Arduino Rain Gauge Calibration: 7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Ներածություն:

Այս Ուղեցույցում մենք «կառուցում» ենք անձրևաչափ Arduino- ի հետ և չափագրում այն, որպեսզի հաղորդենք ամենօրյա և ժամային տեղումների մասին: Անձրևի կոլեկտորը, որը ես օգտագործում եմ, վերամշակված դույլով տիպի անձրևաչափ է: Այն եկել է անձամբ վնասված եղանակային կայանից: Այնուամենայնիվ, կան շատ հիանալի հրահանգներ, թե ինչպես պատրաստել դրանք զրոյից:

Այս Instructable- ը իմ պատրաստած եղանակային կայանի մի մասն է և իմ ուսումնական գործընթացի փաստաթղթերն են `քողարկված որպես ուսումնական ձեռնարկ:)

Անձրևաչափի բնութագրերը.

• Օրական և ժամային տեղումների քանակը չափվում է դյույմով ՝ եղանակային ստորգետնյա տարածք հեշտությամբ վերբեռնելու համար:
• Մագնիսական անջատիչի անջատման ծածկագիրը ներառված չէ ծածկագիրը պարզ պահելու համար:
• լինելով ավելի շատ ձեռնարկ, պատրաստի արտադրանքը ավելի շատ նախատիպի նախատիպ է:

Քայլ 1: Որոշ տեսություններ

Տեղումների քանակը հաղորդվում է/չափվում է միլիմետրերով կամ դյույմերով, որն ունի երկարության չափս: Դա վկայում է այն մասին, թե որքան բարձր է անձրևի տարածքի յուրաքանչյուր հատված անձրև է եկել, եթե անձրևաջրերը չցրվեին և չլցվեին: Այսպիսով, 1,63 մմ տեղումներ կնշանակեն, որ եթե ունենամ ցանկացած ձևի հարթ հարթեցված բաք, անձրևաջրերը հավաքված կլինեն տանկերի հատակից 1,63 մմ բարձրության վրա:

Բոլոր անձրևաչափերն ունեն անձրևի ջրհավաք ավազան և տեղումների քանակի չափում: Theրհավաք ավազանն այն շրջանն է, որի վրա անձրև է հավաքվում: Չափիչ օբյեկտը հեղուկի համար որոշակի ծավալի չափում կլինի:

Այսպիսով, անձրևը մմ -ով կամ դյույմով կլինի

տեղումների բարձրությունը = հավաքված անձրևի ծավալը / ջրհավաք ավազանը

Անձրևի կոլեկտորի մեջ երկարությունը և լայնությունը համապատասխանաբար 11 սմ 5 սմ էին, ինչը 55 քառ. Այսպիսով, 9 միլիլիտր անձրևի հավաքածուն կնշանակի 9 խ/55 քառ. Սմ = 0.16363… սմ = 1.6363… մմ = 0.064 դյույմ:

Անձրևաչափի չափիչում դույլը 4 անգամ թեքվում է 9 մլ (կամ 0,064… դյույմ անձրևի) համար, ուստի մեկ հուշում նախատեսված է (9/4) մլ = 2,25 մլ (կամ 0,0161.. դյույմ): Եթե մենք վերցնում ենք ժամային ընթերցումներ (օրական 24 ընթերցում ՝ նախքան վերականգնումները) երեք նշանակալի թվանշանների ճշգրտությունը պահպանելը բավականաչափ պարկեշտ է:

Այսպիսով, յուրաքանչյուր դույլի հուշում/անկում, կոդը մուտք է գործում դրան որպես 1 անջատված-անջատված հաջորդականություն կամ մեկ կտտոց: Այո, մենք հայտնել ենք 0.0161 դյույմ անձրևի մասին: Կրկնեմ ՝ Արդուինոյի տեսանկյունից

մեկ կտտոց = 0,0161 դյույմ անձրև

Նշում 1. Ես նախընտրում եմ միավորների միջազգային համակարգը, բայց Weather Underground- ը նախընտրում է կայսերական/ԱՄՆ միավորները և, հետևաբար, այս փոխարկումը դյույմերի:

Նշում 2. Եթե հաշվարկները ձեր բաժակ թեյը չեն, ապա անցեք «Անձրևի ծավալը», որը կատարյալ օգնություն է տրամադրում նման հարցերում:

Քայլ 2: Այս ծրագրի մասերը

Մասերի մեծ մասը դրված էր շուրջը, և արդար ցուցակ (պաշտոնականության համար) կա

1. Arduino Uno (կամ ցանկացած այլ համատեղելի)
2. Անձրևաչափը հին վնասված եղանակային կայանից:
3. Breadboard.
4. RJ11 ՝ իմ Անձրևաչափը միացնելու համար տախտակին միացնելու համար:
5. 10K կամ ավելի բարձր ռեզիստոր `հանդես գալու որպես ձգվող դիմադրություն: Ես օգտագործել եմ 15K:
6. 2 կտոր արականից իգական սեռի jumper լարեր
7. 2 արականից արական ցատկող մետաղալար:
8. USB մալուխ; A Male to B Արական

Գործիքներ:

Ներարկիչ (օգտագործվել է 12 մլ հզորություն):

