WetRuler-Օվկիանոսի բարձրության չափում. 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Հայտարարությունը եկավ այս ամռան սկզբին, որ Ալյասկայում արքայազն Ուիլյամ Սաունդ կոչվող տարածքը անսպասելիորեն հարվածի գլոբալ տաքացման նախաձեռնած ցունամիից: Բացահայտումը կատարած գիտնականները մատնանշեցին արագորեն նահանջող սառույցի մի տարածք, որը թողել էր բեկորների լեռը, որը սայթաքելու էր ֆիորդի մեջ և սկսելու 30 ոտնաչափ ալիք, որը, ի վերջո, կհարվածեր Ուիթյեր քաղաքին: Դա տեղի է ունեցել նախկինում ՝ 1964 -ի երկրաշարժի ժամանակ, երբ ցնցումները հարուցեցին բազմաթիվ ցունամիներ շրջակա ֆիորդերում և ավերեցին ափերը, այդ թվում ՝ Վիտտիեն և Վալդեսը, բազմաթիվ զոհերով: Կռուիզ նավակները, որոնք արդեն զգուշացել էին վիրուսից, որոշեցին չմոտենալ այդ տարածքին, և USFS- ը փոխհատուցում առաջարկեց վարձակալած բոլոր խցիկներին: Մեկ շաբաթ անց ցունամիի նախազգուշացումը հարվածեց մեր բոլոր բջջային հեռախոսներին: Ստորջրյա փարոսը հայտնաբերել է մի ալիք, որը կապված է փոքր երկրաշարժի հետ ափին: Regionalրի մոտ լինելու դեպքում բոլոր մարզային քաղաքներին պետք է տարհանել: Ոչինչ չեղավ: Ինչպե՞ս եք գնահատում այս իրադարձությունները: Այս հրահանգը մանրամասնում է փոքր սենսորների կառուցումը, որոնք ունակ են չափել օվկիանոսի բարձրությունը և տվյալները ուղարկել կամ LORA ընդունիչին, կամ անմիջապես GSM- ին: Ագրեգատները կոմպակտ են և կարծես դիմացկուն են իրենց միջավայրին և աշխատում են արևային էներգիայով: Ես այստեղ դրանք փորձարկել եմ ալիքների վերարտադրելի բարձրությունների հասնելու համար, բայց դրանք կարող են օգտագործվել նաև ալիքների բարձրության և ցունամիի կանխատեսումների համար:

Քայլ 1: Հավաքեք ձեր նյութերը

Կան երկու ուղարկող միավոր, որոնք ես կառուցել եմ. Մեկը ներառում է GSM (բջջային հեռախոսի) վերբեռնում, իսկ մյուսը `LORA վերբեռնում: Կարող եք նաև մտածել Sat փարոսի հետ շփվելու մասին, քանի որ այս տարածքներից շատերը բջջային հեռախոսի ծածկույթ չունեն: Այս գործիքների հիմքում ընկած սենսորը MS5803-14BA- ն է, և դրա օգտագործումը և տեղադրումը տարբեր սցենարներում կարելի է գտնել այս վեբ կայքերում ՝ https://thecavepearlproject.org/2016/09/21/field-…and http:/ /owhl.org. Դրանցից երկրորդը ցույց է տալիս փայլուն ձևավորված հեռակառավարվող անտառահատ `իր հատուկ մշակված PCB- ով` ալիքի բարձրության երկարաժամկետ չափման համար: Թվում էր, թե սենսորները ջրի դիմացկուն են ամիսներ մինչև մեկ տարի `կախված կարգավորումից:

1. MS5803-14BA-դրանք կարող եք ձեռք բերել DigiKey- ից 13 դոլարով, բայց ձեզ հարկավոր է մակերեսային զոդման աշխատանքներ կատարել կամ SparkFun- ից ձեռք բերել նախապես պատրաստված բեկման տախտակ, բայց դա ձեզ 60 դոլար հետ կբերի: Եթե այն ինքներդ եք պատրաստում, ձեզ կպահանջվի Adafruit- ի փոքրիկ տախտակ, այն կպցնելու համար և ցածր ջերմաստիճանի զոդման գել (140F), որը ես օգտակար գտա: Cavepearlproject- ը հիանալի ձեռնարկ ունի, թե ինչպես կարելի է դրանք զոդել. Ես առաջարկում եմ Amazon- ից էժան վերամշակման կայան ձեռք բերել $ 30-ով:

