एक रीयल-टाइम वेल वाटर टेम्परेचर, कंडक्टिविटी और वाटर लेवल मीटर: 6 स्टेप्स (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

इन निर्देशों में बताया गया है कि कैसे एक कम लागत वाला, वास्तविक समय, तापमान की निगरानी के लिए पानी के मीटर, विद्युत चालकता (ईसी) और खोदे गए कुओं में पानी के स्तर का निर्माण किया जाए। मीटर को एक खोदे गए कुएं के अंदर लटकने, पानी के तापमान, ईसी और जल स्तर को दिन में एक बार मापने और तत्काल देखने और डाउनलोड करने के लिए इंटरनेट पर वाईफाई या सेलुलर कनेक्शन द्वारा डेटा भेजने के लिए डिज़ाइन किया गया है। मीटर बनाने के लिए पुर्जों की लागत वाईफाई संस्करण के लिए लगभग 230 डॉलर और सेलुलर संस्करण के लिए 330 डॉलर हो सकती है। पानी के मीटर को चित्र 1 में दिखाया गया है। संलग्न फाइल (ईसी मीटर निर्देश। पीडीएफ) में भवन निर्देश, भागों की सूची, मीटर के निर्माण और संचालन के लिए सुझाव और पानी के कुएं में मीटर को कैसे स्थापित किया जाए, के साथ एक पूरी रिपोर्ट दी गई है।. इस पानी के मीटर का पहले प्रकाशित संस्करण केवल जल स्तर की निगरानी के लिए उपलब्ध है (https://www.instructables.com/id/A-Real-Time-Well-…)।

मीटर तीन सेंसर का उपयोग करता है: 1) कुएं में पानी की गहराई को मापने के लिए एक अल्ट्रासोनिक सेंसर; 2) पानी के तापमान को मापने के लिए एक वाटरप्रूफ थर्मामीटर, और 3) एक सामान्य घरेलू दो-तरफा प्लग, जिसका उपयोग पानी की विद्युत चालकता को मापने के लिए कम लागत वाले ईसी सेंसर के रूप में किया जाता है। अल्ट्रासोनिक सेंसर सीधे मीटर केस से जुड़ा होता है, जो कुएं के शीर्ष पर लटका होता है और सेंसर और कुएं में जल स्तर के बीच की दूरी को मापता है; अल्ट्रासोनिक सेंसर कुएं के पानी के सीधे संपर्क में नहीं है। तापमान और ईसी सेंसर को पानी में डुबोया जाना चाहिए; ये दो सेंसर एक केबल के साथ मीटर केस से जुड़े होते हैं जो सेंसर को जल स्तर से नीचे विस्तारित करने की अनुमति देने के लिए काफी लंबा होता है।

सेंसर एक इंटरनेट-ऑफ-थिंग्स (IoT) डिवाइस से जुड़े होते हैं जो एक वाईफाई या सेलुलर नेटवर्क से जुड़ते हैं और पानी के डेटा को एक वेब सेवा को रेखांकन के लिए भेजते हैं। इस परियोजना में उपयोग की जाने वाली वेब सेवा ThingSpeak.com (https://thingspeak.com/) है, जो गैर-व्यावसायिक छोटी परियोजनाओं (8, 200 संदेशों/दिन से कम) के लिए उपयोग करने के लिए स्वतंत्र है। मीटर के वाईफाई संस्करण के काम करने के लिए, इसे वाईफाई नेटवर्क के करीब स्थित होना चाहिए। घरेलू पानी के कुएं अक्सर इस स्थिति को पूरा करते हैं क्योंकि वे वाईफाई वाले घर के करीब स्थित होते हैं। मीटर में डेटा लॉगर शामिल नहीं है, बल्कि यह थिंगस्पीक को पानी का डेटा भेजता है जहां इसे क्लाउड में संग्रहीत किया जाता है। इसलिए, यदि कोई डेटा ट्रांसमिशन समस्या है (उदाहरण के लिए इंटरनेट आउटेज के दौरान) तो उस दिन के पानी के डेटा को प्रेषित नहीं किया जाता है और स्थायी रूप से खो जाता है।

घरेलू पानी की टंकी में पानी के स्तर को मापने और ट्विटर (https://www.instructables.com/id/Wi-Fi-Twitter-Wat…) यहां प्रस्तुत मूल डिजाइन और डिजाइन के बीच मुख्य अंतर एक वायर्ड पावर एडॉप्टर के बजाय एए बैटरी पर मीटर को संचालित करने की क्षमता है, एक ट्विटर संदेश के बजाय एक समय-श्रृंखला ग्राफ में डेटा देखने की क्षमता, का उपयोग एक अल्ट्रासोनिक सेंसर जिसे विशेष रूप से जल स्तर को मापने के लिए और तापमान और ईसी सेंसर को जोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

कम लागत वाला, कस्टम-निर्मित ईसी सेंसर, जो एक सामान्य घरेलू प्लग के साथ बनाया गया है, हाइड्रोपोनिक्स या एक्वापोनिक्स ऑपरेशन (https://hackaday.io/project/7008-fly) में उर्वरक सांद्रता को मापने के लिए एक सेंसर डिज़ाइन पर आधारित था। -वार्स-ए-हैकर…)। ईसी सेंसर से चालकता माप तापमान को पानी के तापमान सेंसर द्वारा प्रदान किए गए तापमान डेटा का उपयोग करके मुआवजा दिया जाता है। कस्टम-निर्मित ईसी सेंसर एक साधारण विद्युत सर्किट (डीसी वोल्टेज विभक्त) पर निर्भर करता है जिसका उपयोग केवल अपेक्षाकृत त्वरित, असतत चालकता माप के लिए किया जा सकता है (यानी निरंतर ईसी माप के लिए नहीं)। इस डिजाइन के साथ चालकता माप लगभग हर पांच सेकंड में लिया जा सकता है। चूंकि यह सर्किट एसी करंट के बजाय डीसी करंट का उपयोग करता है, इसलिए पांच सेकंड से कम अंतराल पर चालकता माप लेने से पानी में आयन ध्रुवीकृत हो सकते हैं, जिससे गलत रीडिंग हो सकती है। कस्टम-निर्मित ईसी सेंसर का परीक्षण एक वाणिज्यिक ईसी मीटर (YSI EcoSense pH/EC 1030A) के खिलाफ किया गया था और सेंसर के अंशांकन मूल्य के ± 500 यूएस / सेमी के भीतर समाधान के लिए वाणिज्यिक मीटर के लगभग 10% के भीतर चालकता को मापने के लिए पाया गया था।. यदि वांछित है, तो कम लागत वाले कस्टम-निर्मित ईसी सेंसर को व्यावसायिक जांच के साथ प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जैसे एटलस वैज्ञानिक चालकता जांच (https://atlas-scientific.com/probes/conductivity-p…)।

इस रिपोर्ट में पानी के मीटर को बड़े व्यास (0.9 मीटर व्यास के अंदर) के लिए डिजाइन और परीक्षण किया गया था, जो उथले पानी की गहराई (जमीन की सतह से नीचे 10 मीटर से कम) के साथ खोदे गए थे। हालांकि, इसका उपयोग संभावित रूप से अन्य स्थितियों में जल स्तर को मापने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि पर्यावरण निगरानी कुओं, ड्रिल किए गए कुओं और सतही जल निकायों।

पानी के मीटर के निर्माण के लिए चरण-दर-चरण निर्देश नीचे दिए गए हैं। यह अनुशंसा की जाती है कि मीटर निर्माण प्रक्रिया शुरू करने से पहले बिल्डर सभी निर्माण चरणों को पढ़ ले। इस परियोजना में उपयोग किया जाने वाला IoT उपकरण एक कण फोटॉन है, और इसलिए निम्नलिखित अनुभागों में "IoT डिवाइस" और "फोटॉन" शब्दों का परस्पर उपयोग किया जाता है।

आपूर्ति

तालिका 1: भागों की सूची

इलेक्ट्रॉनिक पुर्ज़े:

जल स्तर सेंसर - मैक्सबोटिक्स एमबी7389 (5 मीटर रेंज)

वाटरप्रूफ डिजिटल तापमान सेंसर

IoT डिवाइस - हेडर के साथ पार्टिकल फोटॉन

एंटीना (मीटर केस के अंदर स्थापित एंटीना) - 2.4 GHz, 6dBi, IPEX या u. FL कनेक्टर, 170 मिमी लंबा

चालकता जांच बनाने के लिए एक्सटेंशन कॉर्ड - 2 प्रोंग, सामान्य बाहरी कॉर्ड, 5 मीटर लंबाई

तापमान जांच, 4 कंडक्टर, 5 मीटर लंबाई का विस्तार करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला तार

तार - कनेक्टर्स पर पुश के साथ जम्पर तार (300 मिमी लंबाई)

बैटरी पैक - 4 एक्स एए

बैटरी - 4 एक्स एए

नलसाजी और हार्डवेयर पार्ट्स:

पाइप - एबीएस, 50 मिमी (2 इंच) व्यास, 125 मिमी लंबा

शीर्ष टोपी, एबीएस, 50 मिमी (2 इंच), एक जलरोधी मुहर बनाने के लिए गैसकेट के साथ पिरोया गया

बॉटम कैप, पीवीसी, 50 मिमी (2 इंच) सेंसर फिट करने के लिए इंच महिला एनपीटी थ्रेड के साथ

2 पाइप कप्लर्स, ABS, 50 मिमी (2 इंच) ऊपर और नीचे की टोपी को ABS पाइप से जोड़ने के लिए

शीर्ष टोपी पर हैंगर बनाने के लिए आई बोल्ट और 2 नट, स्टेनलेस स्टील (1/4 इंच)

अन्य सामग्री: विद्युत टेप, टेफ्लॉन टेप, गर्मी हटना, ईसी सेंसर कवर बनाने के लिए गोली की बोतल, मिलाप, सिलिकॉन, कोडांतरण मामले के लिए गोंद

