Vedenlaadun valvonta MKR1000: n ja ARTIK Cloudin avulla: 13 vaihetta (kuvien kanssa)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-13 06:57

Johdanto

Tämän projektin ensisijainen tavoite on käyttää MKR1000: ta ja Samsung ARTIK Cloudia uima -altaiden pH: n ja lämpötilan valvontaan.

Käytämme lämpötila -anturia ja pH- tai vetyanturin tehoa veden emäksisyyden ja happamuuden mittaamiseen.

Lämpötilan mittaaminen on välttämätöntä, koska se voi vaikuttaa pH -tasoon. Minkä tahansa liuoksen lämpötilan nousu johtaa sen viskositeetin laskuun ja sen ionien liikkuvuuden lisääntymiseen liuoksessa. Koska pH on vetyionipitoisuuden mitta, liuoksen lämpötilan muutos heijastuu myöhempään pH -arvon muutokseen (1).

Lämpötilan vaikutukset ph -tasoon ovat seuraavat.

• Lämpötilavaikutukset, jotka heikentävät elektrodin tarkkuutta ja vasteen nopeutta.
• Lämpötilakertoimen vaikutukset anturin mittaamaan materiaaliin, olipa kyseessä sitten kalibrointipuskuri tai näyte.

Lue lisää

Miksi meidän on tasapainotettava uima -altaitamme?

Tästä tulee pitkä keskustelu. Voit siirtyä tähän vaiheeseen 1:)

Uima-altaat tai ainakin keinotekoiset juottoaukot uimiseen ja uimiseen-mene 2600 eaa. vähintään. Kuitenkin pääasiassa mahdollisten mikrobilähteiden, kuten uima -altaassa uivien ihmisten, eläinten, kuten koirien, kuolleiden villieläinten ja kiinteistön ympäriltä peräisin olevien roskien, kuten lehtien, ruohon ja pölyn, vuoksi uima -altaat ovat usein saastuneita ja sisältävät siten erilaisia bakteereja ja leviä, jotka voivat aiheuttaa terveysongelmia, kuten korvan, nenän ja kurkun tulehduksia. Tämän estämiseksi tai ainakin minimoimiseksi uima -altaita huolletaan säännöllisesti suodattamalla, klooraamalla, kokonaisemäksisyydellä, kalsiumin kovuudella ja pH -tason säätelyllä.

pH: ta voidaan pitää lyhennettynä vedyn teholle - tai täydellisemmin, vetyionin pitoisuuden teholle. Se on myös mitta siitä, kuinka happo/ emäksinen uima -altaan vesi on. pH -tasot vaihtelevat välillä 0,0 - 14,0. Ihanteellinen pH -alue uima -altaan vedessä on 7,2 - 7,8. PH 7,0 on neutraali - alle 7,0 on hapan, yli 7,0 on emäksinen. Jos pH -taso pidetään samalla tasolla kuin silmässämme, joka on tyypillisesti 7,2-7,4, palavien silmien sivuvaikutukset pidetään minimissä.

Kun allas on liian hapan, se alkaa liuottaa pintaa ja muodostaa karheuden, joka on ihanteellinen allaslevien kasvulle. Samanlainen tulos tapahtuu kaakeloitujen uima -altaiden saumauksessa. Myös metallit syövyttävät, mukaan lukien uima -allaslaitteet, putkiliittimet, pumppuliitännät ja vastaavat. Näistä pinta-, saumaus- ja metallikorroosioista muodostuu sulfaatteja. Nämä sulfaatit vapautuvat vedestä uima -altaan seinille ja lattialle aiheuttaen rumat ruskeat ja mustat tahrat. Lisäksi kloori, jota käytetään desinfiointiaineena uima -altaan vedessä, aktivoituu, häviää ilmakehään hyvin nopeasti ja muuttuu siten hyödyttömäksi, koska se menettää kykynsä desinfioida vettä. Lopuksi uimareiden silmät ja nenä palavat, uimapuvut haalistuvat ja tuhoutuvat ja iho kuivuu ja kutittaa.