2. LILYGO 2 հատ TTGO LORA32 868/915Mhz ESP32 LoRa-$ 27 սրանք LORA տուփի համար են:

3. ARDUINO MKR GSM 1400 55 $-սա հիանալի տախտակ է: Այն հիանալի աշխատում է Հոլոգրամի սիմի հետ: Unfortunatelyավոք, ես չկարողացա ստիպել նրանց Arduino Sim- ին աշխատել իրենց նոր ծառայության հետ, չնայած բազմաթիվ փորձերին: Եթե դուք դեռ մուտք ունեք 2GM ծառայություն, կարող եք գնալ ավելի էժան բանով, բայց դա ամբողջովին ձախողվել է Ալյասկայում:

4. Արևային բջիջներ Uxcell 2Pcs 6V 180mA Poly Mini Solar Cell Panel Module DIY թեթև խաղալիքների լիցքավորիչի համար 133 մմ x 73 մմ 8 դոլար

5. 18650 Մարտկոց 4 դոլար

6. TP4056-լիցքավորիչ 1 դոլար

7. Միացրեք խափանված մետաղական միացում/անջատում Անջատիչ կանաչ LED մատանիով - 16 մմ կանաչ միացում/անջատում 5 դոլար

8. Icstation 1S 3.7V Lithium Ion Battery Voltage Tester Indicator 4 բաժիններ Կապույտ LED էկրան $ 2

9. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout-փայլուն փոքր ժամանակաչափի սարք 6.00 դոլար

10. N -channel հզորություն MOSFET - 30V / 60A 1.75 $

11. Դիֆերենցիալ I2C Long Cable Extender PCA9600 մոդուլ SandboxElectronics X2- ից (յուրաքանչյուրը $ 18). Գրականության մեջ I2C- ի համար երկար մալուխներով որոշ հաջողություններ կան, սակայն Ալյասկայում ամենօրյա 25 մետր մակընթացությունների դեպքում ձեզ երկար մալուխներ են պետք … այո, ինչ -որ մալուխ: Ես օգտագործել եմ մեծ տուփ 23 գ 4 ոլորված զույգ մալուխ, որը հարմար է դրսի համար:

12. Adafruit BMP388 - Barշգրիտ բարոմետրիկ ճնշում և բարձրաչափ 10 դոլար

Քայլ 2: Կառուցեք սենսորներ

Սենսորները պետք է մակերեսորեն զոդվեն փոքր PCB- ներին: Երկու նախորդ աշխատանքները ձեզ հուշում են, թե ինչպես դա անել: Ես գնել եմ ինչպես սենսորները, այնպես էլ փոքրիկ տախտակները Digikey- ից: Օգտագործեք Adafruit- ի ցածր ջերմաստիճանի զոդիչը և տվեք սենսորի ոտքերի հարևանությամբ ամենափոքր գումարը, երբ այն տեղադրեք տախտակի վրա: Օգտագործեք վերամշակող փչակ `այն տեղում հալեցնելու համար: Ինձ չհաջողվեց դա լավ անել իմ ձեռքի զոդման տեղադրմամբ և վերջացրեցի որոշ բարձիկների կարճացումով: Մնացած էլեկտրագծերը, եթե դուք ճիշտ եք ստուգում ձեր հաղորդալարերը, հեշտ է `մի փոքր կոնդենսատոր (0.1n) դնելով հոսանքի և գրունտի լարերի միջև և բարձրացնելով CS և PSB հաղորդալարերը Hi` I2C- ը գործարկելու և սենսորի հասցեն վերահսկելու համար: (Տես նկարը) Դուք ունեք երկու տարբերակ ՝ 0 X 76 Hi և 0 X 77 Lo- ի համար: Ես երկուսն էլ օգտագործում էի սենսորային գավազան ձևավորելու համար, որի վրա մեկ ոտքը տեղադրված սենսորները տալիս էին ճնշման դիֆերենցիալ ՝ անկախ ձեր չափումից: Ես նախագծեցի սենսորի համար 3D տպագիր պատյան, որը թույլ կտա այն ամբողջությամբ ծածկված լինել հստակ էպոքսիդով: Կոնի լեռան բերանը հիանալի տեղավորվում է սենսորի չժանգոտվող փոքր պարանոցի վրա, իսկ կնքված տեղադրումը կատարվում է սոսնձի փոքրիկ օղակով, որն այն պահում է դիրքում և կնքում է էպոքսիդային ծածկույթի համար:

