Последний выпуск Официальный журнал Raspberry Pi — уже доступен — он оснащен Raspberry Pi 3–подводная камера на базе, которая исследует качество воды и организмы.
Клуб Unboxed STEM состоит из трех друзей в возрасте от 10 до 13 лет, которые встречаются каждые выходные, а также двух отцов-энтузиастов. Основная стратегия мужчин — задавать много вопросов, «рассматривать проблемы как взаимосвязанные головоломки со множеством возможных ответов» и продолжать пробовать практические решения, даже если поначалу они ошибаются.
Пинак, Вихан и Юван вместе со своими наставниками Кшитиджем Вармой и доктором Амолом Патилом были воодушевлены идеей заняться практическим проектом в области науки, техники и кодирования. Их вдохновил тот факт, что мы часто говорим о защите океанов и рек, но редко имеем инструменты для измерения того, что происходит под поверхностью и в глубинах.
Raspberry Pi очень привлекателен как компактный компьютер, на котором можно писать код самостоятельно, подключаться к широкому спектру датчиков и использовать для непосредственного управления модулем камеры. Хотя они никогда раньше не использовали Raspberry Pi для проектов STEM Club, они поняли, что это очевидный выбор для их целей гражданской науки, особенно потому, что у него был потрясающий онлайн-ресурс: тысячи желающих и готовых помочь коллег-пользователей Raspberry Pi. Тот факт, что вся конструкция стоит около 130 фунтов стерлингов и может быть построена в основном мужчинами при минимальном присмотре взрослых, отличает ее от большинства подводных исследователей как по сложности, так и по стоимости.
Что внизу?
Sensea задуман как «недорогой подводный исследователь, сделанный своими руками, который покажет, что происходит под поверхностью наших местных озер и рек», доказывая, что вам не нужно дорогое оборудование для исследования глубин. Для контекста: взволнованные просьбы мальчиков о GoPro остались без внимания, поэтому они построили специальную камеру на базе Raspberry Pi 3 Model B+. Это решение было не только более доступным, но и имело преимущество низкого энергопотребления, позволяя дольше работать со стандартным блоком питания USB на 5 В. Команда надеется, что проект сможет захватить воображение других любителей, поэтому это важные практические соображения.
Самый важный аспект — как сохранить электронику сухой. Контейнер должен быть всегда полностью водонепроницаемым, но при этом позволять датчикам измерять окружающую воду, а камере – четко видеть. Его также пришлось открывать и запечатывать, чтобы вставить чувствительные датчики и аккумуляторные батареи, что представляло собой довольно сложную инженерную задачу.
Команда разработала герметичную акриловую трубку, которая действует как прозрачная камера давления, сохраняя электронику сухой и позволяя камере видеть ее конец. Один конец надежно запечатан акриловым диском диаметром 10,5 см, склеенным морской эпоксидной смолой. На этом конце просверлен водонепроницаемый кабельный ввод, позволяющий проходить кабелю датчика температуры DS18B20, сохраняя при этом водонепроницаемость. На другом конце находится расширяющаяся сливная пробка, которую сантехники используют для проверки герметичности.
Установка показала себя надежной и, что немаловажно, надежно водонепроницаемой. Тем не менее, создатели Sensea внедрили режим проверки на утечку, при котором полностью герметичная трубка и кабель Sensea погружаются в ведро с водой на пять минут, чтобы проверить наличие поднимающихся пузырьков. После завершения этого важного испытания трубу опускают в воду в защитной клетке.
Правильная плавучесть и спуск — еще одна задача. Гантель в форме кости весом 2 кг, выбранная после долгих экспериментов с размером и весом, гарантирует, что Sensea опустится под поверхность реки, готовая начать запись того, что видит модуль камеры Raspberry Pi 3.
Исследование темных глубин
Модуль камеры снимает 10-секундные подводные видеоклипы и записывает показания температуры воды с отметкой времени с водонепроницаемого датчика DS18B20. Команда остановилась на ручной фиксированной фокусировке, поскольку автофокусировка, скорее всего, будет затруднена при обнаружении взвешенных частиц в реке. «Фиксация фокуса обеспечивает более четкие и стабильные кадры», — объясняют они.
В состав установки также входят часы реального времени PCF8523, которые записывают точные отметки времени даже без подключения к Интернету. Захват видео запускается скриптом Python под названием sensea_logger.pyкоторый также измеряет температуру воды и гарантирует, что все данные записываются на карту microSD Raspberry Pi для записи после погружения.
Для своих первоначальных развертываний команда сравнила измерения температуры на реке Кэм и близлежащем озере под названием Тоддс-Пит, что ясно показало различия между двумя средами. Будущие дополнения могут включать датчик pH для мониторинга загрязнения, датчик глубины или давления и даже идентификацию видов с помощью искусственного интеллекта. Подобную установку можно использовать для мониторинга качества воздуха, условий в теплице или поверхностных вод с помощью плавучего буя. С тех пор, как мы познакомились с ребятами, проект выиграл конкурс сенсоров Instructables. Поздравляю с заслуженной победой.
Выпуск 170 из Официальный журнал Raspberry Pi вышел СЕЙЧАС!
Эта статья появилась в номере 170 журнала. Официальный журнал Raspberry Piк которому вы можете получить доступ онлайн. Вы также можете подписаться на печатную версию нашего журнала. Мы не только осуществляем доставку по всему миру, но и те, кто подпишется на подписку на печать на шесть или двенадцать месяцев, получат БЕСПЛАТНО Raspberry Pi Pico 2 W!
ты найдешь Официальный журнал Raspberry Pi в Facebook, X, Threads, LinkedIn и Mastodon. Вы также можете связаться с командой по электронной почте: [email protected]