Toisaalta, kun vesi on liian emäksistä, uima -altaan veden kalsium yhdistyy karbonaattien kanssa ja muodostaa kalkin, joka näkyy eniten vesirajalla, jossa se kerää pölyä ja likaa ja muuttuu ajan myötä mustaksi. Uima -altaan vesi alkaa myös muuttua sameaksi tai sameaksi, kun se menettää kimalluksensa. Kalsiumkarbonaatilla on myös taipumus levitä hiekalle uima -altaan suodattimessa ja muuttaa se tehokkaasti sementiksi. Joten jos uima -altaan hiekkasuodattimesta tulee sementtisuodatin, se menettää kykynsä kerätä likaa uima -altaan vedestä. Toinen huomioitava vaikutus on, että kun pH nousee, kloorin voima vaikuttaa vieraisiin hiukkasiin menetetään. Esimerkki on, että pH -arvossa 8,0 allas voi käyttää vain 20% annostellusta kloorista. Lopuksi, emäksisessä uima -allasvedessä uimareiden silmät ja nenä voivat myös polttaa ja iho voi myös kuivua ja kutia.

Huutakaa ryhmäni kavereille Alyssonille ja Airalle tästä mahtavasta tutkimuksesta.

Vaihe 1: Kerää tarvittavat materiaalit ja ohjelmistot

1. Arduino / Genuino MKR1000
2. Arduino IDE
3. Samsung Artik Cloud -tili
4. Hyppyjohdot
5. 3 urosnastaista otsikkoa
6. 170 -nastainen Beardboard
7. DFRobot pH -mittari
8. DS18B20 Vedenpitävä lämpötila -anturi
9. 4.7K vastus x1
10. 200 ohmin vastus
11. 2x3 tuuman muovisäiliö
12. uros- ja naarasääniliitin
13. Juotin ja lyijy
14. Pieni juotospiirilevy

Koska 4.7k vastus on loppu, käytin 2.4k x 2 = 4.8k ohmia

Vaihe 2: Luo ARTIK Cloud -laitetyyppi

Rekisteröidy ARTIK Cloudiin. Siirry kehittäjäsivustolle ja luo uusi "laitetyyppi".

ARTIK Cloudin laitteet voivat olla antureita, laitteita, sovelluksia, palveluita jne. Yleensä yksi käyttäjä omistaa yhden tai useamman laitteen, ja laitteet voivat lähettää viestejä tai käyttää niitä viestien lähettämiseen ARTIK Cloudiin. oppia lisää

Kirjoita sitten haluamasi näyttö ja yksilöllinen nimi.

Vaihe 3: Luo uusi luettelo laitetyypille

Luo laitetyypilläsi uusi luettelo.

Laitetyyppiin liittyvä luettelo kuvaa tietojen rakenteen. Kun sovellus tai laite lähettää viestin ARTIK Cloudiin, manifesti ottaa dataa vastaavan merkkijonon ja antaa luettelon normalisoiduista kentistä/arvoista, jotka ARTIK Cloud voi tallentaa. oppia lisää

Anna lämpötila tietokentiksi, ja se asettaa automaattisesti celsiuksen.

Lisää toinen tietokenttä ja anna sille nimi ph. käytä ppm tai osia merkinnöissä.

ph tai vedyn tehoa käytetään tasapainottamaan veden emäksisyyttä ja happamuutta. lämpötila voi vaikuttaa ph: n arvoon. Lämpötilan nousu liittyy lisääntyneisiin molekyylivärähtelyihin, kun lämpötilaa nostetaan, myös havaittavat vetyionit lisääntyvät, koska vety sidosten muodostumisen taipumus vähenee, mikä johtaa pH: n laskuun. oppia lisää

Ohita toimintasäännöt, koska emme tarvitse niitä.

Aktivoi sitten manifestitiedosto.

Vaihe 4: Luo sovelluksesi

Siirry ARTIK Cloud -sovelluksiin ja napsauta uutta sovellusta.

ARTIK Cloud antaa jokaiselle sovellukselle yksilöllisen tunnuksen. Sovellustunnus vaaditaan OAuth2 -käyttöoikeustunnuksen hankkimiseksi ja tietojen pyytämiseksi sovelluksesta edellyttäen, että käyttäjä on myöntänyt käyttöoikeuden. oppia lisää

Anna haluamasi sovelluksen nimi ja todennuksen uudelleenohjaus -URL -osoite. Huomaa, että todennuksen uudelleenohjaus -URL -osoite on pakollinen. Sitä käytetään tämän sovelluksen käyttäjien todentamiseen, joten se ohjaa uudelleen tähän URL -osoitteeseen, jos tarvitsee kirjautumista. Käytimme näytettä https:// localhost/8080/.

Aseta sovelluksellesi lupa lukea ja kirjoittaa, siirry laitteellesi ja tallenna.

Onnittelut, sinulla on nyt hakemuksesi!

