描述

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主意

該項目的源頭想法是使用智能水龍頭進行智能水管理。

通過自動化水龍頭，我們可以測量個人使用的水量。該金額顯示在網站上。如果使用的水超過給定的閾值，則會在網站上張貼一條通知，顯示用水量過多。

用戶可以使用網站遠程打開或關閉水龍頭。水龍頭連接到伺服電機，通過在線網站進行控制。此外，如果超過另一個指定的配額，則水龍頭會自動關閉。

如果水龍頭關閉并且流量傳感器檢測到流量，則通過水龍頭通知用戶水龍頭中存在泄漏。流量傳感器計算水流過管道的速率，以及流過水龍頭的水量。它根據霍爾效應傳感器的原理起作用。

為什么？

這個想法可以擴展到宿舍里的水龍頭，因為校園里的學生對他們每天使用的水量一無所知。通知他們他們的使用情況可以大大防止浪費。

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

許多物聯網智能水管理系統是為主要城市或家庭量身定制的，但沒有一個系統是為旅館（擁有大量用戶）量身定制的，而且這個系統是為用戶友好而創建的。

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實施步驟

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第1步

建立聯系。將伺服的數據引腳連接到發射臺上的引腳 3，并將流量傳感器的數據引腳連接到引腳 4

步驟2

在編輯 WiFi 連接的 SSID 和密碼后，將草圖上傳到啟動板上。

步驟 3

打開串行監視器并將 IP 地址復制到您的 Web 瀏覽器中。

第4步

通過流量傳感器倒水，刷新頁面查看用水量值是否變化。單擊關閉和打開按鈕以移動伺服。

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關于所用硬件的進一步評論

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CC3220

應用 MCU 子系統包含一個以 80 MHz 運行的行業標準 ARM Cortex-M4 內核。用于 Wi-Fi 網絡處理器服務包、Wi-Fi 證書和憑據的 SPI 閃存。

借助片上 Wi-Fi、互聯網和強大的安全協議，無需任何 Wi-Fi 經驗即可加快開發速度。CC3220MOD 將所有必需的系統級硬件組件（包括時鐘、SPI 閃存、RF 開關和無源器件）集成到一個 LGA 封裝中，以實現輕松組裝和低成本 PCB 設計。CC3220MOD 作為完整的平臺解決方案提供，包括軟件、示例應用程序、工具、用戶和編程指南、參考設計

CC3220 草圖（代碼）在 CC3200 引腳 (P03) 上使用外部中斷 (int 0)。這用于讀取來自水流傳感器的輸出脈沖。當 CC3220 檢測到脈沖時，它會立即觸發 pulseCounter() 函數。然后此函數計算檢測到的脈沖總數（中斷）。

流量傳感器

有效的水管理涉及根據實際需求供水，因此測量水是水管理系統中非常重要的步驟。有許多水流量測量技術以及用于測量管道中水流量的不同類型的水流量計，但這些都太昂貴了。本文介紹了借助現成的低成本水流量傳感器設計和開發低成本自動水流量計的想法。

霍爾效應水流量傳感器

從定性和經濟的角度來看，準確的流量測量都是必不可少的步驟。流量計已被證明是測量水流量的優秀設備，現在使用著名的水流量傳感器 YF-S201 構建水管理系統非常容易。該傳感器與水線對齊，并包含一個風車傳感器，用于測量流過的水量。有一個集成的磁性霍爾效應傳感器，每轉一圈都會輸出一個電脈沖。“YFS201 霍爾效應水流量傳感器”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）。通過計算脈沖

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

流量可以通過不同的技術推斷確定，如速度或動能的變化。在這里，我們通過改變水的速度來確定流量。速度取決于迫使通過管道的壓力。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系是Q=VxA，其中Q是流量/通過管道的總水流量，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）=（脈沖頻率 x 60 分鐘）/ 4.5Q

換一種說法：

? 傳感器頻率 (Hz) = 4.5* Q（升/分鐘）

? 升 = Q * 經過的時間（秒）/ 60（秒/分鐘）

? 升 =（頻率（脈沖/秒）/ 4.5）* 經過的時間（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 輸入時最大消耗 15-20mA！

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伺服電機

Futaba S3003 - 伺服標準

規格

調制：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/支撐：襯套

旋轉范圍：60°

脈沖周期：30 ms

脈沖寬度：500-3000 μs

連接器類型：J

由于伺服電機使用反饋來確定軸的位置，因此您可以非常精確地控制該位置。因此，伺服電機被用于高精度地控制物體的位置、旋轉物體、移動機器人的腿、臂或手、移動傳感器等。伺服電機體積小，并且因為它們有內置電路來控制它們的運動，所以它們可以直接連接到 CC3220。

大多數伺服電機具有以下連接：

? 黑色/棕色地線。

? 紅色電源線（約5V）。

? 黃色或白色PWM 線。

在本實驗中，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 數字輸出引腳之一。