Sewer'Sway: 3 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Կոյուղու մաքրման ընթացիկ գործընթացը ավելի շուտ ռեակտիվ է, քան նախաձեռնող: Հեռախոսազանգերը գրանցվում են տարածքի կոյուղագծի խցանման դեպքում: Ավելին, ձեռքով մաքրողների համար դժվար է զրոյականացնել սխալի պահին: Նրանք օգտագործում են հարվածների փորձարկման մեթոդը `տուժած տարածքում բազմաթիվ դիտահորերում մաքրման գործընթացն իրականացնելու համար` շատ ժամանակ վատնելով: Բացի այդ, թունավոր գազերի բարձր կոնցենտրացիան հանգեցնում է դյուրագրգռության, գլխացավերի, հոգնածության, սինուսային վարակների, բրոնխիտի, թոքաբորբի, ախորժակի կորստի, վատ հիշողության և գլխապտույտի:

Լուծումը նախատիպի նախագծումն է, որը փոքր սարք է `գրիչի ձև -գործոնով` տեղադրված դիտահորի կափարիչի վրա: Սարքի ստորին հատվածը, որը բացված է դիտահորի ներսում, իսկ կափարիչը փակ է, բաղկացած է սենսորներից, որոնք հայտնաբերում են կոյուղու ներսում ջրի մակարդակը և գազերի կոնցենտրացիան, որոնք ներառում են մեթան, ածխածնի օքսիդ, ածխաթթու գազ և ազոտի օքսիդներ:. Տվյալները հավաքվում են գլխավոր կայան, որը հաղորդակցվում է LoRaWAN- ի յուրաքանչյուր դիտահորի վրա տեղադրված այս սարքերի հետ և տվյալները ուղարկում ամպային սերվերին, որը մոնիտորինգի նպատակով տեղադրում է վահանակ: Ավելին, սա կամուրջ է ստեղծում կոյուղու սպասարկման և աղբահանության համար պատասխանատու քաղաքային իշխանությունների միջև: Այս սարքերի տեղադրումը ամբողջ քաղաքում թույլ կտա կանխարգելիչ լուծում գտնել և հստակեցնել կոյուղագծի խցանման վայրը, մինչև կեղտաջրերի մակերես հասնելը:

Պարագաներ

1. Ուլտրաձայնային տվիչ - HC -SR04

2. Գազի տվիչ - MQ -4

3. LoRa դարպաս - Ազնվամորի պի 3

4. LoRa մոդուլ - Semtech SX1272

5. NodeMCU

6. Buzzer մոդուլ

7. 500mAh, 3.7V Li-ion մարտկոց

Քայլ 1:

Առաջին նախատիպի համար ես որպես պարիսպ օգտագործեցի tic-tac (թարմ անանուխների տուփ): Ուլտրաձայնային տվիչների կցումը կատարվել է այնպես, որ Tx- ն և Rx- ը ուղղված լինեն դեպի կոյուղու հոսքը: Ուլտրաձայնային սենսորին և գազի տվիչին միանալը շատ հեշտ է: Պարզապես պետք է միացնել անհատական տվիչները և օգտագործել NodeMCU- ում առկա 8 թվային կապերից որևէ մեկը տվյալների ընթերցման համար: Ես գծել եմ կապերը ավելի լավ հասկանալու համար:

Քայլ 2: EMանոթություն SEMTECH SX1272- ի հետ

Մեր հաջորդ քայլը կլինի տեղադրել գրադարանները մեր NodeMCU- ում:

Semtech LoRa մոդուլի գրադարանները կարող եք գտնել այս հղումով ՝

Այս գրադարանը տեղադրելու համար.

• Տեղադրեք այն Arduino գրադարանի կառավարչի միջոցով («Էսքիզ» -> «Ներառել գրադարանը» -> «Գրադարանների կառավարում …»), կամ
• Ներբեռնեք zipfile ֆայլ github- ից ՝ օգտագործելով «Ներբեռնեք ZIP» կոճակը և տեղադրեք այն IDE- ի միջոցով («Էսքիզ» -> «Ներառել գրադարանը» -> "Ավելացնել. ZIP գրադարան …"
• Կլոնավորեք այս git պահեստը ձեր ուրվագծային գրքերի/գրադարանների պանակում:

Այս գրադարանը աշխատեցնելու համար ձեր Arduino- ն (կամ ինչ Arduino- ի հետ համատեղելի տախտակ եք օգտագործում) պետք է միացված լինի հաղորդիչին: Exactշգրիտ միացումները մի փոքր կախված են հաղորդիչ տախտակից և օգտագործված Arduino- ից, ուստի այս բաժինը փորձում է բացատրել, թե յուրաքանչյուր կապը ինչի համար է, և որ դեպքերում է դա (ոչ) անհրաժեշտ:

