MONITORAGGIO ACQUEDOTTO MANUALE UTENTE Comune di Saint-Marcel I.S.I.T.I.P Verres
SOMMARIO OBIETTIVO... 3 SCHEMA GENERALE E DESCRIZIONE DEL FUNZIONAMENTO... 4 INSTALLAZIONE... 5 Installazione sensore... 5 Collegamento Sensore-Arduino... 5 Collegamento circuito livello batteria... 6 Alimentazione ARDUINO... 6 CONFIGURAZIONE... 6 PARAMETRI... 6 IMPOSTAZIONE PARAMETRI... 8 Impostazione tramite pagina di configurazione... 8 Impostazione tramite SMS... 8 Suggerimento per l impostazione del parametro Offset... 9 VERIFICA FUNZIONAMENTO... 11 RIAVVIO DEL SISTEMA... 11 ACQUISIZIONE E VISUALIZZAZIONE DATI... 11 Acquisizione tramite cellulare... 11 Visualizzazione tramite web... 12 COMPONENTI... 12 SENSORE... 12 ARDUINO... 12 a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 2
OBIETTIVO Progettare e realizzare un sistema hardware e software in grado di: Monitorare il livello della vasca principale dell'acquedotto comunale di Saint-Marcel. I dati saranno disponibili su un sito internet creato ad hoc ( http://www.stmarcel.org) Nel caso in cui il livello della vasca risulti inferiore ad una soglia prefissata il sistema invierà messaggi di allarme tramite sms ed e-mail ai numeri memorizzati nel database (configurabile dal sito) Utilizzare sistemi affidabili ma di costo contenuto a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 3
SCHEMA GENERALE E DESCRIZIONE DEL FUNZIONAMENTO Come si vede dallo schema, all interno della vasca dell acquedotto sono presenti: Un sensore ad ultrasuoni in grado di fornire la distanza tra sé e il livello dell acqua. E stato scelto un sensore ad ultrasuoni in quanto è di facile installazione e non essendo a contatto con l acqua fornisce la massima garanzia dal punto di vista igienico. Una scheda elettronica ARDUINO UNO rev.3 con a bordo un microcontrollore che adeguatamente programmato è in grado di gestire il sensore, elaborare i dati ed inviarli via Internet al server web. Per il collegamento alla rete GSM e GPRS necessario per l invio/ricezione di SMS e per il collegamento Internet è stata installata sull Arduino lo Shield GSM. Una batteria a 12V per l alimentazione. Essendo questo progetto nato anche come studio di fattibilità e con l obiettivo di contenere i costi, per il momento viene utilizzato questo sistema di alimentazione. Una volta verificati i consumi reali si potrà optare per una soluzione diversa. L Arduino, ad intervalli regolari (la cui durata è data dal parametro di configurazione Frequenza di campionamento ) interroga il sensore per conoscere il livello dell acqua. Sempre ad intervalli regolari (la cui durata è data dal parametro di configurazione Frequenza di invio ) l Arduino invia i dati al server. I dati comprendono il Livello dell acqua e la quantità di carica della batteria. Nel caso in cui si verifica un allarme e non fosse possibile connettersi al server, l Arduino invia direttamente l SMS di allarme. a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 4
Il server web ha il compito di: Permettere all utente di impostare e inviare i parametri di configurazione del sistema Ricevere i dati dall Arduino e memorizzarli in un data base Avvisare l utente tramite SMS e/o email in caso di allarme Fornire un accesso ai dati via web L utente può impostare i parametri di funzionamento del sistema e accedere ai dati utilizzando il cellulare o collegandosi via internet al server. Per conoscere i dati disponibili in base al tipo di apparato utilizzato consultare le sezioni Impostazioni Parametri e Acquisizione e visualizzazione dei dati. INSTALLAZIONE INSTALLAZIONE SENSORE Il sensore va montato ad una distanza di almeno 30 cm dal livello massimo che raggiungerà l acqua, in pratica coincide con il livello di "troppopieno" della vasca e deve essere montato perpendicolarmente rispetto al livello dell acqua. COLLEGAMENTO SENSORE-ARDUINO Il sensore va collegato all'arduino seguendo lo schema riportato nella seguente tabella. Sensore Alimentazione Arduino Rosso (+) Pin 4 Nero (-) Gnd Abilitazione Bianco Pin 6 Seriale Giallo Pin 10 a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 5
COLLEGAMENTO CIRCUITO LIVELLO BATTERIA Il circuito per il controllo del livello della batteria va collegato seguendo lo schema riportato nella seguente tabella. Marrone Bianco-Marrone Arancione 12V Gnd Pin A0 dell Arduino ALIMENTAZIONE ARDUINO Tensioni di alimentazione: 12Vdc 1A Consumo medio 50 ma (variabile in base alla frequenza di campionamento del sensore e dell'invio dati) CONFIGURAZIONE PARAMETRI Affinché il sistema funzioni correttamente è necessario impostare i parametri di configurazione. La tabella seguente contiene l elenco dei parametri e il loro significato. Parametro Offset Frequenza di invio dati Frequenza di campionamento Significato E la distanza del sensore rispetto al livello di troppo pieno della vasca. Il valore deve essere espresso in millimetri. E l intervallo di tempo tra un invio dei dati al server e il successivo. Il valore deve essere espresso in minuti. E l intervallo di tempo tra una misurazione del livello e la successiva. Il valore deve essere espresso in secondi. a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 6
Soglia di allarme Altezza vasca E il livello sotto il quale il sistema invierà un segnale di allarme. Il valore deve essere espresso in millimetri. E la distanza tra il livello di troppo pieno della vasca e la condotta di uscita. Il valore deve essere espresso in millimetri. a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 7
IMPOSTAZIONE PARAMETRI I parametri possono essere impostati dalla pagina di configurazione sul web oppure inviando singoli sms al numero della SIM installata alla vasca. Pur avendo la possibilità di utilizzare entrambi i sistemi si consiglia di impostare i parametri via web. Impostazione tramite pagina di configurazione Portarsi sulla pagina di configurazione. Apparirà la seguente tabella. Nella parte in alto a sinistra è possibile impostare i nuovi parametri. Inserire il nuovo/i valore/i per il parametro/i che si desidera impostare e cliccare su Invia configurazione. Se non si inserisce un nuovo valore rimarrà impostato il valore attuale. Impostazione tramite SMS Per impostare i parametri via SMS inviare un messaggio che inizia con il carattere # seguito dalla lettera che identifica il parametro e da quattro cifre che rappresentano il valore da impostare. Parametro Messaggio da inviare Offset #C0000 a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 8
Frequenza di invio dati #D0000 Frequenza di campionamento #E0000 Soglia di allarme #F0000 Altezza vasca #G0000 Ad esempio per impostare il valore di 45 millimetri inviare: #C0045 Ad esempio per impostare il valore di 30 minuti inviare: #D0030 Ad esempio per impostare il valore di 10 minuti inviare: #E0600 Ad esempio per impostare il valore di 1 metro inviare: #F1000 Ad esempio per impostare il valore di 1 metro e mezzo inviare: #G1500 Suggerimento per l impostazione del parametro Offset Per impostare l offset conviene agire nel seguente modo: 1) Dopo aver installato fisicamente il sensore ed effettuato tutti i collegamenti avviare il sistema fornendogli l alimentazione. 2) Attendere un paio di minuti e poi inviare il seguente SMS: #B 3) Il sistema risponderà con un SMS che conterrà la distanza tra il sensore e il livello dell acqua (hoff in figura). 4) Misurare la distanza tra il livello dell acqua e il livello di troppo pieno (htp in figura) 5) Da questi due valori ricavare la distanza tra il sensore e il livello di troppo pieno. 6) Inviare il valore così calcolato utilizzando gli SMS o dalla pagina di configurazione. a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 9
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VERIFICA FUNZIONAMENTO Il sensore funziona correttamente se si accende il LED VERDE ogni volta che viene acquisita una misura (la durata del periodo viene stabilita dal parametro frequenza di campionamento). L'arduino ogni periodo di tempo invia dei dati al server (la durata del periodo viene stabilita dal parametro frequenza di invio). RIAVVIO DEL SISTEMA Nel caso in cui il sistema dovesse bloccarsi è necessario provvedere al suo riavvio. Per riavviare il sistema: 1. Staccare l'alimentazione 2. Attendere per almeno 20 secondi 3. Alimentare nuovamente il sistema ACQUISIZIONE E VISUALIZZAZIONE DATI ACQUISIZIONE TRAMITE CELLULARE Tramite cellulare è possibile conoscere la distanza misurata dal sensore e il livello dell acqua nella vasca. Per conoscere Istruzioni Livello 1. Inviare un messaggio contenente: #A 2. Attendere il messaggio di risposta Distanza 1. Inviare un messaggio contenente: #B 2. Attendere il messaggio di risposta a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 11
VISUALIZZAZIONE TRAMITE WEB Tutti i dati acquisiti vengono inviati via internet e memorizzati sul server web. Per accedere ai dati è sufficiente disporre di un collegamento ad Internet, ed utilizzare un browser (Chrome, Mozilla, Internet Explorer, ) per collegarsi al sito. La navigazione dovrebbe essere sufficientemente intuitiva e tale da non richiedere ulteriori informazioni. COMPONENTI In questa sezione vengono mostrati i componenti utilizzati. SENSORE Il sensore utilizzato è prodotto dalla MaxBotix inc. Codice: MB7369 HRXL-MaxSonar -WR ARDUINO La versione di Arduino utilizzata è: ARDUINO UNO rev.3 Per il collegamento Internet e l invio e ricezione SMS, sull Arduino è montata la: Arduino GSM Shield. a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 12