MKR1000 ve ARTIK Cloud Kullanarak Su Kalitesi İzleme: 13 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Tanıtım

Bu projenin temel amacı, yüzme havuzlarının pH ve sıcaklık seviyelerini izlemek için MKR1000 ve Samsung ARTIK Cloud'u kullanmaktır.

Suyun alkalinitesini ve asitliğini ölçmek için Sıcaklık Sensörü ve pH veya Hidrojen Sensörünün Gücünü kullanacağız.

PH seviyesini etkileyebileceğinden, sıcaklığı ölçmek bir zorunluluktur. Herhangi bir çözeltinin sıcaklığındaki bir artış, viskozitesinde bir azalmaya ve çözeltideki iyonlarının hareketliliğinde bir artışa neden olacaktır. pH, hidrojen iyonu konsantrasyonunun bir ölçüsü olduğundan, bir çözeltinin sıcaklığındaki bir değişiklik, pH'da (1) sonraki bir değişiklik tarafından yansıtılacaktır.

Sıcaklığın ph düzeyine etkileri aşağıdaki gibidir.

• Elektrotun doğruluğunu ve tepki hızını azaltan sıcaklık etkileri.
• Kalibrasyon tamponu veya numune olsun, sensör tarafından ölçülen malzeme üzerindeki Sıcaklık Değişim Katsayısı etkileri.

devamını oku

Yüzme havuzlarımızı neden dengelememiz gerekiyor?

Bu uzun bir tartışma olacak. Bunu 1. Adıma atlayabilirsiniz:)

Yüzme havuzları veya en azından banyo yapmak ve yüzmek için insan yapımı sulama delikleri - MÖ 2600'e kadar uzanıyor. minimumda. Bununla birlikte, esas olarak havuzda yüzen insanlar, köpekler gibi hayvanlar, ölü yaban hayatı ve mülkün etrafındaki yapraklar, çimen ve toz gibi döküntüler gibi potansiyel mikrop kaynakları nedeniyle, yüzme havuzları çoğu zaman kirlenir ve bu nedenle bir dizi içerir. kulak, burun ve boğaz enfeksiyonları gibi sağlık sorunlarına neden olabilecek bakteri ve algler de dahil olmak üzere mikropların Bunu önlemek veya en azından en aza indirmek için, yüzme havuzları filtrasyon, klorlama, toplam alkalinite, kalsiyum sertliği ve pH seviyesi düzenlemesi yoluyla düzenli olarak bakıma tabi tutulur.

pH, Hidrojen gücünün bir kısaltması olarak görülebilir - veya daha tam olarak, Hidrojen iyonunun konsantrasyonunun gücü. Ayrıca havuz suyunun ne kadar asit/alkali olduğunun ölçüsüdür. pH seviyeleri 0.0 ile 14.0 arasında değişir. Yüzme havuzu suyunda ideal pH aralığı 7,2 ila 7,8'dir. 7.0'lık bir pH nötrdür - 7.0'ın altı asidik, 7.0'ın üstü alkalidir. pH seviyesi, tipik olarak 7,2 ila 7,4 olan gözlerimizdeki ile aynı seviyede tutulursa, yanan gözlerin yan etkileri minimumda tutulur.

Havuz çok asidik olduğunda, yüzeyi çözmeye başlayacak ve havuz yosunu büyümesi için ideal olan bir pürüzlülük yaratacaktır. Karo kaplı yüzme havuzlarının derz dolgusunda da benzer bir sonuç ortaya çıkar. Yüzme havuzu ekipmanı, boru bağlantı parçaları, pompa bağlantıları ve benzerlerini içeren metaller de paslanır. Bu yüzey, enjeksiyon ve metal korozyonlarından sülfatlar oluşur. Bu sülfatlar, sudan yüzme havuzunun duvarlarına ve zeminine salınarak çirkin kahverengi ve siyah lekelere neden olur. Ayrıca havuz suyunda dezenfektan olarak kullanılan klor aktif hale gelir, çok hızlı bir şekilde atmosfere karışır ve böylece suyu dezenfekte etme özelliğini kaybederek kullanılmaz hale gelir. Son olarak yüzücülerin gözleri ve burnu yanmakta, mayoları solmakta ve yok olmakta, derileri kurumakta ve kaşınmaktadır.

Öte yandan, su çok alkali olduğunda, yüzme havuzu suyundaki kalsiyum karbonatlarla birleşerek en çok toz ve kiri tuttuğu su hattında görülen kireçlenmeyi oluşturarak zamanla kararır. Yüzme havuzu suyu da ışıltısını kaybettiği için bulanıklaşmaya veya bulanıklaşmaya başlar. Kalsiyum karbonat aynı zamanda yüzme havuzu filtresindeki kumu etkili bir şekilde çimentoya dönüştürerek plakanın üzerine çıkma eğilimindedir. Bu nedenle, yüzme havuzunun kum filtresi çimento filtresi haline gelirse, havuz suyundaki kiri tutma özelliğini kaybeder. Unutulmaması gereken bir başka etki de, pH yükseldikçe, klorun yabancı partiküller üzerinde hareket etme gücünün kaybolmasıdır. Bir örnek, pH 8.0'da havuzun dağıtılan klorun yalnızca %20'sini kullanabilmesidir. Son olarak alkali havuz suyunda yüzücülerin gözleri ve burnu da yanabilir ve derileri de kuruyabilir ve kaşınabilir.

Bu harika araştırma için grup arkadaşlarım Alysson ve Aira'ya sesleniyorum.

Adım 1: Gerekli Malzemeleri ve Yazılımı Toplayın

1. Arduino / Genuino MKR1000
2. Arduino IDE'si
3. Samsung Artik Bulut Hesabı
4. Jumper Telleri
5. 3 Erkek Pin Başlıkları
6. 170 Pin Sakal Tahtası
7. DFRobot pH Metre
8. DS18B20 Su Geçirmez Sıcaklık Sensörü
9. 4.7K Direnç x1
10. 200 ohm Direnç
11. 2x3 inç plastik kap
12. erkek ve dişi ses konektörü
13. Havya ve Kurşun
14. Küçük lehimleme PCB'si

4.7k direnç stokta kalmadığından 2.4k x 2 = 4.8k ohm kullandım

2. Adım: ARTIK Bulut Cihaz Türünüzü Oluşturun

ARTIK Cloud'a kaydolun. Geliştirici sitesine gidin ve yeni "cihaz türü" oluşturun.

ARTIK Cloud'daki cihazlar sensörler, cihazlar, uygulamalar, hizmetler vb. olabilir. Genellikle bir kullanıcı bir veya daha fazla cihaza sahip olur ve cihazlar ARTIK Cloud'a mesaj gönderebilir veya mesaj göndermek için kullanılabilir. daha fazla bilgi edin

Ardından, istediğiniz ekranı ve benzersiz adı girin.

3. Adım: Cihaz Türünüz için Yeni Manifest Oluşturun

Cihaz türünüzde yeni Manifest oluşturun.

Bir aygıt türüyle ilişkilendirilen Manifest, verilerin yapısını tanımlar. Bir uygulama veya cihaz ARTIK Cloud'a bir mesaj gönderdiğinde, Manifest, verilere karşılık gelen girdi olarak bir dize alır ve ARTIK Cloud'un depolayabileceği normalleştirilmiş alanların/değerlerin bir listesini çıkarır. daha fazla bilgi edin

Otomatik olarak celcius olarak ayarlanacak veri alanları olarak temp girin.

Başka bir veri alanı ekleyin ve ph olarak adlandırın. gösterim başına ppm veya parça kullanın.

Hidrojenin ph veya gücü suyun Alkalinitesini ve Asitliğini dengelemek için kullanılır. Sıcaklık ph değerini etkileyebilir. Sıcaklıktaki bir artış, artan moleküler titreşimlerle ilişkilidir, sıcaklığın artması üzerine gözlemlenebilir Hidrojen İyonları, Hidrojen bağları oluşturma eğiliminin azalması nedeniyle de artar, böylece pH'da bir azalmaya yol açar. daha fazla bilgi edin

İhtiyacımız olmayacağı için Eylem Kurallarını atlayın.

Ardından bildirim dosyanızı etkinleştirin.

4. Adım: Uygulamanızı Oluşturun

ARTIK Bulut Uygulamalarına gidin ve yeni uygulamaya tıklayın.

Her uygulamaya ARTIK Cloud tarafından benzersiz bir kimlik atanır. Bir OAuth2 erişim belirteci elde etmek ve kullanıcının erişim izni vermiş olması koşuluyla bir uygulamadan veri istemek için bir uygulama kimliği gerekir. daha fazla bilgi edin

İstediğiniz uygulama adını ve kimlik doğrulama yönlendirme URL'sini girin. Kimlik doğrulama yönlendirme URL'sinin gerekli olduğunu unutmayın. Bu uygulamanın kullanıcılarının kimliğini doğrulamak için kullanılır, bu nedenle oturum açmaya ihtiyaç duyulursa bu url'ye yönlendirilir. Örnek için https://localhost/8080/ kullandık.

Şimdi uygulama izninizi okuma ve yazma için ayarlayın, cihazınıza gidin ve kaydedin.

Tebrikler artık başvurunuz var!

Adım 5: ARTIK Cloud'u Cihazınıza Bağlayın

Artık arka ucunuz hazır. Verilerinizi görüntülemek için ARTIK Bulut Grafiklerinize gidelim.

Cihazlarıma gidin ve başka bir cihaz bağla'yı tıklayın.

Arayın ve daha önce oluşturduğunuz yeni cihaz türünü tıklayın, ardından cihazı bağla'yı tıklayın.

Daha fazla bilgi göstermek için bağlı cihaz ayarlarınızı tıklayın.

Sonraki adımlarda ihtiyaç duyacağınız için Cihaz Kimliği ve Simgesini not edin.

Sağ taraftaki panelde, verilerinizi görüntüleyin'i tıklayın.

Donanımınız hazır olduğunda, grafikte veriler olacaktır.

ARTIK Cloud kurulumu tamamlandı.:)

Adım 6: Sıcaklık ve PH Sensörlerini MKR1000'e bağlayın

İşte pin bağlantısı:

• Sıcaklık GND'den MRK1000 GND'ye
• MKR1000 Dijital pin 1'e Sıcaklık ÇIKIŞI
• Sıcaklık VCC ila MKR1000 5V
• Temp VCC ve Temp OUT'a 4.7K direnç bağlayın
• pH GND'den MRK1000 GND'ye
• pH OUT - MKR1000 Analog pin 1
• pH VCC ila MKR1000 5V

İsteğe bağlı: Sıcaklık probunun kolayca çıkarılması için bir ses erkek ve dişi konektör kullandık.

Daha ayrıntılı talimat için resimlere bir göz atın.

Adım 7: Arduino IDE Board Manager'ınızı Kurun

MKR1000 Board'u zaten kurduysanız, lütfen bu adımı atlayın.

Arduino IDE'nizi açın.

Araçlar > Pano > Pano Yöneticisi'ne gidin.

Ardından mkr1000'i arayın.

Arduino SAMD Board'u kurun, hem Zero hem de MKR1000'i destekleyebilir.

Adım 8: Gerekli Kitaplıkları Ekleyin

Sensörlerimizin ve wifi'nin çalışması için aşağıdaki kütüphanelere ihtiyacımız olacak.

1. FlashStorage - pH kalibrasyonunun ofsetini kaydetmek için kullanılır
2. ArduinoThread - sensörleri ayrı bir iş parçacığında okumak için kullandı.
3. ArduinoJson - bunu JSON verilerini ARTIK Cloud'a göndermek için kullanacağız
4. WiFi101 - mkr1000 ile wifi bağlantısını etkinleştirmek için kullanılır
5. ArduinoHttpClient - API'ye bağlanmak için ana bilgisayar
6. OneWire - Sıcaklık sensöründen dijital girişi okumak için gerekli
7. DallasTemperature - Dallas Sıcaklık sensörü gerekli kitaplık

Çizim > Kitaplığı Dahil Et > Kitaplıkları Yönet'e gidin

Bu kütüphaneleri arayın ve indirin.

Adım 9: Arduino Kodunu Yükleyin

Şimdi MKR1000'i PC/Dizüstü bilgisayarınıza takın.

Arduino'nuz MKR1000'inizi otomatik olarak algılamalıdır. Aksi takdirde set manuel olarak yapılır.

GitHub'ımdaki yazılımı buradan indirin

Kendi ARTIK Cloud cihaz kimliğinizi ve simgenizi değiştirin.

String deviceID = "artik bulut cihaz kimliği"; // öğreticiden oluşturulan cihaz kimliğinizi buraya koyun String deviceToken = "artik cloud device token"; // öğreticiden oluşturulan cihaz jetonunuzu buraya koyun

Kendi wifi ssid/adınızı ve şifrenizi değiştirin.

/**Wifi Ayarı**/#define WIFI_AP "sizin wifi ssid" #define WIFI_PWD "wifi şifresi"

Ardından Yazılım Kodunu MKR1000'e yükleyin ve izlemeye başlayın.

En kısa sürede kodun daha fazla öğreticisini ekliyorum.

WiFi'nizin internet bağlantısı olmalıdır

ARTIK Bulutunuza geri dönün ve çalışan verileri kontrol edin.

DFRobot'tan kalibrasyon yöntemini koduma entegre ettim.

pH Sensörünüzü kalibre etmek istiyorsanız, buradaki Yöntem 1'i izleyin.

Tebrikler! Sensörlerinizi bulut üzerinden başarıyla bağladınız!.

Adım 10: Taşınabilir Hale Getirin! - Ayrılabilir Sıcaklık Sensörü

Sökülebilir hale getirmek için sıcaklık sensörünün bağlantısını yeniden düzenlememiz gerekecek.

Bu, dirençlerin kablolamasını ve çıkarılabilir konektörü içerir.

İlk önce 4.7k direncini ve konektörlerini koyacağız.

Stokta olmadığı için 2.4kohms x 2 = 2.8k omhs kullandım. Ama yine de iyiyiz.

1. MKR1000'i 170 Pin Breadboard'a yerleştirin, 5V pini kartın ilk pininde olmalıdır.
2. 4.7k direncini breadboard'un son pinlerine veya boş pinlerine yerleştirin.
3. Bağlantı teli kullanarak direncin ilk ucunu 5V'a bağlayın.
4. İkinci ucu diğer taraftaki boş bir pime bağlayın.
5. Bu pimi Dijital Pim 1'e bağlayın.

Eğer zorluk yaşıyorsanız, yukarıdaki resimleri takip edin.

Sonraki Erkek ses konektörümüzü sıcaklık sensörüne lehimleyin

1. Kırmızı kablo / VCC'den bakıra
2. Yeşil / GND'den orta bakıra
3. Sarı / Veriler alt bakır

Yukarıdaki 4. ekran görüntüsüne bakın.

Daha sonra dişi ses konektörünü PCB'ye lehimleyin

1. Dişi konnektörü 4x5 lehim deliği ile PCB'ye yerleştirin.
2. 3 pimli başlığı deliğin son satırına yerleştirin.
3. Ses konektörünün uç piminin 200 omhs ve lehimli ucunu ve ikinci ucunu en yakın başlık pimine takın.
4. Ses konektörünün kalan başlık pinini başlık pinine lehimleyin.

Yukarıdaki 5, 6, 7, 8. ekran görüntüsüne bakın. Kısa devreyi önlemek için sıcaklık sensörünün pozitif teline seri olarak 200 ohm kullandım.

Adım 11: Taşınabilir Hale Getirin! - Sensörlerin Yerleştirilmesi

2x3 plastik kabınızı alın.

pH ve Sıcaklık probu sensörlerinin kolayca ayrılması için yol deliği yapın.

1. Dişi konnektör ve BNC konnektörün aynı çevresine sahip bir daire çizin.
2. Çok yakın veya uzak olmadıklarından emin olun.
3. Sıcak bir bıçak veya istediğiniz herhangi bir delme aleti kullanarak daireyi dikkatlice kesin.
4. ph Metre'nin BNC konektörünü ve dişi ses konektörünü takın.
5. Dişi ses konektörlerinin pin başlıklarına Jumper kabloları ekleyin
6. Kolayca çıkarılmaması için bunları birbirine yapıştırın.

Adım 12: Taşınabilir Yapın - MKR1000 Bağlantılarını Ekleyin

pH Sensörünü Bağlayın:

1. Ph metre sensörlerinin dişi başlığından 3 atlama kablosunu MKR1000'e bağlayın
2. Ph ölçeri VCC'yi 5V'a, GND'yi GND'ye ve Veri pinini A1'e yerleştirin

Sıcaklık Sensörünü Bağlayın:

Sıcaklık sensörünü VCC'yi 5V'a, GND'yi GND'ye ve Verileri, 4.7k direncinin Dijital pim 1'e bağlı olduğu Breadboard'un ekstra pimine yerleştirin

MKR1000 için pili bağlayın ve kabı kapatın.

Son olarak, sıcaklık ve pH sensörünü bağladı.

Viyola! Tebrikler artık havuz izleme cihazınıza sahipsiniz!

Adım 13: Sonunda! Sahada Test Edin

MKR1000 çalıştırıldığında ve wifi'ye bağlandığında, sensörlerden okumalar göndermeye başlayacaktır, Dijital pin 13 LED'i her başarılı gönderim için bir kez yanıp sönecektir.

Donanım sensörünü Özel, Kamu ve Okul Yüzme Havuzunda test ettik.

Bu katılımcıların havuzundan veri toplamak, donanımın kapasitesini analiz etmemizi sağladı.

MKR1000 ve sensörü bir kutuya yerleştirmek, su kontaminasyonunu önlemesini sağlar.

Bunu yaparak suyunuzun kalitesini izleyebilir ve istenilen kimyasalları yerleştirerek normalize edebilirsiniz.

Umarım bu eğitici öğretici, insanların kendi DIY yüzme havuzu su kalitesi izleme cihazlarını oluşturmalarına yardımcı olur. İnsanlar ne kadar güvenli olduklarını kontrol etmek yerine sunulan olanaklara daha fazla odaklanma eğiliminde olduklarından, yüzme havuzu su kalitesinin sürekli bozulması konusunda artan bir farkındalık olabilir. Ayrıca, gereksiz kaynak fedakarlığı olmadan su kalitesi testini daha verimli ve etkili hale getirmek için bir araç sunarak topluma katkıda bulunmayı amaçlıyorlar.

Çoğaltmaktan çekinmeyin ve harika şeyler yapmaktan mutlu olun!:)