Pluvi.On - Pluviometro De Baixo Custo: 14 Pasos (con Imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

O Pluvi. On é uma pequeña estação de medição de chuvas, temperatura e umidade, open source, de baixo custo que pode ser instalado em qualquer canto do Brasil! Ele consegue medir a intensidade da chuva e com isso acreditamos que seja possível antever a probabilidade de uma enchente no seu entorno.

Com este tutorial esperamos que qualquer pessoa com acesso a métodos de fabricación digital (corte láser e impresión 3D principalmente) possa construir o seu!

Una única coisa que pedimos em troca hoje são as informações e para isso mantemos um server que recebe estes dados, consolida e publica para que todos possam ter acesso.

Borá construir um ?!

Paso 1: O Que Você Vai Precisar…

Mecánica:

• 1 chapa de acrílico de 460 x 280 mm
• 1 báscula impressa em ABS
• 1 eixo de aço inox de 30 x 3 mm (vamos detalhar opciones alternativas!)
• 1 imagen de 4 x 2 mm
• 1 abrigo impresso em 3D para o sensor DHT22
• Cola acrílica, Pincel

Eletrônica:

• 1 Sensor de umidade e temperatura DHT22
• 1 nodo MCU ESP8266 ESP12
• 2 resistores de 10k de pull-up
• 2 cabecera fêmea de 14 pinos
• 1 barra de pino 90 graus de 6 pinos (4 pinos + 2 pinos)
• 1 sensor de efeito hall
• 1 Placa de circuito impreso para montar o escudo
• 20 cm de um cabo de 3 vias (estamos usando um cabo de áudio de CD-ROM)
• 1 fuente 5v de no mínimo 500 mA

Ferramentas:

• Ferro de soldar (ou uma estação caso deseje fazer com componentes SMD)
• Impressora 3D
• Corte Laser
• CNC (caso deseje fazer a PCB)

Paso 2: Estrutura Mecânica (preparación)

O primeiro passo é cortar uma chapa de acrílico de 2, 4mm * numa cortadora a laser.

Pensamos no Pluvi. On utilizando uma chapa de acrílico com tamanho que serve em todas as cortadoras laser que já usamos até hj! (chinesas, Epilog, Trotec, etc)

Abaixo o arquivo com o plano de corte dxf

Plano de Corte (DXF)

* É importante notar que a espessura do acrílico pode variar bastante (2, 1 ~ 3, 2mm) isso pode provocar problemas nos encaixes, verifique a espessura do seu acrílico e faça os ajustes necessários, especialmente nas peças 1, 2, 4 e 5.

** Outro aspecto importante é o "kwerf" do seu equipamento, ou seja, a espessura do laser fazendo o corte. Em boas cortadas, diríamos que é um aspecto irrelevante, contudo existem algumas cortadoras menos precisas que isto deve ser levado em conta #ficaadica!

Existem mais 2 peças que precisam ser produzidas, a báscula e o abrigo de Stevenson, em ambos casos utilizaremos Printedão 3D para confecção. Nossa sugestão é que estas peças seja impresionas em ABS pois ficarão exposiciones à intempéries.

Abaixo os modelos STL das peças

Arquivos 3D (Archivos 3D)

A báscula tem um recesso para instalação do Imã, dependiendo de la distancia para o sensor você precisará de um imã dentro do recesso e outro por fora. Que você envolva os imãs em algum tipo de cola para evitar os efeitos da intempérie (silicone, araldite, plastfilm… todos funcionam!)

Ok, então temos todas as peças cortadas e impresionas, vamos a montagem…

Paso 3: Iniciando un montaje

Posicionar os apoios em seus lugares, tente deixá-los o mais

perpendicular possível com relação a peça 1 e utilizar solda acrílica * para fixar a peça.

Vire a peça e passe mais cola nos encaixes.

* Se você nunca usou solda / cola acrílica, saiba que o processo se dá por capilaridade, ou seja, você encaixa as peças e depois passa a solda no seu entorno, o solvente penetra entre as peças e inicia uma reação química entre as peças provocando uma solda bastante resistente.

** Se não encontrar cola / solda acrílica você pode use cola instantânea, mas saiba que onde a cola encostar o acrílico ficara todo esbranquiçado.

Paso 4: montaje

Agora já fica mais legal! Vamos a montar a peça 3 nos encaixes

da 1 e a peça 2 sobre a 3. Cuidado com os lados !!!

A peça 3 tem um “engraving” mostrando o lado de cima da peça! Já a peça 2 deve ter sua abertura alinhada com os apoios e os furinhos da peça 1.

Paso 5: montaje

Basta encaixar e colar ambas as laterais, peças 4 e 5, párr.

garantir que as peças estão do lado certo, use as marcações no canto das peças - setas para cima!

Uma sugestão aqui é deixar os "engravings" virados para o lado de dentro do seu Pluvi. On. O acabamento fica mais interessante!

Paso 6: Montagem, ¡Reforzar como Soldas

Temos a estrutura base montada, agora é importante soldar bem todas as peças acrílicas que tem contato. Isso vai garantir robustez e estanqueidade onde necessário

Paso 7: Inserindo O Eixo Da Báscula

Esta etapa depende um pouco do que você esta usando como eixo, já testamos vários materiais, um dos que mais funciona é um rolete de alumínio encontrado em sucatas de impressora. Mas para deixarmos mais democrático, nosso exemplo aqui usa um pino de rebite!

Insira seu eixo no furo da placa 6, vire para o outro lado e trave com uma bucha de acrílico. Aqui é importante que você ajuste o furo da bucha de acordo com o eixo que você vai usar, senão, não vai travar ☹

Insira quantas buchas forem necessárias para centralizar sua báscula (calma, já chegaremos lá!)

Você pode colar a (s) bucha (s) na peça 6 se preferir, mas isto não é obrigatório.

Coloque una báscula no eixo, check para ver se esta bem livre! Ela deve se mover com seu próprio peso.

Paso 8: Fechamento Do Lado Da Báscula

Adicione uma bucha no eixo e agora basta encaixar a peça 6 na estrutura. Adicione mais buchas no eixo para centraliza-lo na aberta superior. O eixo da báscula deve ser inserido no furo da peça da 3 durante esta montagem.

Teste novamente o movimento da báscula, uma dica é virar o conjunto de ponta cabeça e checar se a báscula se movimenta apenas com isso.

Paso 9: Montagem Da Pirâmide / funil

Esta parte é meio chatinha, precisa de paciência! Então, respire fundo, pegue um café e vamos nessa…

Cole as peças maiores com fita adesiva, beeeeeem juntinhas…. Depois cole uma das laterais da peça menor em uma das laterais.

Dobre as peças até que as arestas encostem formando uma pirâmide, cole com fita adesiva a aresta que ainda não foi colada.

Legal, temos uma pirâmide de fita adesiva, jejejeje!

É só virar a pirâmide do lado oposto à fita adesiva e passar cola acrílica nas arestas.

De longe, este não é o melhor método, o ideal seria cortar as arestas em ângulo que apesar de possível é bem difícil, você teria que fazer um gabarito para segurar a peça na sua cortadora laser no angulo correto, mas fique tranquilo, o metodo descrito acima funciona! Se quiser refuerza depois um pouco de silicone.

T2 - Aproveite para fazer novas amizades!

A ajuda de umx amigx para segurar a piramide e aproximar as arestas, facilita na aplicação e absorção da cola!

Paso 10: Eletrônica

Nós não vamos a detalhar a soldagem da PCB aqui. Todos los recursos necesarios para isso estão no nosso repositório e se estiver afim de fazer, não terá dificuldades de entendre! Arquivos Eagle e BOM detalhado com enlaces!:)

Esquema e Layout da PCB

Mas se ainda assim não rolar, deixa um comment ai embaixo que faremos o possível para ajudar!

Logo, nossa eletrônica aqui no Instructables, se resume a soldar fios e montar tudo dentro de Pluvi. On! Vamos lá?

1) Solde 3 fios no DHT22, obedecendo a seguinte pinagem (VCC / DATA / NC / GROUND). ¡Nós temos utilizados cabos de audio de CD-ROM! Funciona bem e é bem fácil de achar.

2) Cole com cola quente o sensor DHT22 dentro del abrigo de Stevenson

3) Passe o cabo por um dos furos da peça 1, se tiver um anel de vedação (ojal) é aqui que ele vai!

4) Conecte o cabo vindo do DHT na sua PCB, obedeça a mesma pinagem, existe um silk do DHT na placa para ajudar!

5) Passe o conector de la fuente por um dos outros furos da peça 1 e conecte na alimentação da PCB. + 5v é pra cima

6) Finalmente você pode colar a placa com cola quente na peça 3 tomando o cuidado de alinhar o furo da placa com o eixo. Isto garante o alinhamento do imã com o sensor Hall.

7) Organice os cabos da melhor maneira possível, se tiver segurança, corte os fios e mantenha tudo justo para evitar esta etapa!

Paso 11: Calibrando Seu Pluvi. On

Nesta etapa vamos calibrar o Pluviometro.

Utilizaremos um método bastante simple, mas funcional. Utilizando uma seringa graduada, voce deve gotejar água no seu equipamento já montado, assim que a báscula virar anote qual o volume foi necessário para isso.

Neste proyecto o volumen gira entre 2 y 4 ml, más tudo depende del material de la impresión, de la densidad de la peça, etc. Anote todos os valores e tire uma média. Por ejemplo:

2, 8 3, 0 3, 3 2, 8 3, 1 3, 2 3, 0 2, 8 3, 1 3, 0

A média é (2, 8 + 3, 0 + 3, 3 + 2, 8 + 3, 1 + 3, 2 + 3, 0 + 2, 8 + 3, 1 + 3, 0) / 10 = 3, 01

¡Pronto! Agora temos o valor de calibração para colocar no setup do nosso Pluvi. On.

Mas como isso se torna uma medida de precipitação em mm? Bom, é needário saber qual a área de contribuição, ou seja, qual a área que coleta a chuva.

Neste caso a medida do projeto é 6615 mm²

Então o cálculo que faremos no firmware é o seguinte:

Precipitación = Propinas x 3, 01 x 1000/6615

Onde tips é o número de basculadas que ocorreram nas last 24h contados a partir de las 7:00 (ou 10:00 GMT + 0)

Paso 12: Configuración del firmware E Carga

Utilizando el kit de desarrollo de ESP8266 (NodeMCU), así que esté tranquilo de fazer o upload do Firmware.

Você precisará seguir estes passos para habilitar o NodeMCU como uma das suas placas dentro da Arduino IDE

Tutorial ESP8266 sin Arduino IDE

Feito isso, você deve inserir a chave gerada na pagina do Thingspeak sin firmware.

Chave configurada, você pode subir nosso firmware no seu Pluvi. On, está tudo aqui:

Complemento de firmware - Arduino IDE

O firmware foi desenvolvido pensando en la eficiencia de la colección de dos datos como en la facilidad de instalación, sendo assim modificamos uma biblioteca (WifiManager) para garantizar uma experiência de configuração do seu Pluvi. On bem pouco traumática.

A lógica do firmware también esta documentada en Github, temos diversas funciones y requisitos que já foram testados en campo. Esta é exatamente a versão que está rodando na rede de Pluvi. On's que implantamos em São Paulo / SP

Paso 13: Configurando Seu Pluvi. On

Após o upload do firmware, basta inserir o NodeMCU sin shield, fechar a tampa e ligar na tomada!

Agora é só seguir os passos de configuração no seu smartphone.

Obs: Seu Pluvi. On pode demorar até 5 min para disponibilizar uma rede wifi de conexão para configuração.

Paso 14: Visualizando Os Dados

Para una visualización de los datos enviados:

Basta entrar na plataforma thingspeak - https://thingspeak.com/ e seguir os tutoriais para criação de canais y obtenção de suas respectivas "chaves"

É isso pessoal !!! Espero que tenham gostado do tutorial, fizemos com todo o carinho tentando cobrir todos os detalhes, mas se ainda ficou alguma dúvida, por favor entre em contato com a gente!

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Hecho con S2 en São Paulo / SP - Brasil