Նկատի ունեցեք, որ SX1272 մոդուլն աշխատում է 3.3 Վ լարման վրա և, ամենայն հավանականությամբ, 5 Վ չի սիրում իր կապում (չնայած տվյալների թերթիկն այս մասին ոչինչ չի ասում, և իմ հաղորդիչն ակնհայտորեն չի կոտրվել 5 Վ մուտքի/ելքի մի քանի ժամ պատահաբար օգտագործելուց հետո): Անվտանգ լինելու համար համոզվեք, որ օգտագործեք մակարդակի փոխարկիչ կամ 3.3 Վ լարման արագությամբ աշխատող Arduino: Semtech- ի գնահատման խորհուրդը ունի 100 օմ դիմադրողականություն ՝ բոլոր տվյալների տողերով, որոնք կարող են կանխել վնասը, բայց ես դրա վրա հույս չէի դնի:

SX127x հաղորդիչներին անհրաժեշտ է սնուցման լարումը 1.8 Վ -ից 3.9 Վ -ի միջև: 3.3 Վ լարման օգտագործումը բնորոշ է: Որոշ մոդուլներ ունեն մեկ հոսանքի քորոց (ինչպես HopeRF մոդուլները ՝ պիտակավորված 3.3V), իսկ մյուսները տարբեր մասերի համար ցուցադրում են մի քանի հոսանքի պիններ (օրինակ ՝ Semtech գնահատման խորհուրդը, որն ունի VDD_RF, VDD_ANA և VDD_FEM), որոնք բոլորը կարող են միացված լինել միասին: GND- ի ցանկացած կապում անհրաժեշտ է միացնել Arduino GND կապին (ներ) ին:

Հաղորդիչ ընդունիչի հետ հաղորդակցվելու հիմնական միջոցը SPI- ն է (Սերիական ծայրամասային միջերես): Սա օգտագործում է չորս կապում `MOSI, MISO, SCK և SS: Նախկին երեքը պետք է ուղղակիորեն կապված լինեն. Այնպես որ, MOSI- ը MOSI- ին, MISO- ն MISO- ին, SCK- ն SCK- ին: Այն վայրերում, որտեղ այս կապում տեղակայված են ձեր Arduino- ն, տարբերվում է, տե՛ս, օրինակ, Arduino SPI փաստաթղթերի «Կապեր» բաժինը: SS (slave select) կապը մի փոքր ավելի ճկուն է: SPI ստրուկի կողմում (հաղորդիչ), այն պետք է միացված լինի NSS պիտակով (սովորաբար): SPI վարպետի (Arduino) կողմում այս քորոցը կարող է միանալ ցանկացած I/O քորոցին: Արդուինոսների մեծամասնությունը ունի նաև «SS» պիտակ, սակայն սա տեղին է միայն այն դեպքում, երբ Arduino- ն աշխատում է որպես SPI ստրուկ, ինչը այստեղ այդպես չէ: Ինչ քորոց էլ ընտրեք, դուք պետք է գրադարանին ասեք, թե ինչ քորոց եք օգտագործել քորոցների քարտեզագրման միջոցով (տես ստորև):

Հաղորդիչ տախտակի վրա գտնվող DIO (թվային I/O) կապումներն կարող են կազմաձևվել տարբեր գործառույթների համար: LMIC գրադարանը դրանք օգտագործում է ստացողից ակնթարթային կարգավիճակի մասին տեղեկություններ ստանալու համար: Օրինակ, երբ LoRa փոխանցումը սկսվում է, DIO0 կապը կազմաձևված է որպես TxDone ելք: Երբ փոխանցումն ավարտված է, DIO0 կապը բարձր է ստացվում ընդունիչի կողմից, որը կարող է հայտնաբերվել LMIC գրադարանի կողմից: LMIC գրադարանին անհրաժեշտ է միայն մուտք դեպի DIO0, DIO1 և DIO2, մյուս DIOx կապանքները կարող են անջատված մնալ: Arduino- ի կողմից նրանք կարող են միանալ ցանկացած մուտքի/ելքի քորոցին, քանի որ ընթացիկ իրականացումը չի օգտագործում ընդհատումներ կամ այլ հատուկ սարքավորումների գործառույթներ (չնայած դա կարող է ավելացվել գործառույթում, տես նաև «ingամանակը» բաժինը):

LoRa ռեժիմում DIO կապումներն օգտագործվում են հետևյալ կերպ.

• DIO0: TxDone և RxDone
• DIO1: RxTimeoutIn

FSK ռեժիմում դրանք օգտագործվում են հետևյալ կերպ::

• DIO0 ՝ PayloadReady և PacketSent
• DIO2: TimeOut

Երկու ռեժիմներին անհրաժեշտ է ընդամենը 2 կապ, սակայն տրանսը թույլ չի տալիս դրանք քարտեզագրել այնպես, որ բոլոր անհրաժեշտ ընդհատումները քարտեզը դնեն նույն 2 կապում: Այսպիսով, եթե օգտագործվում են ինչպես LoRa, այնպես էլ FSK ռեժիմները, երեք կապերն էլ պետք է միացված լինեն: Arduino- ի կողմում օգտագործվող կապումներն անհրաժեշտ է կազմաձևել ձեր ուրվագծի քորոցների քարտեզագրման մեջ (տես ստորև): Վերականգնել Հաղորդիչն ունի վերակայման քորոց, որը կարող է օգտագործվել այն հստակորեն վերակայելու համար: LMIC գրադարանը դա օգտագործում է `ապահովելու համար, որ չիպը գործարկման ժամանակ հետևողական վիճակում է: Գործնականում այս կապը կարող է անջատված մնալ, քանի որ հաղորդիչն արդեն միացված վիճակում միանգամայն առողջ վիճակում կլինի, սակայն միացնելը կարող է որոշ դեպքերում կանխել խնդիրները: Arduino- ի կողմից կարելի է օգտագործել ցանկացած մուտքի/ելք: Օգտագործված կապի համարը պետք է կազմաձևված լինի կապի քարտեզագրման մեջ (տես ստորև):

Հաղորդիչն ունի երկու առանձին ալեհավաքային միացում ՝ մեկը RX- ի և մեկը TX- ի համար: Տիպիկ հաղորդիչ տախտակը պարունակում է ալեհավաքի անջատիչ չիպ, որը թույլ է տալիս մի ալեհավաք անցնել այս RX և TX միացումների միջև: Նման ալեհավաքի անջատիչին, որպես կանոն, կարելի է ասել, թե ինչ դիրքում պետք է լինի այն մուտքային կապի միջոցով, որը հաճախ պիտակավորված է RXTX: Անթենային անջատիչը վերահսկելու ամենահեշտ ձևը SX127x հաղորդիչի վրա RXTX կապի օգտագործումն է: Այս քորոցն ինքնաբերաբար բարձր է դրվում TX- ի ժամանակ և ցածր ՝ RX- ի ժամանակ: Օրինակ, HopeRF- ի տախտակները, կարծես, ունեն այս կապը, ուստի դրանք չեն բացահայտում որևէ RXTX կապում, և քորոցների քարտեզագրման մեջ քորոցը կարող է նշվել որպես չօգտագործված: Որոշ տախտակներ իսկապես բացահայտում են ալեհավաքի անջատիչի քորոցը, իսկ երբեմն նաև SX127x RXTX քորոցը: Օրինակ, SX1272 գնահատման խորհուրդը նախկին FEM_CTX, իսկ երկրորդը `RXTX է անվանում: Կրկին, դրանք պարզապես jumper մետաղալարով միացնելը ամենահեշտ լուծումն է: Այլապես, կամ եթե SX127x RXTX կապը հասանելի չէ, LMIC- ը կարող է կազմաձևվել `վերահսկելու ալեհավաքի անջատիչը: Միացրեք ալեհավաքի անջատիչի կառավարման քորոցը (օրինակ ՝ FEM_CTX- ը Semtech- ի գնահատման տախտակին) Arduino- ի կողմում գտնվող ցանկացած մուտքի/ելքային պինակի և կազմաձևեք քորոցների քարտում օգտագործվող քորոցը (տե՛ս ստորև): Ամբողջովին պարզ չէ, թե ինչու չի ցանկանում, որ հաղորդիչն անմիջականորեն վերահսկի ալեհավաքը:

Քայլ 3. 3D տպում պարիսպ

Երբ ամեն ինչ գործի դրվեց, որոշեցի մոդուլի համար պատյան 3D տպել `ավելի լավ տեսք ունենալու համար:

Ձեռք բերելով վերջնական արտադրանքը ՝ տեղադրումը մարդու փոսում և իրական ժամանակի արդյունքների ձեռքբերումը վահանակի վրա հեշտ էր: Իրական ժամանակում գազի կոնցենտրացիայի արժեքները `ջրի մակարդակի նշումով, թույլ տվեցին իշխանություններին նախաձեռնողական մոտեցում ցուցաբերել` խնդրի լուծման ավելի ապահով եղանակով: