建立KnowFlow：自动水质监测器

来源：[url=https://www.dfrobot.com/blog-733.html]https://www.dfrobot.com/blog-733.html
我在上海和DFRobot一起工作了几个月，DFRobot是一家机器人和开源硬件提供公司，我们正在开发一个开源的自动水质监测设备，可以用于珠江的监测。
我在环保调查非政府组织有背景，但我在电子开发方面的知识非常有限。希望这份文件能帮助像我这样的人更容易理解和复制这样的工具。
KnowFlow是这个水质监测设备的名字，基于Arduino Uno。它可以自动监测水的5个参数：pH值、温度、溶解氧、电导率、ORP。
目前，KnowFlow由一个7.4V的锂电池供电，数据存储在SD卡中。现场测试将在另一份研究报告中描述。
除了DO由Atlas Scientific生产外，DFRobot生产了所有的电子组件（顺便说一下，所有的DFRobot产品都是开源的），我列出的大部分材料都是他们制造的。


中央控制单元：Arduino Uno（本例中为DFRobot Bluno）和扩展板（本例中为DFRobot Expansion Shield V7.1）
水传感器：pH值（pH探头和pH电路板）；EC探头和EC电路板；ORP探头和ORP电路板；温度探头和温度电路板；溶解氧探头、BNC和电路板；实时钟电路板
数据存储：Micro-SD模块，Micro SD卡
安装和固定：安装板，防水盒（200mm_150mm_75mm），防水接头
其他部件：电缆（电线），面包板，螺栓和螺母，螺丝，电池，双面胶带，写字带，小扳手，螺旋电缆包装
材料的尺寸、型号、图纸和其他规格可以在[url=https://docs.google.com/spreadsheets/d/1rwVUIwqTOvZiKi_0vdBPrXMIw2YB-nsFnhaVy5seE-M/edit?usp=sharing]google文档中找到。
软件
下载Arduino IDE
从[url=https://github.com/KnowFlow/KnowFlow_AWM]KnowFlow github下载Knowflow代码
在下载的文件中找到"WaterMonitor.ino"，用Arduino IDE打开它
连接你的Arduino Uno板，在菜单中选择"工具 - 板：Arduino Uno"，然后选择"端口 - /dev/cu.usb..."
点击"验证"，然后将软件"上传"到您的板子上。
硬件

我们需要将所有的传感器、MicroSD卡模块连接到Arduino，然后将其固定到板子和防水盒上，连接到电源。
熟悉Arduino的人可以直接阅读代码注释
1. 将电路板和其他模块连接到Arduino扩展板（I / O扩展板V7.1）
连接EC：将"橙红黑"电缆的一端插入EC电路板，另一端插入隔离模块的IN端口。将"蓝红黑"电缆的白色端插入隔离模块的OUT端口，黑色端插入模拟端口A1，注意颜色应该匹配。
连接pH：插 将"蓝-红-黑"线缆的白色端接到pH数据传输板上，黑色端接到A2端口。

连接pH：将"蓝-红-黑"线缆的白色端插入pH数据传输板，黑色端插入A2端口。

连接温度：将"绿-红-黑"线缆的白色端插入Plugable Terminal V2，黑色端插入Digital PortD5

连接溶解氧DO：溶解氧的连接较为复杂。使用四根线和面包板将DO连接到串口（连接原理是GND-GND，VCC-VCC，TX-RX，RX-TX）

注意！非常重要！每次重新上传程序到Arduino时，需要拔出Rx (0) Tx (1)线缆，上传后再重新插入。否则无法成功编程。
连接实时时钟（RTC）模块：将"蓝-绿-红-黑"线缆的白色端插入RTC，黑色端插入蓝色I2C接口（你可能需要包裹线缆以防其过长）
将MicroSD卡模块连接到蓝色SD卡插槽（注意方向）并插入Micro SD卡

太好了!!!所有传感器都已连接!
提示：你可以使用写字胶带标记不同的传感器以避免混淆，并分别包裹模拟线缆和DO线缆以避免混乱。
2. 将安装板放置到防水箱中
(安装板的图纸位于[url=https://github.com/KnowFlow/KnowFlow_AWM/blob/master/Hardware/Box_and_Plate.dwg]GitHub)
找到安装板，螺栓和螺丝，将六角柱安装到小孔中。尼龙柱安装在板的前面，螺母安装在反面。其中，4个Arduino固定孔需要6mm尼龙柱，其余部分需要4mm尼龙柱。你可以使用小扳手帮助紧固。

使用两个4mm螺丝固定防水盒中的板。(有些防水盒可能与右下角的柱冲突，在这种情况下可以移除)

3. 将电子组件附着到安装板上
由于DO模块安装较为困难，所以我们应该先安装它。(也可以通过焊接来安装)。在DO面包板下方贴上双面胶。将BNC接口从电路板通过孔，粘贴面包板。

固定Arduino Uno，放置Arduino扩展板。

将ORP电路板的BNC通过防水盒最右边的孔，用螺丝固定到安装板上，同样的方式安装EC和pH。

用胶带将两个隔离模块粘贴到安装板的右上角。

固定RTC

现在，只剩下温度模块。将防水连接器紧固到温度探头的圆孔出口。

然后，温度探头有一根裸线，接着是防水连接器盖和圆孔，

温度信号适配板前面有三个"门"。按下上面的按钮，"门"就会打开。将黄线插入A门，红线插入B门，黑线插入C门。插入后尝试分别拉出这三根线，以确保它们已经固定。

使用螺丝将温度信号适配板固定到板上，并将外壳上的防水连接器螺母拧紧。

盒子内部部分完成，现在连接电池进行测试，看看安装是否正确。如果灯亮了，那就说明电路正常。

关闭盒子并连接每个探头。

完成！

这个设备的现场测试将在另一篇研究笔记中记录。

此研究由[url=https://publiclab.org/profile/shanlter]shanlter进行，并发布在[url=https://publiclab.org/notes/shanlter/06-08-2017/knowflow-automatic-water-meter]publiclab.org上。