Vaihe 5: Yhdistä ARTIK Cloud laitteeseesi

Nyt kun taustajärjestelmäsi on valmis. Siirry ARTIK Cloud -kaavioihisi nähdäksesi tietosi.

Siirry laitteisiini ja valitse Yhdistä toinen laite.

Etsi ja napsauta aiemmin luotua uutta laitetyyppiä ja napsauta sitten Yhdistä laite.

Näytä lisätietoja napsauttamalla yhdistetyn laitteen asetuksia.

Muista laitetunnus ja tunnus, koska tarvitset niitä seuraavissa vaiheissa.

Napsauta oikeassa sivupaneelissa Näytä tiedot.

Kun laitteisto on valmis, kaaviossa on tietoja.

Valmis ARTIK Cloud -asennukseen.:)

Vaihe 6: Liitä lämpötila- ja PH -anturit MKR1000 -laitteeseen

Tässä nastaliitäntä:

• Lämpötila GND - MRK1000 GND
• Lämpötila OUT MKR1000 -digitaalitapille 1
• Lämpötila VCC - MKR1000 5V
• Liitä 4.7K vastus Temp VCC ja Temp OUT
• pH GND - MRK1000 GND
• pH OUT MKR1000 -analogitapille 1
• pH VCC - MKR1000 5V

Valinnainen: Käytimme audio -uros- ja naarasliitintä lämpötila -anturin irrottamiseksi helposti.

Katso tarkemmat ohjeet kuvista.

Vaihe 7: Asenna Arduino IDE Board Manager

Jos olet jo asentanut MKR1000 Boardin, ohita tämä vaihe.

Avaa Arduino IDE.

Siirry kohtaan Työkalut> Hallitus> Hallituksen hallinta.

Etsi sitten mkr1000.

Asenna Arduino SAMD Board, se tukee sekä Zero- että MKR1000 -kortteja.

Vaihe 8: Lisää tarvittavat kirjastot

Jotta anturit ja wifi toimisivat, tarvitsemme seuraavia kirjastoja.

1. FlashStorage - käytetään pH -kalibroinnin poikkeaman tallentamiseen
2. ArduinoThread - käytti sitä anturien lukemiseen erillisessä säikeessä.
3. ArduinoJson - käytämme tätä lähettääksemme JSON -tietoja ARTIK Cloudiin
4. WiFi101 - käytetään wifi -yhteyden käyttöönottoon mkr1000: n kanssa
5. ArduinoHttpClient - isäntä, joka muodostaa yhteyden sovellusliittymään
6. OneWire - tarvitaan digitaalitulon lukemiseen lämpötila -anturista
7. DallasTemperature - Dallasin lämpötila -anturin pakollinen kirjasto

Siirry kohtaan Luonnos> Sisällytä kirjasto> Hallinnoi kirjastoja

Etsi nämä kirjastot ja lataa ne.

Vaihe 9: Lataa Arduino -koodi

Liitä nyt MKR1000 tietokoneeseen/kannettavaan tietokoneeseen.

Arduino tunnistaa MKR1000 -laitteen automaattisesti.

Lataa ohjelmisto GitHubista täältä

Vaihda oma ARTIK Cloud -laitetunnuksesi ja -tunnuksesi.

String deviceID = "artikkel cloud device id"; // laita laitetunnuksesi tähän, joka on luotu opetusohjelmasta String deviceToken = "artik cloud device token"; // laita laitetunnuksesi tähän, joka on luotu opetusohjelmasta

Vaihda oma wifi SSID/nimi ja salasana.

/** Wifi -asetus **/ #define WIFI_AP "wifi ssid" #define WIFI_PWD "wifi password"

Lataa sitten ohjelmistokoodi MKR1000: een ja aloita seuranta.

Lisään lisää koodin opetusohjelmia heti.

WiFi -laitteessa on oltava internetyhteys

Palaa ARTIK Cloudiin ja tarkista käynnissä olevat tiedot.

Olen integroinut DFRobotin kalibrointimenetelmän koodiini.

Jos haluat kalibroida pH -anturin, noudata niiden menetelmää 1.

Onnittelut! Olet yhdistänyt anturit pilven yli !.

Vaihe 10: Tee siitä kannettava! - Irrotettava lämpötila -anturi

Meidän on järjestettävä lämpötila -anturin liitäntä uudelleen, jotta se voidaan irrottaa.

Tämä sisältää vastuksen johdotuksen ja irrotettavan liittimen.

Ensin laitetaan 4.7k vastus ja sen liittimet.

Käytin 2.4kohms x 2 = 2.8k omhs koska se on loppu. Mutta silti olemme hyviä.

1. Aseta MKR1000 - 170 -nastainen leipälevy, 5V -nastan tulee olla levyn ensimmäisellä tapilla
2. Aseta 4,7 k: n vastus leipälevyn viimeisille nastoille tai tyhjille nastoille.
3. Liitä vastuksen ensimmäinen pää 5 V: n hyppyjohdolla.
4. Liitä toinen pää tyhjään nastaan toisella puolella.
5. Liitä tämä nasta digitaaliseen nastaan 1.

Jos sinulla on vaikeuksia, seuraa yllä olevia kuvia.

Seuraavaksi Juotamme urosliitännän lämpötila -anturiin

1. Punainen lanka / VCC kupariin
2. Vihreä / GND keskikupariin
3. Keltainen / Data pohjaan kuparia

Katso yllä oleva 4. kuvakaappaus.

Seuraavaksi juota naarasääniliitin PCB: hen

1. Aseta naarasliitin piirilevyyn, jossa on 4x5 juotosreikä.
2. Aseta 3 -nastainen otsikko reiän viimeiselle riville.
3. Aseta ääniliittimen kärkitapin 200 omhs ja juotospää ja toinen pää lähimpään otsatappiin.
4. Juotos audioliitännän jäljellä oleva nastatappi otsikkotappiin.

Katso 5, 6, 7, 8. kuvakaappaus yllä.

Vaihe 11: Tee siitä kannettava! - Anturien sijoittaminen

Hanki 2x3 muovisäiliö.

Tee reiän pH- ja lämpötila -anturien irrottamiseksi helposti.

1. Piirrä ympyrä, jonka kehä on sama kuin naarasliitin ja BNC -liitin.
2. Varmista, että ne eivät ole niin lähellä tai kaukana.
3. Leikkaa ympyrä varovasti kuumalla veitsellä tai haluamallasi poratyökalulla.
4. Liitä ph -mittarin BNC -liitin ja naarasääniliitin.
5. Lisää hyppyjohdot naaraspuolisten ääniliittimien nastapäät
6. Liimaa ne yhteen, jotta niitä ei ole helppo poistaa.

Vaihe 12: Tee siitä kannettava - lisää MKR1000 -yhteydet

Yhdistä pH -anturi:

1. Liitä 3 hyppyjohtoa ph -mittarin antureiden naarasliittimestä MKR1000: een
2. Aseta ph -mittari VCC 5 V: iin, GND GND: hen ja datanasta A1: een

Yhdistä lämpötila -anturi:

Aseta lämpötila -anturi VCC 5 V: ksi, GND GND: ksi ja tiedot Breadboardin lisätappiin, jossa 4,7 k: n vastus on liitetty digitaaliseen nastaan 1

Liitä MKR1000: n akku ja peitä säiliö.

Kiinnitä lopuksi lämpötila- ja pH -anturi.

Viola! Onnittelut, sinulla on nyt uima -altaan valvontalaite!

Vaihe 13: Lopuksi! Testaa kentällä

Kun MKR1000 on kytketty päälle ja yhdistetty wifi -verkkoon, se alkaa lähettää lukemia antureista, Digitaalisen nastan 13 merkkivalo vilkkuu kerran onnistuneen lähetyksen jälkeen.

Olemme testanneet laitteistosensorin yksityiselle, julkiselle ja koulun uima -altaalle.

Tietojen kerääminen näiden vastaajien joukosta antoi meille mahdollisuuden analysoida laitteiston kykyä.

Kun MKR1000 ja anturi asetetaan laatikkoon, se estää veden saastumisen.

Näin voit seurata veden laatua ja normalisoida ne asettamalla halutut kemikaalit.

Toivottavasti tämä ohjeiden opetusohjelma auttaa ihmisiä rakentamaan oman DIY -uima -altaan veden laadunvalvontalaitteen. Voidaan lisätä tietoisuutta uima -altaan veden laadun jatkuvasta heikkenemisestä, kun ihmiset pyrkivät keskittymään enemmän tarjottaviin mukavuuksiin sen sijaan, että tarkistavat niiden turvallisuuden. He aikovat myös edistää yhteisöä kykenemällä tarjoamaan keinoja veden laadun testauksen tehostamiseksi ja vaikuttamiseksi ilman tarpeetonta resurssien uhraamista.

Voit vapaasti toistaa sen ja tehdä iloisia asioita!:)