Քայլ 3: Անձրևի կոլեկցիոներ

Իմ անձրև հավաքողի լուսանկարները պետք է շատերի համար պարզ դարձնեն: Ամեն դեպքում, անձրևը, որն ընկնում է իր ջրհավաք ավազանի վրա, ուղղորդվում է դեպի ներսում գտնվող երկու հուշումներից մեկը: Երկու պտտվող դույլերը միացված են սղոցի նման, և երբ անձրևաջրերի քաշը (իմ անձրևի համար 0,0161 դյույմ) մի դույլից ներքև դատարկվում է, իսկ մյուս դույլերը բարձրանում են և դիրքավորվում ՝ հավաքելու հաջորդ անձրևաջուրը: Շրջադարձային շարժումը մագնիսը տեղափոխում է «մագնիսական անջատիչ» -ի վրայով և միացումն էլեկտրականորեն միանում է:

Քայլ 4: Շղթա

Շղթան կազմելու համար

1. Arduino- ի թվային 2 -րդ կապը միացրեք դիմադրության մեկ ծայրին:
2. Դիմադրության մյուս ծայրը միացրեք Ground քորոցին (GND):
3. RJ11 միակցիչի մի ծայրը միացրեք Arduino- ի թվային 2 -րդ կապին:
4. RJ11 միակցիչի մյուս ծայրը միացրեք Arduino- ի +5V կապին (5V):
5. Միացրեք անձրևաչափը RJ11- ին:

Շղթան ավարտված է: Umատկող լարերը և տախտակը հեշտացնում են կապերը:

Նախագիծն ավարտելու համար Arduino- ն միացրեք համակարգչին USB մալուխի միջոցով և տեղադրեք ստորև ներկայացված ուրվագիծը:

Քայլ 5: Կոդ

RainGauge.ino էսքիզը (տեղադրված է այս քայլի վերջում) լավ մեկնաբանված է, ուստի ես մատնանշեմ միայն երեք բաժին:

Մի մասը հաշվում է հուշումներով հուշումների քանակը:

եթե (bucketPositionA == false && digitalRead (RainPin) == HIGH) {

… … }

Մեկ այլ մաս ստուգում է ժամանակը և հաշվարկում անձրևի քանակը

եթե (այժմ. րոպե () == 0 && առաջին == ճշմարիտ) {

hourlyRain = dailyRain - dailyRain_till_LastHour; …… ……

իսկ մյուս մասը մաքրում է անձրևը օրվա համար, կեսգիշերին:

եթե (այժմ.ժամ () == 0) {

DailyRain = 0; …..

Քայլ 6: Կալիբրացում և փորձարկում

Անջատեք անձրևի կոլեկտորը միացումից և կատարեք հետևյալ քայլերը:

1. Լրացրեք ներարկիչը ջրով: Ես իմը լցնում եմ 10 մլ:
2. Անձրևի կոլեկտորը պահեք հարթ մակերևույթի վրա և ջուրը քիչ -քիչ թափեք ներարկիչից:
3. Ես հաշվում եմ հուշումներով շրջվող դույլերը: Չորս հուշում ինձ բավական էին, և ներարկիչից դուրս հանվեց 9 մլ: Ըստ հաշվարկների (տես տեսության բաժինը) ես ստացել եմ 0,0161 դյույմ անձրևի քանակը մեկ հուշման համար:
4. Այս տեղեկությունները սկզբում ներառում եմ իմ ծածկագրում:

const կրկնակի դույլ Գումարը = 0.0161;

Այսքանը: Ավելի ճշգրիտ լինելու համար կարելի է ներառել ավելի շատ թվանշաններ, ինչպիսիք են 0.01610595: Իհարկե, ակնկալվում է, որ ձեր հաշվարկված թվերը կտարբերվեն, եթե ձեր Անձրևի կոլեկցիոները իմի նման չէ:

Փորձարկման նպատակով

1. Անձրևի կոլեկտորը միացրեք RJ11 վարդակին:
2. Միացրեք Arduino- ն համակարգչին USB մալուխի միջոցով:
3. Բացեք սերիական մոնիտորը:
4. Լցնել նախկինում չափված ջուրը և դիտել ելքը, երբ ժամն ավարտվի:
5. Pourուր մի թափեք, այլ սպասեք հաջորդ ժամվա ավարտին: Այս դեպքում ժամային անձրևը պետք է լինի զրո:
6. Պահեք համակարգիչը միացված միացումով մի գիշերվա ընթացքում և տեսեք, թե արդյոք ամենօրյա անձրևը և ժամային անձրևը զրոյի են վերածվում կեսգիշերին: Այս քայլի համար կարելի է նաև փոխել համակարգչի ժամացույցը համապատասխան արժեքի (սերիական մոնիտորի ելքերն ուղիղ դիտելու համար):

Քայլ 7. Հետխորհրդածություններ և շնորհակալություններ

Անձրևի ընթերցումների լուծումը իմ դեպքում 0.0161 դյույմ է և չի կարող ավելի ճշգրիտ լինել: Գործնական հանգամանքները կարող են ավելի նվազեցնել ճշգրտությունը: Եղանակի չափումները չունեն քվանտային մեխանիկայի ճշգրտություն:

Կոդի մի մասը վերցվել է Lazy Old Geek's Instructable- ից: