​​LASS-2018年會水感測套件組裝說明書

​
​一般

  • ​​已釋出，持續編修中
​​

​
​文件版本

  • ​​20180723 年會釋出版

​
​成品示意

​​

​
​投影片

  • ​​20180721-徐豐智-水感測工作坊.pptx
​​  https://github.com/LinkItONEDevGroup/LASS/blob/master/WaterBox/doc/20180721-%E5%BE%90%E8%B1%90%E6%99%BA-%E6%B0%B4%E6%84%9F%E6%B8%AC%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E5%9D%8A.pptx
​​

​
​套件內容

​​主板：
  • ​​MTDuino 
​​感測:
  • ​​水溫，酸鹼度（pH)， 導電度（EC)
​​其他：
  • ​​搭太陽能板，0.96”OLED，microSD
​​
​​機構與防水
​​

​
​套件功能

  • ​​感測項目：水溫、酸鹼度(pH)、導電度(EC)
  • ​​防水性：簡易防水殼(防潑水)
  • ​​電力來源：5V太陽能板(3W) + 2100mAh 聚合物鋰電池
  • ​​通訊方式：Sigfox，由Sigfox backend callback至LASS MQTT Server
  • ​​操作介面：狀態選擇開關(運作模式/設定模式)，數值調整旋鈕，功能切換按鈕
  • ​​顯示介面：0.96吋 OLED螢幕
  • ​​資料儲存：(待確認)
  • ​​Micro SD卡儲存(*.CSV)，每日一個檔案
  • ​​運作log(還沒做)

​
​開源項目

  • ​​開源以下項目
  • ​​BOM
  • ​​韌體 source code (Arduino)
  • ​​3DP 的 STL files(*.stl)
  • ​​組裝說明書
​​

​
​Github

​
​BOM

​​
​​編號
​​項目
​​規格
​​barcode
​​數量
​​單位
​​購入地點
​​
​​1
​​MCU
​​MTDuino
​​368030501280
​​1
​​個
​​
​​2
​​螢幕模組
​​OLED 0.96吋
​​368030100075
​​1
​​個
​​ICShop
​​
​​3
​​時間模組
​​DS3231
​​368030500595
​​1
​​個
​​ICShop (先前遇過良率9成的情況)
​​
​​4
​​SD卡模組
​​Micro SD卡模組
​​368030500699
​​1
​​個
​​
​​5
​​太陽能充電模組
​​LiPo Rider Pro(原廠好像缺貨)應該有貨
​​368030800414
​​1
​​個
​​
​​6
​​聚合物鋰電池
​​2000mAh
​​368090500108
​​1
​​個
​​ICShop
​​
​​
​​
​​
​​
​​
​​
​​
​​
​​7
​​水質-pH模組
​​DFRobot PH meter (SKU: SEN0161)
​​368031200149
​​1
​​個
​​
​​8
​​水質-EC模組 含溫度
​​DFRobot EC Meter (SKU:DFR0300)
​​368031200150
​​1
​​個
​​
​​9
​​外盒
​​G278C PC塑膠盒(淺灰透明上蓋)
​​120×120×60 mm
​​368080100426
​​1
​​個
​​
​​10
​​連接器
​​2.5mm連接器 180度母端(2P)
​​368020101128
​​2
​​個
​​
​​11
​​
​​2.5mm連接器 180度母端(3P)
​​368020101129
​​4
​​個
​​
​​12
​​
​​2.5mm連接器 180度母端(4P)
​​368020101127
​​1
​​個
​​
​​13
​​
​​2.5mm連接器 180度公端(2P)
​​
​​2
​​個
​​
​​
​​14
​​
​​2.5mm連接器 180度公端(3P)
​​
​​4
​​個
​​
​​
​​15
​​
​​2.5mm連接器 180度公端(4P)
​​
​​1
​​個
​​
​​
​​16
​​開關
​​3P 超迷你搖頭開關
​​368011000333
​​1
​​個
​​
​​17
​​
​​3P 迷你扁柄搖頭開關
​​368011000268
​​1
​​個
​​
​​18
​​
​​9.5m/m 小紅頭開關【無段PUSH ON】
​​368011000444
​​1
​​個
​​
​​19
​​電阻
​​1/4W 1MΩ 1%臥式精密電阻
​​3680102004723
​​4
​​個
​​
​​
​​20
​​
​​16mm 可變電阻 500Ω(插板式)B類500Ω  B 16Φ可變電阻
​​368010201013
​​2
​​個
​​
​​21
​​旋鈕
​​小於14mm 比較好
​​368011000149
​​2
​​個
​​
​​22
​​二極體
​​1N4148 快速開關二極體
​​3680107000249
​​1
​​個
​​
​​23
​​螺絲
​​M3*3.5 細牙丸田圓頭螺絲
​​
​​12
​​個
​​20個- 十字圓頭螺絲 M3*5mm (鍍鋅)  ←- 不是很確定是否為細牙
​​
​​24
​​銅柱
​​25MM細牙銅柱
​​3680113000479
​​4
​​個
​​
​​25
​​太陽能板支架
​​還在找規格
​​
​​1
​​個
​​目前先以現場安裝方便方式安裝，後續轉移到追日系統上
​​
​​26
​​太陽能板
​​
​​368030501281
​​1
​​個
​​改訂
​​
​​
​​

