描述

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主意

該項(xiàng)目的源頭想法是使用智能水龍頭進(jìn)行智能水管理。

通過(guò)自動(dòng)化水龍頭，我們可以測(cè)量個(gè)人使用的水量。該金額顯示在網(wǎng)站上。如果使用的水超過(guò)給定的閾值，則會(huì)在網(wǎng)站上張貼一條通知，顯示用水量過(guò)多。

用戶可以使用網(wǎng)站遠(yuǎn)程打開或關(guān)閉水龍頭。水龍頭連接到伺服電機(jī)，通過(guò)在線網(wǎng)站進(jìn)行控制。此外，如果超過(guò)另一個(gè)指定的配額，則水龍頭會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

如果水龍頭關(guān)閉并且流量傳感器檢測(cè)到流量，則通過(guò)水龍頭通知用戶水龍頭中存在泄漏。流量傳感器計(jì)算水流過(guò)管道的速率，以及流過(guò)水龍頭的水量。它根據(jù)霍爾效應(yīng)傳感器的原理起作用。

為什么？

這個(gè)想法可以擴(kuò)展到宿舍里的水龍頭，因?yàn)樾@里的學(xué)生對(duì)他們每天使用的水量一無(wú)所知。通知他們他們的使用情況可以大大防止浪費(fèi)。

• 一個(gè)漏水的水龍頭可以浪費(fèi)4000滴水，相當(dāng)于一升水。
• 一個(gè)人平均每天浪費(fèi)大約 0-45 升水。更好地理解它，它是每人每天需水量的30%。

許多物聯(lián)網(wǎng)智能水管理系統(tǒng)是為主要城市或家庭量身定制的，但沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)是為旅館（擁有大量用戶）量身定制的，而且這個(gè)系統(tǒng)是為用戶友好而創(chuàng)建的。

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實(shí)施步驟

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第1步

建立聯(lián)系。將伺服的數(shù)據(jù)引腳連接到發(fā)射臺(tái)上的引腳 3，并將流量傳感器的數(shù)據(jù)引腳連接到引腳 4

步驟2

在編輯 WiFi 連接的 SSID 和密碼后，將草圖上傳到啟動(dòng)板上。

步驟 3

打開串行監(jiān)視器并將 IP 地址復(fù)制到您的 Web 瀏覽器中。

第4步

通過(guò)流量傳感器倒水，刷新頁(yè)面查看用水量值是否變化。單擊關(guān)閉和打開按鈕以移動(dòng)伺服。

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關(guān)于所用硬件的進(jìn)一步評(píng)論

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CC3220

應(yīng)用 MCU 子系統(tǒng)包含一個(gè)以 80 MHz 運(yùn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ARM Cortex-M4 內(nèi)核。用于 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)處理器服務(wù)包、Wi-Fi 證書和憑據(jù)的 SPI 閃存。

借助片上 Wi-Fi、互聯(lián)網(wǎng)和強(qiáng)大的安全協(xié)議，無(wú)需任何 Wi-Fi 經(jīng)驗(yàn)即可加快開發(fā)速度。CC3220MOD 將所有必需的系統(tǒng)級(jí)硬件組件（包括時(shí)鐘、SPI 閃存、RF 開關(guān)和無(wú)源器件）集成到一個(gè) LGA 封裝中，以實(shí)現(xiàn)輕松組裝和低成本 PCB 設(shè)計(jì)。CC3220MOD 作為完整的平臺(tái)解決方案提供，包括軟件、示例應(yīng)用程序、工具、用戶和編程指南、參考設(shè)計(jì)

CC3220 草圖（代碼）在 CC3200 引腳 (P03) 上使用外部中斷 (int 0)。這用于讀取來(lái)自水流傳感器的輸出脈沖。當(dāng) CC3220 檢測(cè)到脈沖時(shí)，它會(huì)立即觸發(fā) pulseCounter() 函數(shù)。然后此函數(shù)計(jì)算檢測(cè)到的脈沖總數(shù)（中斷）。

流量傳感器

有效的水管理涉及根據(jù)實(shí)際需求供水，因此測(cè)量水是水管理系統(tǒng)中非常重要的步驟。有許多水流量測(cè)量技術(shù)以及用于測(cè)量管道中水流量的不同類型的水流量計(jì)，但這些都太昂貴了。本文介紹了借助現(xiàn)成的低成本水流量傳感器設(shè)計(jì)和開發(fā)低成本自動(dòng)水流量計(jì)的想法。

