Датчик обеспечивает автоматический мониторинг удаленных водяных насосов

В тысячах отдаленных сообществ без электричества и небольшого количества ресурсов автоматизированный мониторинг потока воды в ручных насосах уже давно практически невозможно.

Теперь, однако, это может измениться. Новая конструкция датчика обещает принести прочное, автоматизированное, недорогое решение для сельских общин, которые полагаются на скважины в качестве единственного источника чистой воды. Новая конструкция с батарейным питанием, которая теперь используется на ручном насосе в северной части Эфиопии, измеряет поток через насос и передает по радио данные насоса на сайт IoT, где он может контролироваться. Инженеры надеются, что это может послужить моделью для бесчисленного количества насосов в других местах.

«По всей видимости, миллиарды людей по всему миру получают воду от ручных насосов», — сказал Кристоф Гардер, главный глобальный сотрудник по водным ресурсам для благотворительности: вода некоммерческая организация, которая стремится принести чистую воду для людей во всем мире. «Это устройство может повлиять на их повседневную жизнь».

Новая конструкция, применяемая на ручном насосе в северной Эфиопии, измеряет поток и передает по беспроводной сети данные насоса на объект IoT, где он может контролироваться. (Источник изображения: интеллектуальные решения для продуктов)

Новая сенсорная система, разработанная Intelligent Product Solutions (IPS) для благотворительности: вода, использует метод емкости для измерения потока воды через пластик корпус внутри ручного насоса. Решение состоит из небольшой печатной платы, содержащей следующее: a Texas Instruments микроконтроллер; шесть емкостных датчиков; датчик температуры; беспроводной приемопередатчик; блок GPS, литиевая батарея; и программный алгоритм, который вычисляет поток. Во время работы вода собирается внутри пластикового корпуса, а емкостные датчики «чувствуют» изменение емкости через пластик. Когда вода течет мимо датчиков один за другим, алгоритм отслеживает последующие изменения емкости, а затем вычисляет скорость потока на основе этих изменений.

«В режиме реального времени мы выбираем два раза в секунду, и мы используем эти результаты в нашем алгоритме обнаружения воды», — отметил Роберт Либ (Robert Lieb), главный разработчик программного обеспечения для IPS. «И мы можем сказать, что не только когда (датчики) покрыты водой, но и какой процент (датчик) покрыт водой. И это позволяет нам получать более точные измерения расхода ». Программное обеспечение также использует данные о температуре воздуха для небольших корректировок в расчетном расходе, сказал Либ

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

Вычислительная архитектура приносит отказоустойчивость автономным машинам
Материал открывает дорогу для электроники, роботы, которые могут отремонтировать себя
Как взломать Amazon Alexa для сборки подключенного термостата

Данные от датчика собираются во встроенной флэш-памяти микроконтроллера. Приемопередатчик устройства отправляет данные в сеть 2G, которая перенаправляет ее на сайт IoT. Затем сайт IoT может регистрировать и сообщать количество воды, извлеченной из скважины с течением времени. «У нас также есть программное обеспечение, которое имеет тенденцию видеть, изменился ли поток со временем значительно», — сказал Либ. «Если это произойдет, мы включим модем и отправим сообщение с красным флагом, чтобы предупредить людей в поле, чтобы проверить его».

Lieb разработал блок, чтобы свести к минимуму использование мощности MCU. В более ранних версиях технологии использовался меньший MCU с меньшей ОЗУ и, следовательно, не мог работать с программным алгоритмом. Побывав в более крупном MCU с большим количеством Flash, Либ сказал, что он смог запустить более полный алгоритм для расчета расхода и по-прежнему держать потребление энергии достаточно низким, чтобы литиевая батарея устройства прослужила около пяти лет.

Gorder сказал, что датчик помогает жителям в эфиопской общине, гарантируя своевременное исправление любых проблем с колодцем. Такая своевременность имеет решающее значение для местных жителей. «До этого не было эффективного решения», — сказал он нам. «В большинстве случаев местные общины были бы сами по себе. Если бы они столкнулись с проблемами, которые они не могли решить, система просто перестала бы работать ».

Организация Gorder, которая устанавливает колодцы в отдаленных районах для сообществ, которые не имеют доступа к чистой воде, надеется использовать эту технологию на более ручных насосах. «Там так много насосов», — сказал он. «Это то, что послужит основой для продвижения других событий».

Старший технический редактор Чак Мюррей пишет о технологии уже 34 года. Он присоединился к Design News в 1987 году и занимался электроникой, автоматикой, гидравликой и авто.