​
​線路圖

​​
​​

​
​Firmware Code

​​
  • ​​firmware
  • ​​MTDuino 

​
​Mechanical

  • ​​3DP and design files
​​

​
​Sigfox frame format

​​格式：Big Endian
  • ​​APP_ID(4bits) + Field Definition (8bits) + data(20bits+32bits)
  • ​​其中 Field Definition 的每一個 bit 表示後面 data 會跟隨這個欄位，Field data 的順序同 Field define 的順序相同
  • ​​總 data 長度不可超過 52 bits, 沒用到的 bits 補 0
  • ​​
​​App_ID：表示目前預設水盒子的應用情境，固定為 0x6
​​Filed Definition：
​​
​​
​​Field Definition
​​B[7](保留)
​​B[6](GPS)
​​B[5](BOD)
​​B[4](ORP)
​​B[3](DO)
​​B[2](EC)
​​B[1](pH)
​​B[0](Temperature)
​​預設
​​0
​​0
​​0
​​0
​​0
​​0
​​0
​​0
​​WaterBox_v1
​​0
​​0
​​0
​​0
​​0
​​1
​​1
​​1
​​
​​
​​
​​Field Data
​​B[0] 溫度
​​Temperature
​​B[1] 酸鹼度
​​pH
​​B[2] 導電度
​​EC
​​B[3] 溶氧
​​DO
​​B[4] 氧化還原電位
​​ORP
​​B[6] GPS
​​B[5] 生化需氧量/化學需氧量(還沒決定)
​​BOD/COD(還沒決定)
​​bits 數
​​10
​​8
​​16
​​7
​​11
​​20(Lat(+21(Lon)
​​<5
​​可記錄range
​​0-1023
​​0-255
​​0-65535
​​0-127
​​0-2047
​​full 41 bits
​​<1048575
​​單位
​​0.1 C
​​0.1
​​1 us
​​
​​0.1 mg/L
​​ 1 mV
​​
​​Degree, DMS format
​​
​​可記錄值域
​​-20C-82.3C
​​0-14
​​0-200,000 us
​​0-11 mg/L
​​-2000 - +2000 mV
​​Lat(-90~90), Lon(-180~180)
​​
​​WaterBox_v1 讀值到傳送的關係式
​​
​​(度+20) *10
​​pH *10
​​EC(us)
​​DO(mg/L)*10
​​ORP(mV)+1000
​​Lat
​​D: 0 ~ 180 (8 bits) ,
​​M: 0 ~ 59 (6 bits) ,
​​S: 0 ~ 59 (6 bits)
​​Lon
​​D: 0 ~ 360 (9 bits) ,
​​M: 0 ~ 59 (6 bits) ,
​​S: 0 ~ 59 (6 bits)
​​(還沒決定)
​​WaterBox_v1 bits position
​​B[12]-B[21]
​​B[22]-B[29]
​​B[30]-B[45]
​​NA
​​NA
​​NA
​​NA
​​WaterBox_v1 範例
​​10C→300(0x12c)
​​ph 3→30(0x1e)
​​1000us→1000(0x3e8)
​​5.5mg→55(0x37)
​​120mV→120(0x78)
​​
​​
​​WaterBox_v1 example: 
​​hex((0x6<<0)+(0x7<<4)+(0x12c<<12)+(0x1e<<22)+(0x3e8<<30)) =>'0xfa0792c076’
​​