Քայլ 3: 3D տպեք ձեր բնակարանը

GSM- ի և Lora- ի երկու հիմնական պատյանները նույնն են `արևային վահանակների կողային վահանակների ներդիրներով: Lora- ի միակ ռեժիմը վերևում գտնվող ալեհավաքի անցքն էր, որը պետք է փորել `կախված ձեր սարքի տրամագծից: GSM ալեհավաքը տեղավորվում է մյուս տուփի ներսում: Յուրաքանչյուրի կառավարման վահանակը նույնական է միացման/անջատման և մարտկոցի մակարդակի էկրանը միացնելու կոճակի հետ: Ոտքերը տպվում են առանձին և սոսնձված են անկյունների պատյաններին և ապահովում են տեղադրման տարբեր տարբերակներ: Փոքր պտուտահաստոցը և պտուտակավոր կափարիչը սոսնձված են բացման շուրջ ՝ microUSB լեռան համար ՝ այն ջրի ներթափանցումից պաշտպանելու համար: Հիմնականում սարքը շատ ջրակայուն է և տպված է PETG- ով `ջերմության աղավաղումը նվազագույնի հասցնելու համար: Ես օգտագործել եմ ջերմամեկուսիչ փողային պտուտակավոր ամրակներ հիմնական պատյանում 3 մմ պտուտակների դեպքում: Սենսորների համար կան երկու ամրացման ֆայլեր, որոնցից մեկն ունի երկու սենսոր, որոնք տեղադրված են մեկ ոտքով հեռավորության վրա ՝ լյուցիտային պլաստիկի գավազանի վրա, I2C «խթանող» տուփի ամրակով, որի միացումն ամրացված է և ներսից էպոքսիդացված: Այս գավազանն ունի նաև 3D տպագիր երկու անցք `տեղադրման ընտրանքները տեղավորելու համար: Սենսորների մյուս պատյանը մեկ հատիկ է, որի մեջ սենսորներից մեկը պտուտակված է դրա մեջ, իսկ հետևի հատվածում `էպոքսիդացված I2C« ուժեղացուցիչի »համար: Այս բոլորը տպված են PETG- ում: Մնացած ֆայլերը հանդիսանում են Lora ընդունիչ սարքի փոքրիկ պատյանը ՝ OLED- ի համար փոքր պատուհանով:

Քայլ 4: Լարել այն

Սենսորները միացված են SDA գծերին, SCL գծերին, Pos- ին և Gnd- ին զուգահեռ `միացված մեկ ոլորված մալուխի վրա, չորս հաղորդիչներով: I2C խթանիչների օգտագործումը շատ հեշտ է `միացնելով երկու սենսորները մուտքի գծերին և միջանցիկ երկար մալուխը` մինչև 60 մետր ամրացված նույն տիպի ընդունիչ միավորին: Եթե երկար գնաք, գուցե ստիպված լինեք փոխել տախտակների վրա ձգվող դիմադրիչները: Մնացածի համար էլեկտրագծերի դիագրամները վերևում են: Միացումն աշխատում է անջատիչ/անջատիչով, որն ուժ է փոխանցում Adafruit TPL5111- ին, որը սահմանված է 57 ohms- ի համար, որպեսզի յուրաքանչյուր 10 րոպեն մեկ բարձրացնի իր Enable- ը. Սա վերահսկում է MOSFET- ը հիմնական տախտակի վրա (կամ Lora կամ Arduino 400 GSM): (Ես գտել եմ, որ GSM- ի և ESP32- ի նման տախտակները չափազանց մեծ ուժ ունեն TPL- ի համար, եթե դրանց հետ MOSFET չեք օգտագործում …) Սենսորների և BMP388- ի էներգիան գալիս է հիմնական տախտակից, երբ այն միացված է `3v: Ձգվող դիմադրիչները I2C ուժեղացուցիչների վրա են, և դրանք ձեզ պետք չեն այս շղթայի սենսորների համար: TP4056 լիցքավորման տախտակը հիանալի է աշխատում երկու արևային վահանակների և 18650 մարտկոցի հետ միասին: Կոճակը պարզապես միացնում է մարտկոցի ելքը մարտկոցի մակարդակի փոքր էկրանին: Լյուցիտի գավազանին ամրացված երկու տվիչները օգտագործում են երկու առկա հասցեները, ներառյալ BMP388 հասցեն (0 X 77), այնպես որ դուք պետք է միացնեք BMP- ն SPI- ով հիմնական տախտակներին, եթե օգտագործում եք ջրի ճնշման երկու տվիչ: Եթե դուք օգտագործում եք միայն մեկը (տուփը), կարող եք այն միացնել I2C- ի հետ և օգտագործել մնացած հասանելի հասցեն (0 X 77) BMP- ի համար:

