অতিস্বনক রেইন গেজ: রাস্পবেবারি পাই ওপেন ওয়েদার স্টেশন: পার্ট 1: 6 ধাপ

2025 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2025-01-23 14:36

বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ আইওটি (ইন্টারনেট অফ থিংস) আবহাওয়া স্টেশনগুলি ব্যয়বহুল এবং সর্বত্র পাওয়া যায় না (দক্ষিণ আফ্রিকার মতো)। চরম আবহাওয়া আমাদের আঘাত করে। এসএ কয়েক দশকের মধ্যে সবচেয়ে কঠিন খরার সম্মুখীন হচ্ছে, পৃথিবী উত্তপ্ত হচ্ছে এবং কৃষকরা লাভজনক উৎপাদনের জন্য সংগ্রাম করছে, বাণিজ্যিক কৃষকদের জন্য সরকারের কোন প্রযুক্তিগত বা আর্থিক সহায়তা নেই।

চারপাশে কয়েকটি রাস্পবেরি পাই আবহাওয়া স্টেশন রয়েছে, যেমন রাস্পবেরি পাই ফাউন্ডেশন ইউকে স্কুলের জন্য তৈরি করে, এটি সাধারণের জন্য উপলব্ধ নয়। অনেকগুলি উপযুক্ত সেন্সর বিদ্যমান, কিছু এনালগ, কিছু ডিজিটাল, কিছু কঠিন অবস্থা, কিছু চলন্ত অংশ এবং কিছু অতি ব্যয়বহুল সেন্সর যেমন অতিস্বনক অ্যানিমোমিটার (বাতাসের গতি এবং দিক)

আমি একটি ওপেন সোর্স, ওপেন হার্ডওয়্যার ওয়েদার স্টেশন তৈরির সিদ্ধান্ত নিয়েছি, সাধারনত দক্ষিণ আফ্রিকায় পাওয়া অংশগুলি খুব দরকারী প্রকল্প হতে পারে এবং আমার অনেক মজা (এবং চ্যালেঞ্জিং মাথাব্যাথা) হবে।

আমি একটি কঠিন অবস্থা (কোন চলন্ত অংশ) বৃষ্টি গেজ দিয়ে শুরু করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। Stageতিহ্যবাহী টিপিং বালতি আমাকে সেই পর্যায়ে মুগ্ধ করেনি (এমনকি ভেবেছিলাম আমি তখন পর্যন্ত এটি ব্যবহার করিনি)। সুতরাং, আমি ভেবেছিলাম, বৃষ্টি হল জল এবং জল বিদ্যুৎ পরিচালনা করে। অনেক এনালগ রেজিস্টিভ সেন্সর আছে যেখানে সেন্সর পানির সংস্পর্শে এলে প্রতিরোধ ক্ষমতা কমে যায়। আমি ভেবেছিলাম এটি একটি নিখুঁত সমাধান হবে। দুর্ভাগ্যবশত সেই সেন্সরগুলো সব ধরনের অসঙ্গতিতে ভুগছে যেমন ইলেক্ট্রোলাইসিস এবং ডিওক্সিডেশন এবং সেসব সেন্সরের রিডিং অবিশ্বস্ত ছিল। এমনকি ইলেক্ট্রোলাইসিস দূর করার জন্য আমি আমার নিজস্ব স্টেইনলেস স্টিল প্রোব এবং রিলে সহ একটি ছোট সার্কিট বোর্ড তৈরি করি (ধ্রুবক 5 ভোল্ট, কিন্তু ধনাত্মক এবং নেতিবাচক মেরুগুলির বিকল্প), কিন্তু রিডিংগুলি এখনও অস্থির ছিল।

আমার সর্বশেষ পছন্দ হল অতিস্বনক সাউন্ড সেন্সর। গেজের শীর্ষে সংযুক্ত এই সেন্সরটি পানির স্তরের দূরত্ব পরিমাপ করতে পারে। আমার অবাক করার জন্য এই সেন্সরগুলি খুব সঠিক এবং খুব সস্তা ছিল (50 ZAR বা 4 USD এর কম)

ধাপ 1: প্রয়োজনীয় অংশ (ধাপ 1)

আপনি নিম্নলিখিত প্রয়োজন হবে

1) 1 রাস্পবেরি পাই (কোন মডেল, আমি একটি পাই 3 ব্যবহার করছি)

2) 1 রুটি বোর্ড

3) কিছু জাম্পার কেবল

4) একটি ওহম প্রতিরোধক এবং দুটি (বা 2.2) ওহম প্রতিরোধক

5) বৃষ্টি সঞ্চয় করার জন্য একটি পুরানো লম্বা কাপ। আমি আমার মুদ্রিত (সফট কপি পাওয়া যায়)

6) একটি পুরাতন ম্যানুয়াল রেইন গেজ ক্যাপচারিং অংশ (অথবা আপনি নিজের ডিজাইন করে প্রিন্ট করতে পারেন)

7) মিলিলিটার পরিমাপের জন্য যন্ত্র পরিমাপ বা ওজন জল একটি স্কেল

8) HC-SR04 অতিস্বনক সেন্সর (দক্ষিণ আফ্রিকানরা কমিউনিকা থেকে তাদের পেতে পারে)

ধাপ 2: আপনার সার্কিট নির্মাণ (ধাপ 2)

আমি সার্কিট তৈরি করতে এবং এই প্রকল্পের জন্য পাইথন স্ক্রিপ্ট লিখতে সাহায্য করার জন্য কিছু খুব দরকারী গাইড খুঁজে পেয়েছি। এই স্ক্রিপটি দূরত্ব গণনা করে এবং আপনি এটি আপনার গেজ ট্যাঙ্কের শীর্ষে লাগানো সেন্সর এবং জলের স্তরের মধ্যে দূরত্ব গণনা করতে ব্যবহার করবেন

আপনি এখানে পেতে পারেন:

www.modmypi.com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi

এটি অধ্যয়ন করুন, আপনার সার্কিট তৈরি করুন, এটি আপনার পাই এর সাথে সংযুক্ত করুন এবং পাইথন কোড দিয়ে খেলুন। আপনি ভোল্টেজ ডিভাইডার সঠিকভাবে তৈরি করেছেন তা নিশ্চিত করুন। আমি GPIO 24 এবং GND এর মধ্যে একটি 2.2 ohms প্রতিরোধক ব্যবহার করেছি।

ধাপ 3: আপনার গেজ তৈরি করুন (ধাপ 3)

আপনি আপনার গেজ মুদ্রণ করতে পারেন, একটি বিদ্যমান গেজ বা কাপ ব্যবহার করতে পারেন। HC-SR04 সেন্সরটি আপনার গেজের প্রধান ট্যাঙ্কের উপরে সংযুক্ত থাকবে। এটি সব সময় শুকনো থাকবে তা নিশ্চিত করা গুরুত্বপূর্ণ।

আপনার HC-SR04 সেন্সরের পরিমাপ কোণটি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ। আপনি traditionalতিহ্যবাহী রেইন গেজগুলির শঙ্কুটির শীর্ষে এটি সংযুক্ত করতে পারবেন না। আমি সাধারণ নলাকার কাপ করব। নিশ্চিত করুন যে এটি একটি যথাযথ শব্দ তরঙ্গের নীচে যাওয়ার জন্য যথেষ্ট প্রশস্ত। আমি মনে করি একটি 75 x 300 মিমি পিভিসি পাইপ করবে। সিগন্যালটি আপনার সিলিন্ডার দিয়ে যাচ্ছে কিনা তা পরীক্ষা করতে এবং সঠিকভাবে ফিরে আসার জন্য, সেন্সর থেকে আপনার সিলিন্ডারের নীচের দূরত্বটি শাসকের সাথে পরিমাপ করুন, সেন্সর TOF (ফ্লাইটের সময়) থেকে প্রাপ্ত দূরত্বের সাথে সেই পরিমাপের তুলনা করুন আনুমানিক দূরত্ব নিচে.

ধাপ 4: গণনা এবং ক্রমাঙ্কন (ধাপ 4)

1 মিলিমিটার বৃষ্টি মানে কি? এক মিমি বৃষ্টি মানে আপনার যদি 1000mm X 1000mm X 1000mm বা 1m X 1m X 1m এর ঘনক থাকে, তাহলে ঘনত্বের 1 মিমি বৃষ্টির পানি থাকবে যদি আপনি বৃষ্টি হলে বাইরে রেখে দেন। আপনি যদি 1 লিটারের বোতলে এই বৃষ্টি খালি করেন, তাহলে বোতলটি 100 % পূর্ণ হবে এবং পানিও 1 কেজি পরিমাপ করবে। বিভিন্ন রেইন গেজের বিভিন্ন জলসীমা রয়েছে। যদি আপনার গেজের ক্যাচমেন্ট এরিয়া 1m X 1m হয় তবে এটি সহজ।

এছাড়াও, gram০ গ্রাম পানি প্রচলিত ml মিলি

আপনার গেজ থেকে মিমি বৃষ্টিপাত গণনা করার জন্য আপনি বৃষ্টির পানিকে ওজন করার পরে নিম্নলিখিতগুলি করতে পারেন:

W গ্রাম বা মিলিলিটারে বৃষ্টিপাতের ওজন

A হল আপনার ক্যাচমেন্ট এরিয়া বর্গ মিমি

R হল আপনার মোট বৃষ্টিপাত মিমি

R = W x [(1000 x 1000)/A]

W অনুমান করার জন্য HC-SR04 ব্যবহার করার দুটি সম্ভাবনা আছে (R গণনা করার জন্য আপনার W প্রয়োজন)।

