 6: Tseem Yuav Ua Li Cas (Kauj Ruam 6)

Solenoid valve xav tau kom tso lub tank tawm thaum puv (Kaw rau lub sensor)

Thawj ob peb qhov dej nag tsis tau ntsuas ib txwm raug, tshwj xeeb tshaj yog yog tias lub ntsuas cua tsis raug ntsuas kom raug. Kuv tab tom txhim kho lub ntsuas ntsuas disdro txhawm rau txhawm rau txhawm rau qhov no kom raug. Disdro kuv lub neej tom ntej.

Ad thib ob lub ntsuas hluav taws xob ultrasonic txhawm rau ntsuas cov txiaj ntsig ntawm qhov kub ntawm TOF. Kuv yuav tshaj tawm sai sai no.

Kuv pom cov peev txheej hauv qab no uas yuav pab tau

www.researchgate.net/profile/Zheng_Guilin3/publication/258745832_An_Innovative_Principle_in_Self-Calibration_by_Dual_Ultrasonic_Sensor_and_Application_in_Rain_Gauge/links/540d53e00Cf2b2-29 Los nag-Gauge.pdf