Terénní analyzátor elektrické vodivosti vody postavený na platformě Arduino

Bc. Jiří Schejbal

Master's thesis

Electric conductivity meter built on the Arduino basis

Abstract:

Diplomová práce má za cíl zhotovení zařízení umožňujícího měření elektrické vodivosti ve vodě, díky kterému lze poté pomocí naměřených hodnot analyzovat znečištění vody a odhadnout celkovou mineralizaci. Výhoda sestrojeného zařízení spočívá v platformě postavené na bázi mikropočítače Arduino a v následně propojených modulech, které umožňují další rozvoj funkcionalit. V první části je zpracována literární rešerše zaměřená na problematiku vody a její rozdělení, a to s důrazem na vody odpadní, jelikož obsahují vyšší množství znečišťujících látek a jsou hodnoceny dle několika parametrů, na základě kterých lze poté lépe porozumět elektrické konduktivitě z hlediska pozorování kvality vody a výpočtu TDS z této hodnoty. TDS (Total Dissolved Solids) je údaj, který sestrojené zařízení měří pomocí přidaného modulu ve vodě a který byl z experimentálních účelů prvně měřen v laboratorních podmínkách v různých roztocích. Pro aplikaci sestrojeného zařízení a měření TDS v terénu bylo vybráno několik lokalit na řece Dřevnici v okresu Zlín. Jelikož toto zařízení ukládá naměřená data na SD kartu ve formátu JSON a zaznamenává také GPS souřadnice, naměřenou teplotu a čas měření, byla pro účely této práce vyvinuta také webová aplikace v programovacím jazyce JavaScript, která poté umožnila zpracování naměřených dat ze všech roztoků a lokalit, a to především ve formě grafů. Naměřená a grafy znázorněná data jsou v práci poté popsána a diskutována. Práce je zakončena shrnutím všech měření a průměrně naměřenými hodnotami spolu s diskuzí ohledně efektivity sestrojeného zařízení.

Abstract:

The goal of this thesis is the creation of a device that measures electric conductivity of water, and then by using this data analyses the pollution of water and it’s overall mineralisation. The advantages of this device lie in the platform built on the microcomputer Arduino basis and in interconnected modules, which allow for further development of functionalities. The first part consists of literary research focused on the problematics of water and it’s parts with emphasis on wastewater, because it contains bigger quantity of polluting substances, and which are evaluated based on a few parameters, using which it is possible to better understand electric conductivity in terms of observing the quality of water and calculation of TDS from this data. TDS (Total Dissolved Solids) is data which the constructed device measures using an added module placed in water, and which was, for experimental purposes, first measured in laboratory conditions in various solutions. Several locations on the river Dřevnice in the district of Zlín were chosen for the usage of the constructed device and measuring of TDS out in the field. Because this device saves measured data, temperature, time of measurement and GPS coordinations, a web app was also made for the purpose of this thesis in the JavaScript programming language, which also made it possible to process the measured data from all solutions and locations, primarily in the form of graphs. The measured data, illustrated in graphs, is then described and discussed in the thesis. Finally, the thesis finishes with a summary of all measurements and average measured values together with a discussion regarding the effectivity of the constructed device.

Keywords

arduino, elektrická vodivost, tds, odpadní vody, znečištění, analýza vod

Keywords

wastewater, tds, water pollution, water analysis, arduino, electric conductivity

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: doc. Mgr. Milan Geršl, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / field:
Agricultural Specialization / Agroecology