霍爾效應(yīng)水流量傳感器

從定性和經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，準(zhǔn)確的流量測(cè)量都是必不可少的步驟。流量計(jì)已被證明是測(cè)量水流量的優(yōu)秀設(shè)備，現(xiàn)在使用著名的水流量傳感器 YF-S201 構(gòu)建水管理系統(tǒng)非常容易。該傳感器與水線對(duì)齊，并包含一個(gè)風(fēng)車傳感器，用于測(cè)量流過(guò)的水量。有一個(gè)集成的磁性霍爾效應(yīng)傳感器，每轉(zhuǎn)一圈都會(huì)輸出一個(gè)電脈沖。“YFS201 霍爾效應(yīng)水流量傳感器”帶有三根線：紅色/VCC（5-24V 直流輸入）、黑色/GND (0V) 和黃色/OUT（脈沖輸出）。通過(guò)計(jì)算脈沖

根據(jù)傳感器的輸出，我們可以使用合適的換算公式輕松計(jì)算出水流量（以升/小時(shí)為單位 - L/hr）。

流量可以通過(guò)不同的技術(shù)推斷確定，如速度或動(dòng)能的變化。在這里，我們通過(guò)改變水的速度來(lái)確定流量。速度取決于迫使通過(guò)管道的壓力。由于管道的橫截面積已知且保持不變，因此平均速度是流量的指示。在這種情況下確定液體流量的基本關(guān)系是Q=VxA，其中Q是流量/通過(guò)管道的總水流量，V是水流的平均速度，A是管道的橫截面積（液體與管道接觸的粘度、密度和摩擦力也會(huì)影響水的流速）。

? 脈沖頻率 (Hz) = 4.5Q，Q 是以升/分鐘為單位的流速

? 流速（升/小時(shí)）=（脈沖頻率 x 60 分鐘）/ 4.5Q

換一種說(shuō)法：

? 傳感器頻率 (Hz) = 4.5* Q（升/分鐘）

? 升 = Q * 經(jīng)過(guò)的時(shí)間（秒）/ 60（秒/分鐘）

? 升 =（頻率（脈沖/秒）/ 4.5）* 經(jīng)過(guò)的時(shí)間（秒）/ 60

? 升 = 脈沖 / (4.5 * 60)

將水流量傳感器連接到 CC3220 需要最少的互連。將水流傳感器的 VCC（紅色）和 GND（黑色）線連接到 CC3220 的 5v 和 Gnd，并將水流傳感器的脈沖輸出（黃色）線連接到 CC3220 引腳 P03。注意水流傳感器不是耗電型的；它在 5V DC 輸入時(shí)最大消耗 15-20mA！

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伺服電機(jī)

Futaba S3003 - 伺服標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)格

調(diào)制：模擬

扭矩：4.8V：44.00 盎司-英寸（3.17 千克-厘米）；6.0V：57.00 盎司-英寸（4.10 千克-厘米）

速度：4.8V：0.23 秒/60°；6.0V：0.19 秒/60°

尺寸：長(zhǎng)度：1.57 英寸（39.9 毫米）

寬度：0.79 英寸（20.1 毫米）

高度：1.42 英寸（36.1 毫米）

齒輪類型：塑料

旋轉(zhuǎn)/支撐：襯套

旋轉(zhuǎn)范圍：60°

脈沖周期：30 ms

脈沖寬度：500-3000 μs

連接器類型：J

由于伺服電機(jī)使用反饋來(lái)確定軸的位置，因此您可以非常精確地控制該位置。因此，伺服電機(jī)被用于高精度地控制物體的位置、旋轉(zhuǎn)物體、移動(dòng)機(jī)器人的腿、臂或手、移動(dòng)傳感器等。伺服電機(jī)體積小，并且因?yàn)樗鼈冇袃?nèi)置電路來(lái)控制它們的運(yùn)動(dòng)，所以它們可以直接連接到 CC3220。

大多數(shù)伺服電機(jī)具有以下連接：

? 黑色/棕色地線。

? 紅色電源線（約5V）。

? 黃色或白色PWM 線。

在本實(shí)驗(yàn)中，我們將電源和接地引腳直接連接到 CC3220 的 5V 和 GND 引腳。PWM 輸入將連接到 CC3220 數(shù)字輸出引腳之一。