Քայլ 5: Կառուցեք այն

Ես օգտագործել եմ տախտակներ ՝ ամեն ինչ ծաղրելու համար: Հիմնական տախտակը TPL, BMP- ը բոլորը մեկ տախտակի վրա էին: Անջատիչները պտուտակված էին իրենց ռետինե բռնակներով: Լիցքավորման տախտակը տեղադրվում է հսկիչ երեսարկման ափսեի վրա, իսկ microUSB- ը ՝ դեպի դուրս: Protectionրի պաշտպանության պտուտահաստոցը սոսնձված էր առջևից, իսկ պտուտակավոր կափարիչը կնքված էր թելերի վրա սիլիկոնային քսուքով: Լյուցիտ գավազանը կտրված էր 1/4 պլաստիկի երկու շերտերից, իսկ սենսորները տեղադրված էին մեկ ոտքի հեռավորության վրա: Եռաչափ տպված անցքերի ամրակները տեղադրվեցին ծայրերում, իսկ I2C ուժեղացուցիչը պտուտակվեց մեջտեղում, որտեղ կատարվեցին բոլոր մետաղալարերի միացումները: Տուփի սենսորը 3D տպագրված էր, և ուժեղացուցիչը ներսում էպոքսիդացված էր և միացված էր մեկ սենսորին: Լորայի ստորաբաժանման վերևում անցք է կատարվել `ալեհավաքը տեղավորելու համար, և յուրաքանչյուր ագրեգատի հետևի մասում անցքեր են տեղադրված` սենսորներից մետաղալարերը տեղավորելու համար: Կապեք մետաղալարը դրա վրա ՝ այն սոսնձելուց հետո: Բոլոր մետաղալարերի միացումները ծովային ջերմության փոքրացումից հետո ներկվում են հեղուկ էլեկտրական ժապավենով `ջրի անվտանգության համար:

Քայլ 6: Programրագրիր այն

Reallyրագրում իսկապես շատ բան չկա: Այն մեծապես ապավինում է այն գրադարաններին, որոնք տրամադրվում են սենսորների համար, որոնք կատարյալ են աշխատում և Arduino տախտակի համար GSM Blynk ծրագրաշարի հրաշքը, որը հիանալի կերպով համընկնում է հոլոգրամ ամպի հետ: Գրանցվեք Հոլոգրամի հաշվի համար և ստացեք SIM քարտ նրանցից ՝ ձեր Arduino 400 GSM տախտակում տեղադրելու համար: Ձեռքսեղմման գործընթացն ամբողջությամբ վարում է Blynk-GSM Arduino գրադարանը: Ադաֆրուտը գրադարանը գրել է BMP- ի համար, իսկ ես օգտագործել եմ SparkFun գրադարանը MS5803- ի համար: Երկուսն էլ, եթե ցանկանում եք, ապահովում են ջերմաստիճանի ելքեր ձեր տվիչներից: Softwareրագրային ապահովմամբ ճշգրտված քորոցները կարող են օգտագործել հիմնական տախտակի գրեթե ամեն ինչ: Ես օգտագործեցի Blynk ժամաչափի ռեժիմը, որպեսզի պատահաբար չծանրաբեռնեմ Blynk ծրագիրը: Դուք, իհարկե, պետք է զգույշ լինեք GSM-Hologram հղման միջոցով մուտքագրված տվյալների քանակով, կամ կարող եք մի փոքր հաշիվ գանձել ՝ ոչ շատ, այն օգտագործում էր շաբաթական մոտ 3 ՄԲ, որը կազմում է մոտ 40 ցենտ: Ես բեռնում էի միայն ճնշման երեք չափումները `2 -ը ստորջրյա և մեկը պատյանից (BMP): Theրագրի վերջին մասը TPL- ն անջատելն է `բարձրացնելով HI- ի միավորի տվյալները, որոնք ասում են, որ տվյալները փոխանցվել են: Blynk հավելվածը հիանալի է, ինչպես միշտ, և դուք կարող եք նախագծել ցանկացած տեսակի ելքային էկրան, որը ցանկանում եք, և լավագույն մասն այն է, որ ցանկացած պահի ցանկացած պահի էլ.

Lora միավորը օգտագործում է նույն գրադարանները և օգտագործում է OLED սարք (էներգիան խնայելու համար այն անջատել եմ ուղարկողի ստորաբաժանման ծրագրակազմում) և հաճախականությունը սահմանում է ձեր որոշակի վայրի համար: Այնուհետև այն ստեղծում է տվյալների տող ՝ տարանջատիչներով, որոնք թույլ են տալիս այն ուղարկել ձեր տվիչների ընթերցումները մեկ կրակոցով: Այնուհետև այն ակտիվացնում է կատարված քորոցը ՝ փակելու համար: Ստացողի միավորը քանդում է բառը և տեղեկատվությունը ուղարկում Blynk հավելվածին `միշտ WIFI հղումով: Ստացողը աներևակայելի փոքր է և միանում է պատի գորտնուկին:

Քայլ 7: Օգտագործելով այն

Փոքր սենսորային դեմքը բարձր ճշգրտությամբ հավաքում է իր վրա ճնշման ամբողջ ուժը վերևից. Սա ներառում է օդի և ջրի բոլոր ճնշումները: Այսպիսով, օվկիանոսի բարձրության պարբերական փոփոխությունները `ալիքների նման և օվկիանոսի վերևից փոթորիկներից առաջացող օդի ճնշման փոփոխությունները, ազդում են դրա վրա: Դա է պատճառը, որ պատյանում ներառվում է Բարոմետրիկ ճնշման տվիչը (համոզվեք, որ ապահովում եք մի քանի փոքր օդի անցք, որպեսզի այն ճիշտ կարդա): Երկու տվիչներով սենսորային գավազանը խարսխված է օվկիանոսում մի խորության վրա, որտեղ այն դեռ ծածկված կլինի ջրով նույնիսկ մակընթացության ժամանակ: Կամայական է, թե ինչ խորության վրա եք տեղադրում տվիչները, քանի որ դրանք չափելու են միայն ջրի սյունակի բարձրության փոփոխությունը ոչ թե բացարձակ բարձրությունից: Ես օգտագործել եմ աղյուսը որպես խարիսխ, որի վրա պարանը ամրացված է ՝ սենսորային գավազանը ներքևից մի քանի ոտքով տեղադրելու համար: Գավազանի վերին բևեռին մի բոց էր ամրացված ՝ սենսորներն իրենց ոտքի մեջ ուղղահայաց կողմնորոշումից զատ պահելու համար: Պտտված զույգ մետաղալարն ու պարանը տանում էին դեպի մի նավահանգիստ, որտեղ նրանք կապվում էին շատ թուլությամբ ՝ ալիքի էքսկուրսիան տեղավորելու համար: GSM ուղարկող ստորաբաժանումը տեղադրված էր մոտակա նավակի վրա: Դիտարկումը տեղի է ունեցել մեկ ամսից ավելի: Երկու սենսորները տալիս էին ընթերցումներ, որոնք հետևողականորեն բաժանվում էին 28 միավորով, ինչը ներկայացնում էր ճնշման տարբերությունը այդ վայրում ջրի մեկ ոտքի վրա: Բարոմետրիկ ճնշումը հանվել է սենսորների ստորին տվյալներից և բաժանվել 28 -ի, ինչը 10 րոպեի ընթացքում օվկիանոսի մակերևույթի բարձրացման և անկման մեկ ոտքով համարժեք է: Վերոնշյալ գծապատկերը համեմատում է NOAA աղյուսակին նույն ամսաթվի համար: Բարձրացման և ընկնելու սենսորը/ոտքերը ստուգվել են նավահանգստի իրական շարժման համեմատ և պարզվել է, որ ճշգրիտ է մինչև 1/2 դյույմ: Նույնիսկ GSM- ի էներգիայի բարձր օգտագործման դեպքում տասը րոպեն մեկ արևային վահանակները հեշտությամբ պահպանում են պահանջարկը անձրևոտ անտառների այս խավար միջավայրում:

Քայլ 8: Ավելին

Այս տվիչների նախնական օգտագործումը արդեն նշված աղբյուրների կողմից ալիքի բարձրության ուսումնասիրման համար էր: Իմ արդյունքները եղել են հանգիստ նավահանգստից ՝ քամու ալիքների նվազագույն ակտիվությամբ, բայց դուք կարող եք այդ տվյալները գրավել ՝ բարձրացնելով ընտրանքի հաճախականությունը և ունենալով արդյունքների շարժական միջիններ: Lora համակարգը լավ է աշխատում այն հեռավորությունների վրա, որոնք կապահովեն ալիքային տեղեկատվության ցանց ցանցի մի քանի վայրերի երկայնքով: Սա իդեալական կլինի սերֆինգի գործունեությամբ հետաքրքրվողների համար: Այս անկախ ստորաբաժանումների ցածր արժեքը և շատ փոքր չափերը կդարձնեն ափամերձ տեղեկատվությունից դուրս գալը հեշտ գործ: Ներկայումս մակընթացային տեղեկատվության գրավումը շատ բարդ և ենթակառուցվածքներից կախված կառավարության գործունեություն է, բայց դա կարող է փոխվել այլընտրանքային սարքերի ընդունմամբ: Այժմ Բլինկը ծրագրված է ինձ տեղեկացնելու հաջորդ ցունամիի մասին: