WetRuler-Далайн өндрийг хэмжих: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Аляскийн хунтайж Уильям Саунд гэдэг газар дэлхийн дулаарлаас үүдэлтэй цунамид гэнэт өртөх болно гэсэн зар энэ зуны эхээр гарсан. Энэхүү нээлтийг хийсэн эрдэмтэд уулын хог хаягдлыг орхисон мөсөн голын хажуу тийш гулсаж, 30 футын давалгааг эхлүүлж, эцэст нь Уиттиер хотыг цохих болно. Энэ нь өмнө нь 1964 оны газар хөдлөлтийн үеэр болсон бөгөөд газар хөдлөлт нь эргэн тойрны усан онгоцнуудад олон тооны цунами үүсгэж, Уиттиер, Вальдез зэрэг эргийг сүйтгэж, олон хүний аминд хүрсэн юм. Вирусээс аль хэдийн болгоомжилсон аялалын хөлөг онгоцууд энэ бүсэд ойртохгүй байхаар шийдсэн бөгөөд USFS түрээсэлсэн бүх кабины мөнгийг буцааж өгөхийг санал болгов. Долоо хоногийн дараа цунамигийн сэрэмжлүүлэг манай бүх гар утсыг цохилоо! Усан доорхи гэрэлт цамхаг нь далайн эргээс бага хэмжээний газар хөдлөлт болсонтой холбоотой давалгааг илрүүлжээ. Бүс нутгийн бүх хотуудыг усны ойролцоо байвал нүүлгэн шилжүүлэхийг мэдэгдэв. Энэ нь юу ч болоогүй юм. Та эдгээр үйл явдлыг хэрхэн хэмжих вэ? Энэхүү зааварчилгаа нь далайн өндрийг хэмжих, өгөгдлийг LORA хүлээн авагч руу эсвэл шууд GSM рүү илгээх чадвартай жижиг мэдрэгчүүдийн барилгын талаар дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь авсаархан бөгөөд байгаль орчинд тэсвэртэй мэт санагддаг бөгөөд нарны эрчим хүчээр ажилладаг. Би давтагдах давалгааны өндөрт хүрэхийн тулд энд туршиж үзсэн боловч тэдгээрийг долгионы өндөр, цунамигийн таамаглалд ашиглаж болно.

Алхам 1: Материалаа цуглуул

Миний бүтээсэн хоёр илгээдэг нэгж байдаг-нэг нь GSM (гар утас) байршуулах, нөгөө нь LORA байршуулах. Эдгээр газруудын ихэнх нь гар утасны холболтгүй тул та Sat гэрэлт цамхагтай харилцах талаар бодож болно. Эдгээр багаж хэрэгслийн гол мэдрэгч нь MS5803-14BA бөгөөд түүнийг янз бүрийн хувилбараар ашиглах, угсрах ажлыг эдгээр вэбсайтаас олж болно: https://thecavepearlproject.org/2016/09/21/field-… ба http:/ /owhl.org. Эдгээрийн хоёр дахь нь долгионы өндрийг урт хугацаанд хэмжих зориулалттай өөрийн гэсэн ПХБ бүхий гайхалтай зохион бүтээсэн алсын модчин юм. Мэдрэгч нь тохиргооноос хамааран хэдэн сараас нэг жил хүртэл усыг тэсвэрлэдэг байсан бололтой.

1. MS5803-14BA-та үүнийг DigiKey-с 13 доллараар авах боломжтой, гэхдээ та гадаргуу дээр гагнуурын ажил хийх эсвэл SparkFun-ээс урьдчилан хийсэн самбар авах шаардлагатай боловч энэ нь танд 60 долларыг буцааж өгөх болно. Хэрэв та DIY хийвэл танд гагнах жижиг Адафрут хавтан, бага температуртай гагнуур (140F) хэрэгтэй болно. Cavepearlproject нь тэдгээрийг хэрхэн гагнах талаар маш сайн заавартай байдаг-Амазоноос хямд үнээр дахин боловсруулах станцыг 30 доллараар худалдаж авахыг санал болгож байна.

2. LILYGO 2ш TTGO LORA32 868/915Mhz ESP32 LoRa-$ 27 нь LORA хайрцагт зориулагдсан болно.

3. ARDUINO MKR GSM 1400 $ 55-энэ бол гайхалтай самбар юм. Энэ нь голограммын симтэй төгс ажилладаг. Харамсалтай нь би тэдний Arduino Sim -ийг олон удаа оролдсон ч гэсэн шинэ үйлчилгээгээрээ ажиллуулж чадсангүй. Хэрэв та 2GM үйлчилгээнд хамрагдсан хэвээр байгаа бол хямд үнээр явж болно, гэхдээ энэ нь Аляскад бүтэлгүйтэв.

4. Нарны эсүүд Uxcell 2Pcs 6V 180mA Poly Mini нарны эсийн хавтангийн модуль нь хөнгөн тоглоомын цэнэглэгч 133mm x 73mm $ 8

5. 18650 батерей $ 4

6. TP4056-цэнэглэгч $ 1

7. Ногоон LED цагираг бүхий бат бөх металл асаах/унтраах унтраалга - 16 мм ногоон асаах/унтраах $ 5

8. Icstation 1S 3.7V лити -ион батерейны хүчдэл шалгагч 4 хэсэг Цэнхэр LED дэлгэц 2 доллар

9. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout-гайхалтай жижигхэн цагийн төхөөрөмж $ 6.00

10. N -сувгийн хүч MOSFET - 30V / 60A $ 1.75

11. SandboxElectronics X2 -ийн дифференциал I2C урт кабель өргөтгөл PCA9600 модуль (тус бүр нь 18 доллар) - уран зохиолд I2C -ийн урт кабелийн хувьд амжилтанд хүрсэн байдаг, гэхдээ Аляскад өдөр бүр 25 футын урсгалтай байхад танд урт кабель хэрэгтэй болно … тийм ээ, зарим кабель.. Би гадна талд тохиромжтой 23 гр 4 эрчилсэн хос том хайрцаг ашигласан.

12. Adafruit BMP388 - Нарийн барометрийн даралт ба алиметр 10 доллар

Алхам 2: Мэдрэгчийг бүтээх

Мэдрэгчийг жижиг ПХБ -д гадаргуу дээр гагнах ёстой. Өмнөх хоёр ажил нь үүнийг хэрхэн хийх талаар танд хэдэн зөвлөгөө өгөх болно. Би Digikey -аас мэдрэгч болон жижиг самбарыг хоёуланг нь худалдаж авсан. Adafruit -ийн бага температуртай гагнуурыг ашиглаж, самбар дээр байрлуулахдаа мэдрэгчийн хөлийн хажууд байгаа хамгийн бага хэмжээг нь арчина. Дахин боловсруулсан үлээгчийг ашиглан хайлуулж байрлуулна. Би гар гагнуурын тохиргоог сайн хийж чадаагүй бөгөөд зарим дэвсгэрийг богиносгосон. Цахилгаан гүйдэл ба газардуулгын хооронд жижиг конденсатор (0.1n) тавьж, CS ба PSB залгууруудыг дээшлүүлж, I2C-ийг эхлүүлж, мэдрэгчийн хаягийг хянана. (Зургийг үзнэ үү) Та Lo -ийн хувьд 0 X 76 Hi, 0 X 77 гэсэн хоёр сонголттой байна. Би хоёуланг нь хэмжсэн зүйлийнхээ даралтын ялгааг өгөхийн тулд мэдрэгчийг нэг хөлөөрөө байрлуулсан мэдрэгчтэй саваа үүсгэхэд ашигласан. Би мэдрэгчийг тунгалаг эпокси бүрхүүлтэй болгохын тулд 3D хэвлэсэн орон сууц зохион бүтээсэн. Конус бэхэлгээний ам нь мэдрэгчийн зэвэрдэггүй хүзүүтэй маш сайн таарч, битүүмжилсэн байрлалыг жижиг наалдамхай бөгжөөр байрлуулж, эпокси битүүмжлэх зорилгоор битүүмжилдэг.

Алхам 3: Орон сууцаа 3D хэвлэх

GSM болон Lora -ийн хоёр үндсэн орон сууц нь нарны хавтангийн хажуугийн хавтангийн оруулгатай адилхан юм. Лорагийн цорын ганц мод бол дээд хэсгийн антенны нүх байсан бөгөөд үүнийг төхөөрөмжийн диаметрээс хамаарч өрөмдөх ёстой байв. GSM антенн нь бусад хайрцагт багтдаг. Тус бүрийн хяналтын самбар нь батерейны түвшний дэлгэцийг асаах ON/OFF болон товчлууруудын нүхтэй адилхан байдаг. Хөлийг тусад нь хэвлэж, булан дахь хайрцган дээр наасан бөгөөд бэхлэх янз бүрийн сонголтыг өгдөг. Жижиг цамхаг, шураг тагийг ус нэвтэрч орохоос хамгаалахын тулд microUSB бэхэлгээний нүхний эргэн тойронд наасан байна. Энэхүү төхөөрөмж нь үндсэндээ маш ус нэвтэрдэггүй бөгөөд дулааны гажуудлыг багасгахын тулд PETG дээр хэвлэсэн болно. Би уг хайрцагт 3 мм -ийн эрэг хийх зориулалттай халаагуураар хийсэн гуулин шураг бэхэлгээг ашигласан. Мэдрэгчийн хоёр бэхэлгээний файлууд байдаг-нэг нь хоёр мэдрэгчтэй бөгөөд дотор нь эпоксиджуулсан, I2C "өргөлтийн" хайрцагт бэхэлгээтэй, люцит хуванцар саваа дээр хоёр хөл байрлуулсан байдаг. Энэхүү саваа нь угсрах сонголтыг хангахын тулд 3D хэвлэсэн хоёр нүхтэй. Нөгөө мэдрэгчийн орон сууц бол мэдрэгчүүдийн нэгийг нь шургуулж, арын хэсэгт нь эпоксиджүүлсэн I2C "өргөлтийн" таслагч юм. Эдгээрийг PETG дээр хэвлэв. Үлдсэн файлууд нь OLED -ийн жижиг цонхтой Лора хүлээн авагчийн нэгжийн жижигхэн орон сууц юм.

Алхам 4: Үүнийг утсаар холбоно уу

Мэдрэгчийг SDA шугам, SCL шугам, Пос ба Гнд зэрэгцүүлэн холбосон бөгөөд тэдгээр нь дөрвөн дамжуулагчтай нэг эрчилсэн кабелиар холбогдсон байна. I2C өргөгчийг ашиглахад тун хялбар байдаг-мэдрэгчийг хоёуланг нь оролтын шугамд холбож, ижил төрлийн хүлээн авагч хэсэгт холбосон 60 метр хүртэлх урт кабелийг холбодог. Хэрэв та удаан явах юм бол самбар дээрх татах эсэргүүцлийг өөрчлөх шаардлагатай болж магадгүй юм. Үлдсэн хэсгүүдийн утас диаграммыг дээр харуулав. Энэхүү хэлхээ нь Adafruit TPL5111-ийг асаах/унтраах товчлуураар ажилладаг бөгөөд 10 Ом тутамд Enable-ийг идэвхжүүлэхийн тулд 57 Ом-т тохируулдаг-та үүнийг өгөгдөл дамжуулах давтамжийн хувьд илүү их эсвэл бага хэмжээгээр тохируулах боломжтой. Энэ нь үндсэн самбар дээрх LOS эсвэл Arduino 400 GSM дээрх MOSFET -ийг хянадаг. (GSM, ESP32 гэх мэт хавтангууд нь MOSFET -ийг ашиглахгүй бол TPL -ийн хувьд маш их хүчдэлтэй болохыг олж мэдсэн.) Мэдрэгч болон BMP388 -ийн хүчийг асаахад үндсэн самбараас ирдэг: 3v. Татах эсэргүүцэл нь I2C өргөгч дээр байдаг бөгөөд танд энэ хэлхээний мэдрэгчийг ашиглах шаардлагагүй болно. TP4056 цэнэглэх самбар нь хоёр нарны зай болон 18650 батерейг хавсаргасан тохиолдолд маш сайн ажилладаг. Товчлуур нь батерейны гаралтын түвшинг жижиг зайны дэлгэцтэй холбодог. Lucite саваанд залгагдсан хоёр мэдрэгч нь BMP388 (0 X 77) хаягийг багтаасан боломжтой хоёр хаягийг ашигладаг тул хэрэв та усны даралтын хоёр мэдрэгч ашиглаж байгаа бол BMP -ийг SPI -тай үндсэн самбартай холбох ёстой. Хэрэв та зөвхөн нэг (шайб) ашиглаж байгаа бол үүнийг I2C -тэй холбож, BMP -д ашиглах боломжтой үлдсэн хаягийг (0 X 77) ашиглаж болно.

Алхам 5: Үүнийг бүтээх

Би бүх зүйлийг дооглохын тулд perf самбар ашигладаг байсан. Үндсэн самбар TPL, BMP бүгд нэг самбар дээр гарсан. Шилжүүлэгчийг резинэн бэхэлгээгээр шургуулжээ. Цэнэглэгчийн самбар нь microUSB -ийг гадагш харуулсан хяналтын нүүрний тавцан дээр байрладаг. Усны хамгаалалтын цамхагийг урд талд нь наасан бөгөөд эрэгний тагийг утас дээр нь цахиурын тосоор битүүмжилжээ. Люцит савааг 1/4 хуванцар хоёр давхаргаар хайчилж, мэдрэгчүүдийг яг нэг хөлийн зайд суурилуулсан байв. 3D хэвлэсэн нүхний бэхэлгээг төгсгөлд нь байрлуулж, бүх утсыг холбосон дунд хэсэгт I2C өргөгчийг шургуулжээ. Пэйк мэдрэгчийг 3D хэлбэрээр хэвлэсэн бөгөөд өргөгчийг дотор нь эпоксиджуулж, нэг мэдрэгч хүртэл холбосон байна. Лора нэгжийн дээд хэсэгт антен байрлуулах нүхийг өрөмдөж, мэдрэгчээс ирсэн утсыг байрлуулахын тулд хэсэг бүрийн ард нүх байрлуулсан байна. Зипийг утсаар холбосны дараа холбоно уу. Утасны бүх холболтыг далайн дулаан багасгаж, дараа нь усны аюулгүй байдлыг хангах зорилгоор шингэн цахилгаан соронзон хальсаар будна.

Алхам 6: Үүнийг програмчлах

Хөтөлбөрт тийм ч их зүйл байдаггүй. Энэ нь төгс ажилладаг мэдрэгчүүдэд зориулагдсан номын сангаас ихээхэн хамаардаг бөгөөд энэ нь төгс ажилладаг бөгөөд Arduino хавтангийн GSM Blynk программын гайхамшиг бөгөөд голограмын үүлтэй төгс зохицдог. Голограмм дансанд бүртгүүлж, SIM карт авснаар Arduino 400 GSM самбарт байрлуулна уу. Гар барих үйл явцыг Blynk-GSM Arduino номын сан хариуцдаг. Адафрут BMP -ийн номын санг бичсэн бөгөөд би MS5803 -д зориулж SparkFun номын санг ашигласан. Хэрэв та хүсвэл хоёулаа мэдрэгчээс температурын гаралтыг өгдөг. Програм хангамжийг тохируулсан тээглүүр нь үндсэн самбар дээрх бараг бүх зүйлийг ашиглаж болно. Би Blynk програмыг санамсаргүйгээр хэт ачаалахгүйн тулд Blynk таймерын горимыг ашигласан. Мэдээжийн хэрэг та GSM-голограмын линкээр оруулсан өгөгдлийнхөө хэмжээг болгоомжтой хийх хэрэгтэй, эс тэгвээс бага хэмжээний төлбөр хийх боломжтой-тийм ч их биш-долоо хоногт ойролцоогоор 3 MB зарцуулдаг бөгөөд ойролцоогоор 40 цент байдаг. Би зөвхөн даралтын гурван хэмжилтийг оруулж байсан - 2 нь усан доороос, нэг нь хайрцгаас (BMP). Хөтөлбөрийн сүүлчийн хэсэг нь өгөгдлийг шилжүүлсэн гэж бичсэн нэгж дээрх хийсэн зүүг ЭМД -ээр дээшлүүлэх замаар TPL -ийг унтрааж байна. Blynk апп нь урьдын адил гайхалтай бөгөөд та хүссэн гаралтын дэлгэцээ зохион бүтээх боломжтой бөгөөд хамгийн сайн тал бол хүссэн үедээ хүссэн үедээ имэйлээр татаж авах боломжтой юм.

Лора нэгж нь ижил номын санг ашигладаг бөгөөд OLED нэгжийг ашигладаг (эрчим хүч хэмнэхийн тулд би үүнийг илгээгчийн нэгжийн програм хангамж дээр унтраасан) бөгөөд таны байршлын давтамжийг тохируулдаг. Дараа нь тусгаарлагчийн тусламжтайгаар өгөгдлийн мөрийг бий болгодог бөгөөд энэ нь мэдрэгчийн заалтыг нэг удаагийн цохилтоор илгээх боломжийг олгодог. Дараа нь унтраахын тулд хийсэн зүүгээ идэвхжүүлдэг. Хүлээн авагч нэгж нь үгийг эвдэж, мэдээллийг WIFI холбоосоор Blynk апп руу илгээдэг. Хүлээн авагч нь маш жижиг хэмжээтэй бөгөөд хананд эвхэгддэг.

Алхам 7: Үүнийг ашиглах

Бяцхан мэдрэгчийн нүүр нь дээрээс ирж буй бүх даралтын хүчийг өндөр нарийвчлалтайгаар авдаг бөгөөд үүнд агаар, усны бүх даралт орно. Далайн өндөрт үе үе тохиолддог өөрчлөлтүүд-долгион, далай дээрх шуурганы агаарын даралтын өөрчлөлт зэрэг нь үүнд нөлөөлдөг. Энэ нь барометрийн даралтын мэдрэгчийг хайрцагт оруулах болсон шалтгаан юм (зөв уншихын тулд хэд хэдэн жижиг нүх гарга. Хоёр мэдрэгч бүхий мэдрэгч савааг далай тэнгисийн гүнд бэхэлсэн бөгөөд энэ нь түрлэгийн үед ч усаар бүрхэгдсэн хэвээр байх болно. Мэдрэгчийг ямар гүнд байрлуулах нь дур зоргоороо байдаг, учир нь тэд зөвхөн усны баганын өндрийн үнэмлэхүй өндрөөс дээш гарсан өөрчлөлтийг хэмжих болно. Би тоосгыг зангуу болгон ашиглаж, олсоор холбож, мэдрэгчийн саваа ёроолоос хэдхэн фут зайд бэхлэв. Мэдрэгчийг хөл дээрээ босоо чиглэлд байрлуулахын тулд саваа дээд туйлд хөвөгч хавсаргасан байв. Эрчилсэн хос утас ба олс нь усан онгоцны зогсоол руу хөтөлж, далайн давалгаанд оролцохын тулд маш их суллаж уяв. GSM илгээгч төхөөрөмжийг ойролцоох завин дээр суурилуулсан. Хяналт шалгалт сар гаруй хугацаанд явагдсан. Хоёр мэдрэгч нь 28 нэгжээр тасралтгүй тусгаарлагдсан уншилтыг өгсөн бөгөөд энэ нь тухайн байрны усны фут дахь даралтын зөрүүг илэрхийлсэн болно. Барометрийн даралтыг доод мэдрэгчийн өгөгдлөөс хасаад 28 -д хувааж 10 минутын хугацаанд далайн гадаргуугийн өсөлт, уналттай тэнцэх хөлийг гаргав. Дээрх хүснэгтэд ижил хугацаанд NOAA графиктай харьцуулсан болно. Бодит өсөлт ба уналтын мэдрэгч/хөлийг боомтын бодит хөдөлгөөнтэй харьцуулж үзээд 1/2 инч нарийвчлалтай болохыг тогтоожээ. Өндөр энерги зарцуулдаг байсан ч GSM нь арван минут тутамд дамждаг бөгөөд нарны хавтан нь ширэнгэн ойд энэ эрэлт хэрэгцээнд амархан нийцдэг.

Алхам 8: Илүү их

Дээр дурдсан эх сурвалжууд эдгээр мэдрэгчийг өмнө нь долгионы өндрийг судлах зорилгоор ашиглаж байсан. Миний үр дүн нь салхинаас үүдэлтэй долгионы идэвхжил багатай тайван боомтоос гарсан боловч та түүвэрлэлтийн давтамжийг нэмэгдүүлж, үр дүнгийн дундаж утгыг олж авснаар энэ мэдээллийг авах боломжтой. Лора систем нь далайн эргийн дагуух олон газарт долгионы мэдээллийн сүлжээг нийлүүлэх зайд сайн ажилладаг. Энэ нь серфинг хийх сонирхолтой хүмүүст тохиромжтой байх болно. Эдгээр бие даасан нэгжийн өртөг багатай, маш жижиг хэмжээтэй байх нь далайн эргийн мэдээллийг олж авахад хялбар болно. Одоогийн байдлаар далайн түрлэгийн мэдээллийг олж авах нь маш төвөгтэй бөгөөд дэд бүтцээс хамааралтай засгийн газрын үйл ажиллагаа боловч өөр төхөөрөмж ашиглахтай холбоотойгоор энэ нь өөрчлөгдөж магадгүй юм. Блинк одоо дараагийн цунамигийн талаар надад мэдэгдэх програмчлагдсан байна!