Rain Spotters

Rain Spotters

Τα τελευταία χρόνια έχουν αυξηθεί λόγω των όλο και πιο συχνών ακραίων καιρικών φαινομένων και της αποψίλωσης των δασών. Σκεφτήκαμε να δημιουργήσουμε μία εφαρμογή που θα μπορούσε να βοηθήσει στην αντιμετώπιση των συνεπειών αυτών των καταστροφών. Η ιδέα μας ήταν να δημιουργήσουμε ένα σύστημα προειδοποίησης πλημμυρών. Ασύρματοι αισθητήρες (τερματικοί κόμβοι) βασισμένοι σε arduino μετράνε το ύψος της βροχής που πέφτει και στέλνουν ανά τακτά χρονικά διαστήματα τις μετρήσεις στους σε ένα κεντρικό σταθμό, βασισμένο σε ένα raspberry pi. Ο κεντρικός σταθμός συγκεντρώνει τα μηνύματα που στέλνουν οι αισθητήρες και στέλνει SMS αν το ύψος βροχής ξεπεράσει μία ορισμένη τιμή. Στην πορεία είδαμε ότι είναι πολύ εύκολο να στέλνει ο κεντρικός σταθμός τις μετρήσεις σε μία πλατφόρμα στο “σύννεφο” όπου μπορούν όλοι να τις δουν και ενδεχομένως να τις επεξεργαστούν. Αφού ήταν εύκολο, το κάναμε.

Για την υλοποίηση του project μας χρησιμοποιήσαμε ένα πρόσφατο project με τίτλο Low-cost LoRa IoT framework» το οποίο αναπτύχθηκε στα πλαίσια των «EU H2020 WAZIUP/WAZIHUB projects”. Ο κώδικας του project αυτού υπάρχει στο github (μπορείτε να το δείτε εδώ) και δίνεται ελεύθερος για χρήση από όποιον το επιθυμεί, σύμφωνα με τους όρους της Γενικής Άδειας Δημόσιας Χρήσης GNU. Το project είναι ένα χαμηλού κόστους LoRa Gateway που εγκαθίσταται σε ένα raspberry, ενώ περιέχει και όλα όσα χρειάζεται κανείς για να κατασκευάσει τους τερματικούς κόμβους οι οποίοι επικοινωνούν ασύρματα με τον κεντρικό σταθμό. Aκολουθώντας απλά τις οδηγίες μπορεί κανείς να δημιουργήσει εύκολα τη δική του εφαρμογή. Στη σελίδα του project περιγράφονται πολύ αναλυτικά οι ενέργειες που πρέπει κανείς για να χρησιμοποιήσει τον κώδικα, ενώ δίνονται links για βίντεο που δείχνουν όλα τα βήματα που πρέπει να κάνει κανείς. Για την επίτευξη του στόχου μας έπρεπε κι εμείς να προσθέσουμε δικό μας κώδικα.

Το project μας λειτουργεί στο εργαστήριο και όταν ο αισθητήρας μας δεν απέχει μεγάλη απόσταση από τον κεντρικό σταθμό. Για να μπορέσει κανείς να επιτύχει ασύρματη επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις, χρειάζεται να εγκαταστήσει και στον αισθητήρα και στον κεντρικό κόμβο εξωτερικές κεραίες. Παρόλ΄ αυτά, ακόμα και στη μορφή που το υλοποιήσαμε εμείς, μπορεί κανείς να εγκαταστήσει τον αισθητήρα στην ταράτσα ή στην αυλή του σπιτιού του (ή ενδεχομένως και πιο μακριά) και να λαμβάνει τις μετρήσεις στον κεντρικό σταθμό που θα βρίσκεται στο σπίτι του. Ένα άλλο σημείο στο οποίο θα πρέπει να σταθούμε είναι ότι (λόγω κόστους) υλοποιήσαμε μόνο ένα αισθητήρα. Αυτό δε σημαίνει ότι είναι δύσκολο να προσθέσει κανείς κι άλλους.

Τα υλικά που χρησιμοποιήσαμε είναι αρκετά αλλά τα πιο βασικά είναι:

  • Arduino uno
  • Raspberry pi
  • Φωτοβολταϊκό 6V 3.5W 583mA  165×135
  • ΜΤ3608 Step Up Converter Booster Power Suppl
  • TP 4056 Micro Usb 1a 18650 Lithium Battery Charger
  • Μπαταρία 18650 και μία θήκη για μπαταρία 18650
  • Breadboard (για τις δοκιμές)
  • StripBoard
  • MC74HC14AN Hex Schmitt-Trigger Inverter
  • Reed switch
  • Αντίσταση 100Ω και αντίσταση 10ΚΩ
  • 2 LoRa modules RFM96W
  • Ηλεκτρολυτικός Πυκνωτής 22μF

Χρησιμοποιήσαμε τρισδιάστατο εκτυπωτή για κάποια πλαστικά κομμάτια. Τέλος φτιάξαμε και κάποια pcbs χρησιμοποιώντας εξοπλισμό που ήδη είχαμε, όμως η κατασκευή τους δεν είναι υποχρεωτική για την επιτυχία του project, καθώς μπορεί κανείς εναλλακτικά να χρησιμοποιήσει breadboard.

Περισσότερες λεπτομέρειες θα βρείτε στη σελίδα του project μας στο Github