পদ্ধতি 1: সাধারণ পদার্থবিদ্যা ব্যবহার করুন

Https: //www.modmypi থেকে পাইথন স্ক্রিপ্টে TOF (ফ্লাইটের সময়) গণনা ব্যবহার করে সেন্সরের সাহায্যে HC-SR থেকে আপনার গেজের নীচের দূরত্ব পরিমাপ করুন (আপনি এটি আগের ধাপেও করছিলেন)। com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi এই সিডি কল করুন (সিলিন্ডার গভীরতা)

আপনার সিলিন্ডারের ভিতরের নীচের এলাকাটি বর্গ মিমি উপযুক্ত কিছু দিয়ে পরিমাপ করুন। এই আইএ কল করুন।

এখন আপনার সিলিন্ডারে 2 মিলি জল (বা কোন উপযুক্ত পরিমাণ) নিক্ষেপ করুন। আমাদের সেন্সর ব্যবহার করে, নতুন পানির স্তর থেকে মিমি দূরত্ব অনুমান করুন, Cal এই Dist_To_Water)।

মিমি পানির গভীরতা (WD) হল:

WD = CD - Dist_To_Water (অথবা সিলিন্ডারের গভীরতা সেন্সর থেকে পানির স্তরের দূরত্ব)

পানির আনুমানিক ওজন নেই

W = WD x IA মিলি বা গ্রামে (মনে রাখবেন 1 মিলি পানির ওজন 1 গ্রাম)

এখন আপনি W x [(1000 x 1000)/A] দিয়ে মিমি বৃষ্টিপাত (R) অনুমান করতে পারেন যেমনটি পূর্বে ব্যাখ্যা করা হয়েছে।

পদ্ধতি 2: পরিসংখ্যান দিয়ে আপনার মিটার ক্যালিব্রেট করুন

যেহেতু HC-SR04 নিখুঁত নয় (ত্রুটিগুলি অর্জন করতে পারে), মনে হচ্ছে এটি আপনার সিলিন্ডার উপযুক্ত কিনা তা পরিমাপে অন্তত ধ্রুবক।

নির্ভরশীল পরিবর্তনশীল হিসাবে সেন্সর রিডিং (বা সেন্সর দূরত্ব) সহ একটি রৈখিক মডেল তৈরি করুন এবং নির্ভরশীল ভেরিয়েবল হিসাবে পানির ইনজেকশন ওজন।

ধাপ 5: সফটওয়্যার (ধাপ 5)

এই প্রকল্পের জন্য সফ্টওয়্যার এখনও উন্নয়নশীল।

Https://www.modmypi.com/blog/hc-sr04-ultrasonic-range-sensor-on-the-raspberry-pi এ পাইথন স্ক্রিপ্ট ব্যবহারযোগ্য হতে হবে।

সংযুক্ত হল কিছু পাইথন অ্যাপ্লিকেশন দরকারী (সাধারণ পাবলিক লাইসেন্স) আমার দ্বারা বিকশিত।

আমি পরে সম্পূর্ণ আবহাওয়া কেন্দ্রের জন্য একটি ওয়েব ইন্টারফেস তৈরি করার পরিকল্পনা করছি। অ্যাটাচ হল আমার কিছু প্রোগ্রাম যা মিটার ক্যালিব্রেট করতে এবং সেন্সর রিডিং করতে ব্যবহৃত হয়

পরিসংখ্যানগতভাবে গেজ ক্যালিব্রেট করার জন্য অ্যাটাচ ক্যালিব্রেশন স্ক্রিপ্ট ব্যবহার করুন। বিশ্লেষণ করতে একটি স্প্রেডশীটে ডেটা আমদানি করুন।

ধাপ 6: এখনও করতে হবে (ধাপ 6)

ট্যাঙ্ক খালি করার জন্য একটি সোলেনয়েড ভালভের প্রয়োজন হয় যখন সেন্সর বন্ধ থাকে

প্রথম কয়েকটি বৃষ্টির ফোঁটা সবসময় সঠিকভাবে পরিমাপ করা হয় না, বিশেষ করে যদি গেজটি সঠিকভাবে সমতল করা না হয়। এই ড্রপগুলি সঠিকভাবে ধরতে আমি একটি ডিসড্রো মিটার তৈরির প্রক্রিয়াধীন। আমার পরবর্তী ভবিষ্যত।

TOF- এ তাপমাত্রার প্রভাব পরিমাপের জন্য একটি দ্বিতীয় অতিস্বনক সেন্সর দেখান। আমি শীঘ্রই এই বিষয়ে একটি আপডেট পোস্ট করব।

আমি নিম্নলিখিত সম্পদ খুঁজে পেয়েছি যা সাহায্য করতে পারে

www.researchgate.net/profile/Zheng_Guilin3/publication/258745832_An_Innovative_Principle_in_Self-Calibration_by_Dual_Ultrasonic_Sensor_and_Application_in_Rain_Gauge/links/540d53e00cf2f2b29a38392b/An-Innovative-Principle-in-Self-Calibration-by-Dual-Ultrasonic-Sensor-and-Application-in- বৃষ্টি-গেজ.পিডিএফ