​
​Sigfox callback

​​
​​Device Type -> information (右邊的編輯進入編輯畫面)
​​
​​Editing callback detail:
​​Custom payload config
​​APP_ID::int:4 Filed:0:bool:3 Temp:0:bool:2 pH:0:bool:1 EC:0:bool:0 DO:1:bool:7 ORP:1:bool:6 Rev_1:1:bool:5 Rev_2:1:bool:4
​​
​​Url pattern: 
​​Result:
​​
​​

​
​LASS Related

​​​+LASS - App Lists​ 
​​https://paper.dropbox.com/doc/LASS-App-Lists-oovrm6EwWhmRaYz5ffPsf
​​https://paper.dropbox.com/doc/86K8vkbGWyCG7aMiP1odg
​​
​​測試
  • ​​Install MQTTLens in chrome browser. MQTTLens in chrome . You need to setup connection to: gpssensor.ddns.net, topic: MAPS/WATER_BOX/#
​​
​​
​​Current MQTT result example:
​​|app=WATER_BOX|device_id=4DAD56|gps_lat=25.0|gps_lng=121.0|module_temp=true|module_pH=true|module_EC=true|module_DO=false|module_ORP=false|module_Rev1=false|module_Rev2=false|raw_data=6f0e50000c87c000|dvice=MTDuino|rssi=-126.00|time=1533709921

​
​Sigfox 上傳頻率

  • ​​規範是每日 140 次， 60/(140.0/24) => 10.3（每 10.3 分鐘可以發一次）, WaterBox 每 11 分鐘一次

​
​架構圖

​
​整體架構

​
​硬體結構

  1. ​​水盒子目前結構包含7層
  1. ​​爆炸動畫：
​​
  • ​​or
​​

​
​運轉流程

  • ​​#TODO (放流程圖)

​
​參考

​​
​​https://paper.dropbox.com/doc/pGegiFLNpeHj3b5rzQHkE
​​MTDuino 
​​https://github.com/Mighty-Net/MTDuino
​​http://www.mightynet.co/product
​​零件 DataSheet
​​
​​項目
​​規格
​​MCU
​​MTDuino
​​螢幕模組
​​OLED 0.96吋
​​時間模組
​​DS3231
​​SD卡模組
​​Micro SD卡模組
​​太陽能充電模組
​​LiPo Rider Pro
​​聚合物鋰電池
​​2000mAh
​​水質-pH模組
​​DFRobot PH meter (SKU: SEN0161)
​​水質-EC模組 含溫度
​​DFRobot EC Meter (SKU:DFR0300)
​​外盒
​​G278C PC塑膠盒(淺灰透明上蓋)
​​120×120×60 mm
​​電阻
​​1/4W 1MΩ 1%臥式精密電阻
​​
​​16mm 可變電阻 500Ω(插板式)B類500Ω  B 16Φ可變電阻
​​二極體
​​1N4148 快速開關二極體
​​太陽能板
​​太陽能板3W 6V 110x162mm
​​
​​