सीवर का रास्ता: ३ कदम

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

सीवर लाइन की सफाई की वर्तमान प्रक्रिया सक्रिय होने के बजाय प्रतिक्रियाशील है। किसी क्षेत्र में सीवर लाइन बंद होने की स्थिति में फोन कॉल दर्ज किए जाते हैं। इसके अलावा, मैनुअल मैला ढोने वालों के लिए त्रुटि के बिंदु पर शून्य-इन करना मुश्किल है। वे प्रभावित क्षेत्र में कई मैनहोलों में सफाई प्रक्रिया को अंजाम देने के लिए हिट-एंड-ट्रायल पद्धति का उपयोग करते हैं, जिससे बहुत समय बर्बाद होता है। इसके अतिरिक्त जहरीली गैसों की उच्च सांद्रता चिड़चिड़ापन, सिरदर्द, थकान, साइनस संक्रमण, ब्रोंकाइटिस, निमोनिया, भूख न लगना, खराब स्मृति और चक्कर आना का कारण बनती है।

समाधान एक प्रोटोटाइप डिजाइन करना है, जो एक छोटा उपकरण है - एक पेन के फॉर्म-फैक्टर के साथ - एक मैनहोल के ढक्कन पर एम्बेडेड। डिवाइस का निचला भाग जो ढक्कन बंद होने पर मैनहोल के अंदर खुला रहता है - इसमें सेंसर होते हैं जो सीवर के अंदर पानी के स्तर और गैसों की सांद्रता का पता लगाते हैं जिनमें मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड शामिल हैं।. डेटा को एक मास्टर स्टेशन पर इकट्ठा किया जाता है, जो लोरावन पर प्रत्येक मैनहोल पर स्थापित इन उपकरणों के साथ संचार करता है, और डेटा को क्लाउड सर्वर पर भेजता है, जो निगरानी उद्देश्यों के लिए एक डैशबोर्ड होस्ट करता है। इसके अलावा, यह सीवर रखरखाव और कचरा संग्रहण के लिए जिम्मेदार नगरपालिका अधिकारियों के बीच की खाई को पाटता है। पूरे शहर में इन उपकरणों की स्थापना से एक निवारक समाधान की पहचान की जा सकेगी और गंदे पानी की सतह पर पहुंचने से पहले बंद सीवर लाइन के स्थान का पता लगाया जा सकेगा।

आपूर्ति

1. अल्ट्रासोनिक सेंसर - HC-SR04

2. गैस सेंसर - एमक्यू -4

3. लोरा गेटवे - रास्पबेरी पाई 3

4. लोरा मॉड्यूल - सेमटेक SX1272

5. नोडएमसीयू

6. बजर मॉड्यूल

7. 500 एमएएच, 3.7 वी ली-आयन बैटरी

चरण 1:

पहले प्रोटोटाइप के लिए, मैंने बाड़े के रूप में एक टिक-टैक (ताजा टकसालों का डिब्बा) का इस्तेमाल किया। अल्ट्रासोनिक सेंसरों को इस तरह से लगाया गया था कि टीएक्स और आरएक्स को सीवरेज प्रवाह की ओर इंगित किया जा सके। अल्ट्रासोनिक सेंसर और गैस सेंसर से कनेक्शन बहुत आसान हैं। बस अलग-अलग सेंसर को पावर देने और डेटा पढ़ने के लिए NodeMCU में उपलब्ध 8 डिजिटल पिनों में से किसी का उपयोग करने की आवश्यकता है। मैंने बेहतर समझ के लिए कनेक्शन तैयार किए हैं।

चरण 2: SEMTECH SX1272. से परिचित होना

हमारा अगला कदम हमारे NodeMCU पर पुस्तकालयों को स्थापित करना होगा।

आप इस लिंक में सेमटेक लोरा मॉड्यूल के पुस्तकालय पा सकते हैं:https://github.com/lupyuen/LoRaArduino

इस पुस्तकालय को स्थापित करने के लिए:

• Arduino लाइब्रेरी मैनेजर ("स्केच" -> "लाइब्रेरी शामिल करें" -> "लाइब्रेरी प्रबंधित करें …") का उपयोग करके इसे स्थापित करें, या
• "डाउनलोड ज़िप" बटन का उपयोग करके जीथब से एक ज़िपफाइल डाउनलोड करें और इसे आईडीई ("स्केच" -> "लाइब्रेरी शामिल करें" -> ". ZIP लाइब्रेरी जोड़ें …" का उपयोग करके स्थापित करें।
• इस गिट रिपॉजिटरी को अपने स्केचबुक/लाइब्रेरी फोल्डर में क्लोन करें।

इस पुस्तकालय को काम करने के लिए, आपका Arduino (या जो भी Arduino- संगत बोर्ड आप उपयोग कर रहे हैं) को ट्रांसीवर से जोड़ा जाना चाहिए। सटीक कनेक्शन ट्रांसीवर बोर्ड और उपयोग किए गए Arduino पर थोड़ा निर्भर हैं, इसलिए यह खंड यह समझाने की कोशिश करता है कि प्रत्येक कनेक्शन क्या है और किन मामलों में इसकी आवश्यकता है (नहीं)।

ध्यान दें कि SX1272 मॉड्यूल 3.3V पर चलता है और संभवतः इसके पिन पर 5V पसंद नहीं है (हालांकि डेटाशीट इस बारे में कुछ नहीं कहती है, और मेरा ट्रांसीवर स्पष्ट रूप से कुछ घंटों के लिए 5V I/O का उपयोग करने के बाद स्पष्ट रूप से नहीं टूटा)। सुरक्षित रहने के लिए, लेवल शिफ्टर या 3.3V पर चलने वाले Arduino का उपयोग करना सुनिश्चित करें। सेमटेक मूल्यांकन बोर्ड में सभी डेटा लाइनों के साथ श्रृंखला में 100 ओम प्रतिरोधक हैं जो क्षति को रोक सकते हैं, लेकिन मैं उस पर भरोसा नहीं करूंगा।

SX127x ट्रांसीवर को 1.8V और 3.9V के बीच आपूर्ति वोल्टेज की आवश्यकता होती है। 3.3V आपूर्ति का उपयोग करना विशिष्ट है। कुछ मॉड्यूल में एक सिंगल पावर पिन होता है (जैसे होपआरएफ मॉड्यूल, 3.3V लेबल), लेकिन अन्य विभिन्न भागों के लिए कई पावर पिन को उजागर करते हैं (जैसे सेमटेक मूल्यांकन बोर्ड जिसमें VDD_RF, VDD_ANA और VDD_FEM है), जो सभी को एक साथ जोड़ा जा सकता है। किसी भी GND पिन को Arduino GND पिन से कनेक्ट करने की आवश्यकता है।

ट्रांसीवर के साथ संचार का प्राथमिक तरीका एसपीआई (सीरियल पेरिफेरल इंटरफेस) के माध्यम से है। यह चार पिनों का उपयोग करता है: MOSI, MISO, SCK और SS। पहले तीन को सीधे कनेक्ट करने की आवश्यकता है: इसलिए MOSI से MOSI, MISO से MISO, SCK से SCK। जहां ये पिन आपके Arduino पर स्थित हैं, वे भिन्न होते हैं, उदाहरण के लिए Arduino SPI दस्तावेज़ का "कनेक्शन" अनुभाग देखें। एसएस (दास चयन) कनेक्शन थोड़ा अधिक लचीला है। SPI स्लेव साइड (ट्रांसीवर) पर, इसे NSS लेबल वाले पिन (आमतौर पर) से कनेक्ट होना चाहिए। SPI मास्टर (Arduino) की तरफ, यह पिन किसी भी I/O पिन से जुड़ सकता है। अधिकांश Arduinos में "SS" लेबल वाला एक पिन भी होता है, लेकिन यह केवल तभी प्रासंगिक होता है जब Arduino SPI दास के रूप में काम करता है, जो यहाँ नहीं है। आप जो भी पिन चुनते हैं, आपको पुस्तकालय को यह बताना होगा कि आपने पिन मैपिंग के माध्यम से किस पिन का उपयोग किया है (नीचे देखें)।

ट्रांसीवर बोर्ड पर DIO (डिजिटल I/O) पिन को विभिन्न कार्यों के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। एलएमआईसी पुस्तकालय ट्रांसीवर से तत्काल स्थिति की जानकारी प्राप्त करने के लिए उनका उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, जब लोरा ट्रांसमिशन शुरू होता है, तो DIO0 पिन को TxDone आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया जाता है। जब ट्रांसमिशन पूरा हो जाता है, तो ट्रांसीवर द्वारा DIO0 पिन को उच्च बनाया जाता है, जिसे LMIC लाइब्रेरी द्वारा पता लगाया जा सकता है। LMIC पुस्तकालय को केवल DIO0, DIO1 और DIO2 तक पहुंच की आवश्यकता है, अन्य DIOx पिन को डिस्कनेक्ट किया जा सकता है। Arduino की तरफ, वे किसी भी I/O पिन से जुड़ सकते हैं, क्योंकि वर्तमान कार्यान्वयन में इंटरप्ट या अन्य विशेष हार्डवेयर सुविधाओं का उपयोग नहीं होता है (हालांकि इसे सुविधा में जोड़ा जा सकता है, "समय" अनुभाग भी देखें)।

लोरा मोड में डीआईओ पिन का उपयोग निम्नानुसार किया जाता है:

• DIO0: TxDone और RxDone
• DIO1: RxTimeoutIn

एफएसके मोड वे निम्नानुसार उपयोग किए जाते हैं::

• DIO0: पेलोडरेडी और पैकेटसेंट
• DIO2: टाइमआउट

दोनों मोड में केवल 2 पिन की आवश्यकता होती है, लेकिन ट्रान्सिवर उन्हें इस तरह से मैप करने की अनुमति नहीं देता है कि सभी आवश्यक इंटरप्ट मैप को समान 2 पिन में बदल दें। इसलिए, यदि लोरा और एफएसके दोनों मोड का उपयोग किया जाता है, तो सभी तीन पिन जुड़े होने चाहिए। Arduino की तरफ इस्तेमाल किए गए पिन को आपके स्केच में पिन मैपिंग में कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए (नीचे देखें)। रीसेट करें ट्रांसीवर में एक रीसेट पिन होता है जिसका उपयोग इसे स्पष्ट रूप से रीसेट करने के लिए किया जा सकता है। LMIC पुस्तकालय इसका उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए करता है कि स्टार्टअप पर चिप एक सुसंगत स्थिति में है। व्यवहार में, इस पिन को डिस्कनेक्ट किया जा सकता है, क्योंकि ट्रांसीवर पहले से ही चालू स्थिति में होगा, लेकिन इसे कनेक्ट करने से कुछ मामलों में समस्याओं को रोका जा सकता है। Arduino की तरफ, किसी भी I/O पिन का उपयोग किया जा सकता है। उपयोग किए गए पिन नंबर को पिन मैपिंग में कॉन्फ़िगर किया जाना चाहिए (नीचे देखें)।

ट्रांसीवर में दो अलग-अलग एंटीना कनेक्शन होते हैं: एक RX के लिए और दूसरा TX के लिए। एक विशिष्ट ट्रांसीवर बोर्ड में एक एंटीना स्विच चिप होता है, जो इन RX और TX कनेक्शनों के बीच एकल एंटीना को स्विच करने की अनुमति देता है। इस तरह के एक एंटीना स्विचर को आमतौर पर एक इनपुट पिन के माध्यम से बताया जा सकता है कि यह किस स्थिति में होना चाहिए, जिसे अक्सर RXTX लेबल किया जाता है। एंटीना स्विच को नियंत्रित करने का सबसे आसान तरीका SX127x ट्रांसीवर पर RXTX पिन का उपयोग करना है। यह पिन स्वचालित रूप से TX के दौरान उच्च और RX के दौरान निम्न सेट हो जाता है। उदाहरण के लिए, होपआरएफ बोर्डों के पास यह कनेक्शन होता है, इसलिए वे किसी भी आरएक्सटीएक्स पिन को उजागर नहीं करते हैं और पिन मैपिंग में पिन को अप्रयुक्त के रूप में चिह्नित किया जा सकता है। कुछ बोर्ड एंटीना स्विचर पिन को उजागर करते हैं, और कभी-कभी SX127x RXTX पिन भी। उदाहरण के लिए, SX1272 मूल्यांकन बोर्ड पूर्व FEM_CTX और बाद वाले RXTX को कॉल करता है। फिर, बस इन्हें एक जम्पर तार से जोड़ना सबसे आसान उपाय है। वैकल्पिक रूप से, या यदि SX127x RXTX पिन उपलब्ध नहीं है, तो LMIC को एंटीना स्विच को नियंत्रित करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। एंटीना स्विच कंट्रोल पिन (उदाहरण के लिए सेमटेक मूल्यांकन बोर्ड पर FEM_CTX) को Arduino की तरफ किसी भी I/O पिन से कनेक्ट करें, और पिन मैप में इस्तेमाल किए गए पिन को कॉन्फ़िगर करें (नीचे देखें)। यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि ट्रांसीवर सीधे एंटीना को नियंत्रित करने के लिए क्यों नहीं चाहेगा।

चरण 3: 3डी एक संलग्नक मुद्रण

एक बार जब मेरे पास सब कुछ चल रहा था, तो मैंने बेहतर दिखने वाले डिज़ाइन के लिए मॉड्यूल के लिए एक केस को 3 डी प्रिंट करने का फैसला किया।

हाथ में अंतिम उत्पाद के साथ, मैन-होल में स्थापना और डैशबोर्ड पर रीयल-टाइम परिणाम प्राप्त करना आसान था। जल स्तर के संकेत के साथ वास्तविक समय में गैस सांद्रता मूल्यों ने अधिकारियों को समस्या के समाधान के लिए एक सुरक्षित तरीके के साथ-साथ एक सक्रिय दृष्टिकोण की अनुमति दी।