Monitoreo de agua Arduino de largo alcance

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Estoy buscando consejos sobre cómo debo configurar un sistema de monitoreo de irrigación de largo alcance utilizando varias placas Arduino. Me gustaría recibir consejos / opciones disponibles sobre qué hardware necesito para lograr mi concepto. Particularmente la línea de comunicación de 12 km entre las juntas.

Para darle un poco de contexto, regamos un cultivo cada año y el prado que regamos está a aproximadamente 12 km de la granja. El viaje solo es un viaje de ida y vuelta de 24 km que generalmente es solo para verificar y equilibrar los niveles de agua.

  • En promedio, un trabajador haría este viaje entre 3 a 8 veces en un día y 3 - 6 veces en la noche
  • 1 riego toma 3 días completos durante todo el día y regamos entre 12 y 16 veces en una temporada

No es necesario hacer cálculos matemáticos para calcular que el costo del combustible solo es enorme. Mi objetivo para el proyecto es reducir las horas de trabajo requeridas para monitorear los niveles de agua y reducir los costos de combustible.

Mi solución propuesta para esto es configurar 3 x tablas Arduino en cada uno de los 3 campos que monitorean sus respectivos niveles de agua y la 4ª tabla Arduino en la granja que muestra cada nivel de agua en una pantalla LCD. En resumen:

  • Arduino 1: controla el nivel del agua y envía estos datos a Arduino 3 (2 km línea de sitio)
  • Arduino 2: controla el nivel del agua y envía estos datos a Arduino 3 (2 km línea de sitio)
  • Arduino 3: monitorea el nivel de agua, recibe el nivel de agua de arduino 1 &erio; 2 y envía los 3 niveles de agua al arduino 4 (línea de 12 km de sitio)
  • Arduino 4: recibe 3 niveles de agua de Arduino 3 y muestra esto en la pantalla LCD

Además, cada placa Arduino tendrá diodos de colores que indican el nivel del agua durante la noche para que los trabajadores en el campo puedan ver fácilmente sin verificar físicamente que todos los niveles de agua estén bien cuando se cambian los campos y se inician / detienen los sifones o si es necesario crearlos. ajustes Es importante tener en cuenta que sé cómo lograr esto, solo pensé que era importante mencionar para proporcionar más contexto.

    
pregunta Thomas Taylor

2 respuestas

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En caso de que consideres la radio, obtener 12 km no es una tarea fácil si la batería / energía solar. Las pérdidas de potencia de la señal de RF en el espacio libre son: -

Pérdida (dB) = 32.45 + 20 \ $ log_ {10} \ $ (f) + 20 \ $ log_ {10} \ $ (d)

Donde f está en MHz y d está en kilómetros. Esta ecuación le indica cuántos dB de pérdida de potencia puede esperar a una distancia determinada con una frecuencia portadora determinada.

El Xbee pro 900 transmite a 900 MHz y en más de 12 km, las pérdidas ascienden a 113 dB. En el terreno, razonablemente puede esperar que esto empeore si es probable que 20dB lleve la pérdida del enlace a aproximadamente 133 dB. Cierta cantidad de ganancia de antena puede no ser muy útil si los tres sitios están en ángulos diferentes porque las antenas se vuelven direccionales. Una frecuencia significativamente menor (por ejemplo) 90MHz (si está permitida o disponible) reduciría la pérdida del enlace en 20dB.

La siguiente pregunta es cuánta potencia de antena necesita el receptor para operar. La fórmula comúnmente utilizada para estimar esto es -154dBm + 10log (velocidad de datos). Si la velocidad de datos es de 100 kbpsec, entonces el receptor necesita una potencia de antena de -104dBm. Sin embargo, si la velocidad de datos es de 100 bps, entonces el receptor solo necesita una potencia de -134dBm, es decir, es 30dB más sensible.

La salida de potencia de transmisión debe elegirse de acuerdo con la pérdida del enlace (según la portadora f y la distancia d) y la señal mínima que necesita el receptor (según la velocidad de datos).

En cuanto a lo que planea hacer, sugeriría que transmitir a ciegas una vez por minuto de forma continua no consumirá la energía de la batería durante la noche y, por lo tanto, si el 50% de las transmisiones se "pierden", no será un gran problema. pero sí necesita enviar cualquier transmisión de carga útil con suficientes bits de detección de errores para evitar la detección aleatoria de un estado estúpido desde el sitio remoto.

Solo una radio de transmisión solo en el sitio remoto y una estación de recepción única en el otro extremo deberían funcionar bien, pero hay muchos detalles para hacerlo bien.

Consulte esto para más detalles.

    
respondido por el Andy aka
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12 km parece ser un número enorme para un sistema de comunicación por cable. No tengo conocimiento de ningún sistema de transmisión barato que pueda manejar esta distancia sin amplificadores o repetidores.

¿GSM es una opción para ti? Hay tableros Arduino con modem GSM.

    
respondido por el wollud1969

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