चरण 1: मीटर केस को इकट्ठा करें

ऊपर चित्र 1 और 2 में दर्शाए अनुसार मीटर केस को असेंबल करें। इकट्ठे मीटर की कुल लंबाई, सेंसर और आई बोल्ट सहित टिप टू टिप, लगभग 320 मिमी है। मीटर केस बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले 50 मिमी व्यास वाले एबीएस पाइप को लगभग 125 मिमी लंबाई में काटा जाना चाहिए। यह IoT डिवाइस, बैटरी पैक और 170 मिमी लंबे आंतरिक एंटीना को रखने के लिए मामले के अंदर पर्याप्त जगह की अनुमति देता है।

केस को वॉटरटाइट बनाने के लिए सभी जोड़ों को सिलिकॉन या ABS ग्लू से सील करें। यह बहुत महत्वपूर्ण है, अन्यथा नमी मामले के अंदर आ सकती है और आंतरिक घटकों को नष्ट कर सकती है। नमी को अवशोषित करने के लिए केस के अंदर एक छोटा desiccant पैक रखा जा सकता है।

एक छेद ड्रिल करके और आई बोल्ट और नट डालकर शीर्ष कैप में एक आई बोल्ट स्थापित करें। आई बोल्ट को सुरक्षित करने के लिए केस के अंदर और बाहर दोनों तरफ एक नट का इस्तेमाल किया जाना चाहिए। बोल्ट के छेद पर टोपी के अंदर की तरफ सिलिकॉन करें ताकि यह जलरोधी हो।

चरण 2: सेंसर को तार संलग्न करें

जल स्तर सेंसर:

फोटॉन (यानी सेंसर पिन जीएनडी, वी +, और पिन 2) को संलग्न करने के लिए तीन तारों (चित्र 3 ए देखें) को जल स्तर सेंसर में मिलाया जाना चाहिए। तारों को सेंसर से मिलाना चुनौतीपूर्ण हो सकता है क्योंकि सेंसर पर कनेक्शन छेद छोटे होते हैं और एक साथ पास होते हैं। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि तारों को सेंसर में ठीक से मिलाया गया है ताकि एक अच्छा, मजबूत भौतिक और विद्युत कनेक्शन हो और आसन्न तारों के बीच कोई सोल्डर आर्क न हो। अच्छी रोशनी और एक आवर्धक लेंस टांका लगाने की प्रक्रिया में मदद करते हैं। उन लोगों के लिए जिनके पास पिछले सोल्डरिंग अनुभव नहीं है, सेंसर को तारों को टांका लगाने से पहले कुछ अभ्यास सोल्डरिंग की सिफारिश की जाती है। स्पार्कफन इलेक्ट्रॉनिक्स (https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…) से सोल्डर कैसे करें, इस पर एक ऑनलाइन ट्यूटोरियल उपलब्ध है।

तारों को सेंसर में मिलाने के बाद, सेंसर से बाहर निकलने वाले किसी भी अतिरिक्त नंगे तार को वायर कटर से लगभग 2 मिमी लंबाई तक ट्रिम किया जा सकता है। यह अनुशंसा की जाती है कि सोल्डर जोड़ों को सिलिकॉन के मोटे मनके से ढक दिया जाए। यह कनेक्शन को अधिक मजबूती देता है और मीटर के मामले में नमी आने पर सेंसर कनेक्शन में जंग और बिजली की समस्याओं की संभावना को कम करता है। अतिरिक्त सुरक्षा और तनाव से राहत प्रदान करने के लिए सेंसर कनेक्शन पर तीन तारों के चारों ओर विद्युत टेप भी लपेटा जा सकता है, जिससे सोल्डर जोड़ों पर तारों के टूटने की संभावना कम हो जाती है।

फोटॉन से जुड़ने के लिए सेंसर के तारों में एक छोर पर पुश-ऑन-टाइप कनेक्टर (चित्र 3बी देखें) हो सकते हैं। पुश-ऑन कनेक्टर्स का उपयोग करने से मीटर को असेंबल करना और अलग करना आसान हो जाता है। सेंसर के तार कम से कम 270 मिमी लंबे होने चाहिए ताकि वे मीटर केस की पूरी लंबाई बढ़ा सकें। यह लंबाई मामले के निचले सिरे पर स्थित सेंसर के साथ मामले के शीर्ष छोर से फोटॉन को जोड़ने की अनुमति देगी। ध्यान दें कि यह अनुशंसित तार लंबाई मानती है कि मीटर केस बनाने के लिए प्रयुक्त ABS पाइप को 125 मिमी की लंबाई में काटा गया है। सेंसर को तारों को काटने और टांका लगाने से पहले पुष्टि करें कि 270 मिमी की एक तार की लंबाई मीटर केस के शीर्ष से आगे बढ़ने के लिए पर्याप्त है ताकि मामले को इकट्ठा करने के बाद फोटॉन को जोड़ा जा सके और सेंसर स्थायी रूप से जुड़ा हो मामला।

वाटर लेवल सेंसर को अब मीटर केस से जोड़ा जा सकता है। एक वॉटरटाइट सील सुनिश्चित करने के लिए टेफ्लॉन टेप का उपयोग करके इसे नीचे की टोपी में कसकर खराब कर दिया जाना चाहिए।

तापमान संवेदक:

DS18B20 वाटरप्रूफ तापमान सेंसर में तीन तार होते हैं (चित्र 4), जो आमतौर पर लाल (V+), काला (GND) और पीला (डेटा) रंग का होता है। ये तापमान सेंसर आमतौर पर 2 मीटर से कम लंबी अपेक्षाकृत छोटी केबल के साथ आते हैं, जो सेंसर को कुएं में पानी के स्तर तक पहुंचने की अनुमति देने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए, सेंसर केबल को वाटरप्रूफ केबल के साथ बढ़ाया जाना चाहिए और वाटरप्रूफ स्प्लिस के साथ सेंसर केबल से जोड़ा जाना चाहिए। यह सिलिकॉन के साथ सोल्डर कनेक्शन को कोटिंग करके किया जा सकता है, इसके बाद गर्मी सिकुड़ जाती है। वाटरप्रूफ स्प्लिस बनाने के निर्देश यहां दिए गए हैं: https://www.maxbotix.com/Tutorials/133.htm। एक्सटेंशन केबल को सामान्य आउटडोर टेलीफोन एक्सटेंशन लाइन का उपयोग करके बनाया जा सकता है, जिसमें चार कंडक्टर हैं और कम कीमत पर ऑनलाइन खरीद के लिए आसानी से उपलब्ध है। केबल काफी लंबी होनी चाहिए ताकि तापमान सेंसर मीटर केस से आगे बढ़ सके और पानी के स्तर में गिरावट के लिए भत्ता सहित, कुएं में पानी के नीचे डूबा हो।

तापमान संवेदक के काम करने के लिए, सेंसर के लाल (V+) और पीले (डेटा) तारों के बीच एक रोकनेवाला जुड़ा होना चाहिए। प्रतिरोधक को मीटर केस के अंदर सीधे फोटॉन पिन पर स्थापित किया जा सकता है जहां तापमान सेंसर तार संलग्न होते हैं, जैसा कि तालिका 2 में नीचे सूचीबद्ध है। प्रतिरोधी मान लचीला है। इस परियोजना के लिए, एक 2.2 kOhm रोकनेवाला का उपयोग किया गया था, हालांकि, 2.2 kOhm और 4.7 kOhm के बीच कोई भी मान काम करेगा। तापमान संवेदक को संचालित करने के लिए एक विशेष कोड की भी आवश्यकता होती है। तापमान संवेदक कोड बाद में जोड़ा जाएगा, जैसा कि धारा ३.४ (सॉफ़्टवेयर सेटअप) में वर्णित है। तापमान संवेदक को फोटॉन से जोड़ने के बारे में अधिक जानकारी यहाँ ट्यूटोरियल में पाई जा सकती है:

तापमान संवेदक के लिए केबल को मीटर केस के माध्यम से डाला जाना चाहिए ताकि यह फोटॉन से जुड़ सके। केस बॉटम कैप (चित्र 5) के माध्यम से एक छेद ड्रिल करके केबल को केस के नीचे से डाला जाना चाहिए। धारा 3.2.3 में वर्णित अनुसार, चालकता सेंसर केबल डालने के लिए उसी छेद का उपयोग किया जा सकता है। केबल डालने के बाद, किसी भी नमी को मामले में प्रवेश करने से रोकने के लिए छेद को सिलिकॉन से पूरी तरह से सील कर दिया जाना चाहिए।

चालकता सेंसर:

इस परियोजना में इस्तेमाल किया गया ईसी सेंसर एक मानक उत्तरी अमेरिकी प्रकार ए से बनाया गया है, "दीवार प्रभाव" (छवि 6) को नियंत्रित करने के लिए प्लास्टिक "गोली बोतल" के माध्यम से डाला गया 2 शूल विद्युत प्लग। दीवार प्रभाव चालकता रीडिंग को प्रभावित कर सकता है जब सेंसर किसी अन्य वस्तु के लगभग 40 मिमी के भीतर होता है। यदि सेंसर पानी के किनारे या कुएं में किसी अन्य वस्तु के निकट संपर्क में है, तो सेंसर के चारों ओर एक सुरक्षात्मक मामले के रूप में गोली की बोतल को जोड़ने से दीवार के प्रभाव पर नियंत्रण होगा। सेंसर केबल डालने के लिए पिल बॉटल कैप के माध्यम से एक छेद ड्रिल किया जाता है और पिल बॉटल के निचले हिस्से को काट दिया जाता है ताकि पानी बोतल में प्रवाहित हो सके और प्लग प्रोंग्स के सीधे संपर्क में हो।

ईसी सेंसर में ग्राउंड वायर और डेटा वायर सहित दो तार होते हैं। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप किस प्लग प्रोंग को ग्राउंड और डेटा वायर के रूप में चुनते हैं। यदि ईसी सेंसर बनाने के लिए पर्याप्त रूप से लंबे एक्सटेंशन कॉर्ड का उपयोग किया जाता है, तो केबल कुएं में जल स्तर तक पहुंचने के लिए पर्याप्त लंबी होगी और सेंसर केबल को बढ़ाने के लिए किसी जलरोधक स्प्लिस की आवश्यकता नहीं होगी। बिजली प्रदान करने के लिए ईसी सेंसर के डेटा तार और एक फोटॉन पिन के बीच एक रोकनेवाला जुड़ा होना चाहिए। प्रतिरोधक को मीटर केस के अंदर सीधे फोटॉन पिन पर स्थापित किया जा सकता है जहां ईसी सेंसर तार संलग्न होते हैं, जैसा कि तालिका 2 में नीचे सूचीबद्ध है। प्रतिरोधी मान लचीला है। इस परियोजना के लिए, 1 kOhm रोकनेवाला का उपयोग किया गया था; हालांकि, 500 ओम और 2.2 kOhm के बीच कोई भी मान काम करेगा। कम चालकता वाले समाधानों को मापने के लिए उच्च प्रतिरोधक मान बेहतर होते हैं। इन निर्देशों के साथ शामिल कोड 1 kOhm रोकनेवाला का उपयोग करता है; यदि एक अलग रोकनेवाला का उपयोग किया जाता है, तो रोकनेवाला का मान कोड की पंक्ति 133 में समायोजित किया जाना चाहिए।

ईसी सेंसर के लिए केबल को मीटर केस के माध्यम से डाला जाना चाहिए ताकि यह फोटॉन से जुड़ सके। केस बॉटम कैप (चित्र 5) के माध्यम से एक छेद ड्रिल करके केबल को केस के नीचे से डाला जाना चाहिए। तापमान सेंसर केबल डालने के लिए उसी छेद का उपयोग किया जा सकता है। केबल डालने के बाद, किसी भी नमी को मामले में प्रवेश करने से रोकने के लिए छेद को सिलिकॉन से पूरी तरह से सील कर दिया जाना चाहिए।

ईसी सेंसर को एक वाणिज्यिक ईसी मीटर का उपयोग करके कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। कैलिब्रेशन प्रक्रिया फ़ील्ड में की जाती है, जैसा कि संलग्न रिपोर्ट (ईसी मीटर निर्देश.पीडीएफ) की धारा 5.2 (फील्ड सेटअप प्रक्रिया) में वर्णित है। ईसी मीटर के लिए सेल स्थिरांक निर्धारित करने के लिए अंशांकन किया जाता है। सेल स्थिरांक ईसी सेंसर के गुणों पर निर्भर करता है, जिसमें धातु के प्रकार, प्रोंग्स के सतह क्षेत्र और प्रोंग्स के बीच की दूरी शामिल हैं। इस प्रोजेक्ट में प्रयुक्त मानक टाइप ए प्लग के लिए, सेल स्थिरांक लगभग 0.3 है। चालकता के सिद्धांत और माप के बारे में अधिक जानकारी यहां उपलब्ध है: https://support.hach.com/ci/okcsFattach/get/100253… और यहां:

चरण 3: IoT डिवाइस में सेंसर, बैटरी पैक और एंटीना संलग्न करें

फोटॉन (चित्र 7) में तीन सेंसर, बैटरी पैक और एंटीना संलग्न करें, और सभी भागों को मीटर केस में डालें। तालिका 2 चित्रा 7 में इंगित पिन कनेक्शन की एक सूची प्रदान करती है। सेंसर और बैटरी पैक तारों को सीधे फोटॉन से या पुश-ऑन-टाइप कनेक्टर के साथ जोड़ा जा सकता है जो फोटॉन के नीचे हेडर पिन से जुड़ते हैं (जैसा कि चित्र 2 में देखा गया है)। पुश-ऑन कनेक्टर्स का उपयोग करने से मीटर को अलग करना या विफल होने पर फोटॉन को बदलना आसान हो जाता है। फोटॉन पर एंटीना कनेक्शन के लिए एक u. FL टाइप कनेक्टर (चित्र 7) की आवश्यकता होती है और कनेक्शन बनाने के लिए इसे फोटॉन पर बहुत मजबूती से धकेलने की आवश्यकता होती है। बैटरी को बैटरी पैक में तब तक स्थापित न करें जब तक कि मीटर परीक्षण के लिए तैयार न हो या कुएं में स्थापित न हो जाए। इस डिज़ाइन में कोई चालू/बंद स्विच शामिल नहीं है, इसलिए बैटरियों को स्थापित और हटाकर मीटर को चालू और बंद किया जाता है।

तालिका 2: IoT डिवाइस पर पिन कनेक्शन की सूची (कण फोटॉन):

फोटॉन पिन D2 - से कनेक्ट करें - WL सेंसर पिन 6, V+ (लाल तार)

फोटॉन पिन D3 - से कनेक्ट करें - WL सेंसर पिन 2, डेटा (ब्राउन वायर)

फोटॉन पिन GND - से कनेक्ट करें - WL सेंसर पिन 7, GND (ब्लैक वायर)

फोटॉन पिन D5 - से कनेक्ट करें - टेम्प सेंसर, डेटा (पीला तार)

फोटॉन पिन D6 - से कनेक्ट करें - टेम्प सेंसर, V+ (लाल तार)

फोटॉन पिन A4 - से कनेक्ट करें - टेम्प सेंसर, GND (ब्लैक वायर)

फोटॉन पिन D5 से D6 - अस्थायी सेंसर, रोकनेवाला R1 (फोटॉन पिन D5 और D6 के बीच एक 2.2k रोकनेवाला कनेक्ट करें)

फोटॉन पिन A0 - से कनेक्ट करें - EC सेंसर, डेटा

फोटॉन पिन A1 - से कनेक्ट करें - EC सेंसर, GND

फोटॉन पिन A2 से A0 - EC सेंसर, रेसिस्टर R2 (फोटॉन पिन A0 और A2 के बीच 1k रेसिस्टर कनेक्ट करें)

फोटॉन पिन VIN - से कनेक्ट करें - बैटरी पैक, V+ (लाल तार)

फोटॉन पिन GND - से कनेक्ट करें - बैटरी पैक, GND (ब्लैक वायर)

फोटॉन यू.एफएल पिन - से कनेक्ट करें - एंटीना

चरण 4: सॉफ्टवेयर सेटअप

मीटर के लिए सॉफ़्टवेयर स्थापित करने के लिए पाँच मुख्य चरणों की आवश्यकता है:

1. एक कण खाता बनाएं जो फोटॉन के साथ एक ऑनलाइन इंटरफेस प्रदान करेगा। ऐसा करने के लिए, स्मार्टफोन में पार्टिकल मोबाइल ऐप डाउनलोड करें: https://docs.particle.io/quickstart/photon/। ऐप इंस्टॉल करने के बाद, एक कण खाता बनाएं और खाते में फोटॉन जोड़ने के लिए ऑनलाइन निर्देशों का पालन करें। ध्यान दें कि पार्टिकल ऐप को डाउनलोड करने और फिर से खाता बनाने की आवश्यकता के बिना किसी भी अतिरिक्त फोटोन को उसी खाते में जोड़ा जा सकता है।

2. एक ThingSpeak खाता https://thingspeak.com/login बनाएं और जल स्तर डेटा प्रदर्शित करने के लिए एक नया चैनल सेट करें। पानी के मीटर के लिए थिंगस्पीक वेबपेज का एक उदाहरण चित्र 8 में दिखाया गया है, जिसे यहां भी देखा जा सकता है: https://thingspeak.com/channels/316660 थिंगस्पीक चैनल स्थापित करने के निर्देश यहां दिए गए हैं: https://docs.particle.io/tutorials/device-cloud/we… ध्यान दें कि अन्य फोटोन के लिए अतिरिक्त चैनल एक ही खाते में जोड़ा जा सकता है बिना किसी अन्य थिंगस्पीक खाता बनाने की आवश्यकता के।

3. फोटॉन से थिंगस्पीक चैनल में जल स्तर डेटा पास करने के लिए एक "वेबहुक" की आवश्यकता होती है। वेबहुक स्थापित करने के निर्देश संलग्न रिपोर्ट के परिशिष्ट बी में दिए गए हैं (ईसी मीटर निर्देश। पीडीएफ) यदि एक से अधिक पानी के मीटर का निर्माण किया जा रहा है, तो प्रत्येक अतिरिक्त फोटॉन के लिए एक अद्वितीय नाम के साथ एक नया वेबहुक बनाया जाना चाहिए।

4. उपरोक्त चरण में बनाया गया वेबहुक उस कोड में डाला जाना चाहिए जो फोटॉन को संचालित करता है। जल स्तर मीटर के वाईफाई संस्करण के लिए कोड संलग्न फ़ाइल (Code1_WiFi_Version_ECMeter.txt) में दिया गया है। कंप्यूटर पर, पार्टिकल वेबपेज पर जाएं https://thingspeak.com/login पार्टिकल अकाउंट में लॉग इन करें, और पार्टिकल ऐप इंटरफेस पर नेविगेट करें।कोड को कॉपी करें और पार्टिकल ऐप इंटरफेस में एक नया ऐप बनाने के लिए इसका इस्तेमाल करें। ऊपर बनाए गए वेबहुक का नाम कोड की लाइन 154 में डालें। ऐसा करने के लिए, कोट्स के अंदर के टेक्स्ट को डिलीट करें और लाइन 154 में कोट्स के अंदर नया वेबहुक नाम डालें, जो इस प्रकार है: Particle.publish("Insert_Webhook_Name_Inside_This_Quotes"।

5. कोड को अब फोटोन पर सत्यापित, सहेजा और स्थापित किया जा सकता है। जब कोड सत्यापित हो जाता है तो यह एक त्रुटि लौटाएगा जो कहती है कि "OneWire.h: ऐसी कोई फ़ाइल या निर्देशिका नहीं"। वनवायर लाइब्रेरी कोड है जो तापमान सेंसर चलाता है। कण पुस्तकालय से वनवायर कोड स्थापित करके इस त्रुटि को ठीक किया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, प्रदर्शित अपने कोड के साथ कण ऐप इंटरफ़ेस पर जाएं और स्क्रीन के बाईं ओर स्थित लाइब्रेरी आइकन पर स्क्रॉल करें (प्रश्न चिह्न आइकन के ठीक ऊपर स्थित)। लाइब्रेरी आइकन पर क्लिक करें, और वनवायर खोजें। वनवायर का चयन करें और "प्रोजेक्ट में शामिल करें" पर क्लिक करें। सूची से अपने ऐप का नाम चुनें, "पुष्टि करें" पर क्लिक करें और फिर ऐप को सेव करें। यह कोड के शीर्ष पर तीन नई लाइनें जोड़ देगा। इन तीन नई लाइनों को कोड को प्रभावित किए बिना हटाया जा सकता है। यह अनुशंसा की जाती है कि आप इन तीन पंक्तियों को हटा दें ताकि कोड लाइन नंबर इस दस्तावेज़ में दिए गए निर्देशों से मेल खा सकें। यदि तीन पंक्तियों को जगह पर छोड़ दिया जाता है, तो इस दस्तावेज़ में चर्चा की गई सभी कोड लाइन संख्याओं को तीन पंक्तियों से आगे बढ़ाया जाएगा। ध्यान दें कि कोड को क्लाउड से फोटॉन में संग्रहीत और स्थापित किया जाता है। पानी के कुएं में पानी के मीटर को संचालित करने के लिए इस कोड का उपयोग किया जाएगा। फील्ड इंस्टालेशन के दौरान, रिपोर्टिंग आवृत्ति को दिन में एक बार सेट करने और पानी के कुएं के बारे में जानकारी जोड़ने के लिए कोड में कुछ बदलाव करने की आवश्यकता होगी (यह संलग्न फाइल "ईसी मीटर इंस्ट्रक्शंस.पीडीएफ" शीर्षक वाले अनुभाग में वर्णित है। "एक पानी के कुएं में मीटर स्थापित करना")।

चरण 5: मीटर का परीक्षण करें

मीटर निर्माण और सॉफ्टवेयर सेटअप अब पूरा हो गया है। इस बिंदु पर यह अनुशंसा की जाती है कि मीटर का परीक्षण किया जाए। दो परीक्षण पूरे होने चाहिए। पहले परीक्षण का उपयोग यह पुष्टि करने के लिए किया जाता है कि मीटर जल स्तर, ईसी मान और तापमान को सही ढंग से माप सकता है और डेटा को थिंगस्पीक को भेज सकता है। दूसरे परीक्षण का उपयोग यह पुष्टि करने के लिए किया जाता है कि फोटॉन की बिजली खपत अपेक्षित सीमा के भीतर है। यह दूसरा परीक्षण उपयोगी है क्योंकि यदि फोटॉन बहुत अधिक शक्ति का उपयोग कर रहा है तो बैटरी अपेक्षा से जल्दी विफल हो जाएगी।

परीक्षण उद्देश्यों के लिए, कोड को हर दो मिनट में जल स्तर को मापने और रिपोर्ट करने के लिए सेट किया गया है। मीटर के परीक्षण के दौरान माप के बीच प्रतीक्षा करने के लिए यह एक व्यावहारिक समयावधि है। यदि एक अलग माप आवृत्ति वांछित है, तो कोड की पंक्ति 19 में माप समय नामक चर को वांछित माप आवृत्ति में बदलें। माप आवृत्ति सेकंड में दर्ज की जाती है (यानी 120 सेकंड दो मिनट के बराबर होती है)।

पहला परीक्षण कार्यालय में फर्श के ऊपर मीटर लटकाकर, उसे चालू करके और यह जांच कर किया जा सकता है कि थिंगस्पीक चैनल सेंसर और फर्श के बीच की दूरी को सटीक रूप से रिपोर्ट करता है। इस परीक्षण परिदृश्य में अल्ट्रासोनिक पल्स फर्श से प्रतिबिंबित होता है, जिसका उपयोग कुएं में पानी की सतह को अनुकरण करने के लिए किया जाता है। ईसी और तापमान सेंसर को ज्ञात तापमान और चालकता के पानी के एक कंटेनर में रखा जा सकता है (यानी एक वाणिज्यिक ईसी मीटर द्वारा मापा जाता है) सेंसर की पुष्टि करने के लिए थिंगस्पीक चैनल को सही मूल्यों की रिपोर्ट करें।

दूसरे परीक्षण के लिए, बैटरी पैक और फोटॉन के बीच विद्युत प्रवाह को यह पुष्टि करने के लिए मापा जाना चाहिए कि यह फोटॉन डेटाशीट में विनिर्देशों से मेल खाता है: https://docs.particle.io/datasheets/wi-fi/photon-d… अनुभव से पता चला है कि यह परीक्षण दोषपूर्ण IoT उपकरणों को क्षेत्र में तैनात करने से पहले पहचानने में मदद करता है। बैटरी पैक पर धनात्मक V+ तार (लाल तार) और फोटॉन पर VIN पिन के बीच करंट मीटर लगाकर करंट को मापें। करंट को ऑपरेटिंग मोड और डीप स्लीप मोड दोनों में मापा जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, फोटॉन को चालू करें और यह ऑपरेटिंग मोड में शुरू हो जाएगा (जैसा कि फोटॉन पर एक सियान रंग बदलते हुए एलईडी द्वारा इंगित किया गया है), जो लगभग 20 सेकंड तक चलता है। इस दौरान ऑपरेटिंग करंट का निरीक्षण करने के लिए करंट मीटर का उपयोग करें। फिर फोटॉन स्वचालित रूप से दो मिनट के लिए गहरी नींद मोड में चला जाएगा (जैसा कि फोटॉन बंद होने पर एलईडी द्वारा इंगित किया गया है)। इस समय गहरी नींद की धारा का निरीक्षण करने के लिए करंट मीटर का उपयोग करें। ऑपरेटिंग करंट ८० और १०० mA के बीच होना चाहिए, और गहरी नींद की धारा ८० और १०० µA के बीच होनी चाहिए। यदि करंट इन मानों से अधिक है, तो फोटॉन को बदला जाना चाहिए।

मीटर अब पानी के कुएं में लगाने के लिए तैयार है (चित्र 9)। एक पानी के कुएं में मीटर कैसे स्थापित करें, साथ ही मीटर निर्माण और संचालन युक्तियाँ संलग्न फ़ाइल (ईसी मीटर निर्देश.पीडीएफ) में प्रदान की जाती हैं।

चरण 6: मीटर का सेलुलर संस्करण कैसे बनाएं

पहले वर्णित भागों की सूची, निर्देशों और कोड में संशोधन करके पानी के मीटर का एक सेलुलर संस्करण बनाया जा सकता है। सेलुलर संस्करण को वाईफाई की आवश्यकता नहीं है क्योंकि यह सेलुलर सिग्नल के माध्यम से इंटरनेट से जुड़ता है। मीटर के सेलुलर संस्करण को बनाने के लिए पुर्जों की लागत लगभग $330 (करों और शिपिंग को छोड़कर) है, साथ ही सेलुलर IoT डिवाइस के साथ आने वाले सेलुलर डेटा प्लान के लिए लगभग $4 प्रति माह है।

सेलुलर मीटर निम्नलिखित संशोधनों के साथ ऊपर सूचीबद्ध समान भागों और निर्माण चरणों का उपयोग करता है:

• सेलुलर IoT डिवाइस (पार्टिकल इलेक्ट्रॉन) के लिए वाईफाई IoT डिवाइस (पार्टिकल फोटॉन) को प्रतिस्थापित करें: https://store.particle.io/collections/cellular/pro… मीटर का निर्माण करते समय, ऊपर वर्णित समान पिन कनेक्शन का उपयोग करें चरण 3 में मीटर का वाईफाई संस्करण।

• सेलुलर IoT डिवाइस वाईफाई संस्करण की तुलना में अधिक शक्ति का उपयोग करता है, और इसलिए दो बैटरी स्रोतों की सिफारिश की जाती है: एक 3.7V Li-Po बैटरी, जो IoT डिवाइस के साथ आती है, और एक बैटरी पैक जिसमें 4 AA बैटरी होती है। 3.7V LiPo बैटरी प्रदान किए गए कनेक्टर्स के साथ सीधे IoT डिवाइस से जुड़ जाती है। एए बैटरी पैक आईओटी डिवाइस से उसी तरह जुड़ा हुआ है जैसा ऊपर चरण 3 में मीटर के वाईफाई संस्करण के लिए वर्णित है। फील्ड परीक्षण से पता चला है कि मीटर का सेलुलर संस्करण ऊपर वर्णित बैटरी सेटअप का उपयोग करके लगभग 9 महीने तक काम करेगा।. एए बैटरी पैक और 2000 एमएएच 3.7 वी ली-पो बैटरी दोनों का उपयोग करने का एक विकल्प एक उच्च क्षमता वाली 3.7 वी ली-पो बैटरी का उपयोग करना है (उदाहरण के लिए 4000 या 5000 एमएएच)।

• मीटर से एक बाहरी एंटीना जुड़ा होना चाहिए, जैसे: https://www.amazon.ca/gp/product/B07PZFV9NK/ref=p… सुनिश्चित करें कि यह सेलुलर सेवा प्रदाता द्वारा उपयोग की जाने वाली आवृत्ति के लिए रेट किया गया है जहां पानी मीटर का उपयोग किया जाएगा। सेलुलर IoT डिवाइस के साथ आने वाला एंटीना बाहरी उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। बाहरी एंटीना को एक लंबी (3 मीटर) केबल से जोड़ा जा सकता है जो एंटीना को वेलहेड पर कुएं के बाहर से जोड़ने की अनुमति देता है (चित्र 10)। यह अनुशंसा की जाती है कि ऐन्टेना केबल को मामले के नीचे से डाला जाए और नमी के प्रवेश को रोकने के लिए सिलिकॉन से पूरी तरह से सील कर दिया जाए (चित्र 11)। एक अच्छी गुणवत्ता, जलरोधक, बाहरी समाक्षीय विस्तार केबल की सिफारिश की जाती है।

• सेलुलर IoT डिवाइस मीटर के वाई-फ़ाई संस्करण से भिन्न कोड पर चलता है। मीटर के सेलुलर संस्करण के लिए कोड संलग्न फ़ाइल (Code2_Cellular_Version_ECMeter.txt) में प्रदान किया गया है।