Bilag 2: Prisbillig sensorsystem til monitering af overløbsbygværker Manglende monitering af overløbsbygværker er ofte en betydelig barriere for systematisk estimering af overløbsvandføring og for aflastet volumen fra fælleskloaker. Ældre overløbsbygværker er ofte placerede afsides i systemet med begrænset eller ingen adgang til både strøm og datakommunikation. Omkostningen til etablering af faste, kablede forbindelser til strøm og data til afsidesliggende overløbsbygværker kan være betydelige. Dette er den primære motivation for, at der, i regi af dette VTUF-projekt, er udviklet et prisbilligt sensorsystem, som er målrettet monitering af aflastning fra overløbsbygværker uden selvstændig strøm- og dataforbindelse. Målet med det udviklede sensorsystem er at demonstrere Proof of concept. Moniterede overløbsbygværker er i dag ofte kun udstyret med simple overløbssensorer, som er i stand til at registrere om bygværket er i overløb eller ej. Denne form for måling er naturligvis værdifuld når man ønsker at vide antallet og varigheden af aflastningerne. Men er ønsket at kvantificere overløbsmængden, er potentialet begrænset for sådanne simple overløbssensorer. Det har således også været vigtigt, at det udviklede sensorsystem har de bedste muligheder for at kunne bruges til at kvantificere overløbsvandmængderne så præcist som muligt. Sensorsystemet skal primært måle en repræsentativ vandstand i bygværket, således at aflastningsvandføringen efterfølgende kan beregnes. Det er vigtigt at pointere, at selv om systemet er installeret og testet på overløbsbygværket på Viby renseanlæg, er denne lokalitet primært tænkt som et case study, da dette overløbsbygværk i forvejen er forholdsvist godt moniteret, hvilket giver gode muligheder for at validere systemet. Sensorsystemet er således ikke udviklet til specifikt at monitere overløbsbygværket på Viby renseanlæg, men er udviklet som et generelt system, der kan tilpasses til et hvilket som helst overløbsbygværk. Som beskrevet i Bilag 3, har sensorsystemets målinger i testperioden også bidraget til forståelsen af overløbsbygværket på Viby renseanlæg og har påvist, at overløbsbygværkets egen vandstandsmåler har en betydelig bias ved høje vandstande. Sensorsystemets opbygning og funktionalitet Som udgangspunkt, er systemet ikke i stand til at levere information, som ikke kan indhentes på mere traditionel vis. Udviklingen af systemet har været fokuseret på, at systemet skulle være anvendelig i et hvilket som helst overløbsbygværk. Desuden skal det være let at installere, kræve minimal vedligeholdelse samt være uafhængig af kablede forbindelser til fast el og SRO. Til dette formål er der formuleret følgende overordnede funktionskrav for sensorsystemet: Systemet skal have et så lavt energiforbrug, at det er uafhængigt af en fast strømforbindelse, så det om nødvendigt kan drives af en solcelle og akkumulator. Systemet skal have mulighed for at fungere online uden kablet dataforbindelse. Dvs. at det skal være muligt at udbygge systemet med trådløs data-forbindelse via f.eks. GSMnetværket. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 1 af 12
Systemet må ikke stille særlige krav til installationen i overløbsbygværket. Dvs. det skal være muligt at installere systemets sensorer i overløbsbygværket uden, at det kræver omkostningstunge modifikationer af selve overløbsbygværket. Systemet må ikke indeholde mekaniske og bevægelige dele og bør ikke være i kontakt med vandet i bygværket. Systemet skal være et multisensorsystem, som kan håndtere flere sensorer på samme tid. I komplekse overløbsbygværker, kan det være nødvendigt at monitere sensorer forskellige steder i overløbsbygværket for at få information nok til at estimere overløbsvandmængderne under alle relevante hydrauliske situationer. Et multisensorsystem muliggør desuden krydsvalidering af sensorerne, hvorved det er muligt at detektere eventuelt fejlende sensorer. Systemet skal være økonomisk overkommeligt. Det er vigtigt, at systemets kostpris er lav, da det muliggør en større udbredelse. Som det fremgår af de ovenstående punkter, skal systemet som helhed være økonomisk attraktivt. Sensorsystemet skal udover at være billigt og ukompliceret at installere også være let at drive, samtidig med at systemet skal så vidt muligt - være baseret på standard komponenter, der ikke skal specialfremstiles til formålet. Med udgangspunkt i det opstillede funktionskrav er installation af deciderede flow-målere, som kan måle overløbsvandføring i enten fyldte eller delfyldte udløbsledninger ikke en reel mulighed. En sådan sensor vil naturligvis kunne levere præcise målinger af overløbsmængderne, men vil med stor sandsynlighed kræve radikale modifikationer af allerede eksisterende overløbsbygværker, med mindre flow-målerens placering allerede er tænkt ind i designet af overløbsbygværket i projekteringsfasen. På baggrund af ovenstående er det valgt at opbygge sensorsystemet omkring vandstandsmålinger i overløbsbygværket. Som det er beskrevet og dokumenteret i Bilag 3, kan vandstandsmålinger effektivt fungere som det drivende input til en softwaresensor, der kan estimere overløbsvandmængden på baggrund af relationen mellem vandstand og overløbsvandføring. Denne relation er betinget af overløbsbygværket specifikke udformning og kan være baseret på simple standardiserede Q-h-relationer fra litteraturen eller (hvis nødvendigt) avancerede relationer udledt af 3-dimensionelle hydrauliske beregninger for det specifikke overløbsbygværk. Systemets sensorer Vandstande kan måles ved hjælp af forskellige måleprincipper, men det er valgt at basere sensorsystemet på ultralydsmålinger. Fordelen ved dette sensorprincip er, at vandstanden estimeres uden direkte kontakt med vandet i bygværket. Dette betyder, at sensoren ikke nødvendigvis skal kunne modstå det aggressive miljø, som der er i opspædede spildevand. Ligeledes undgås at snavs, skidt og andet affald, som transporteres med spildevandet, bliver fanget og akkumuleres omkring sensoren. Sensorer, som ikke er i kontakt med spildevandet, kræver generelt langt mindre vedligeholdelse, hvilket er en stor fordel i forhold til dette sensorsystem. Ultralydssensoren som er anvendt er af typen HRLV-MaxSonar -EZ0, da denne sensor udmærker sig ved at kunne detektere afstande på 0,3 m til 5,0 m fra sensoren med en opløsning på 1 mm. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 2 af 12
Prisen for sensoren er ca. 300 kr., hvilket kun er en brøkdel af mange andre ultralydssensorer. Herudover er strømforbruget lavt, og sensoren understøtter en række forskellige output. Figur 1 viser ultralydssensoren med tilhørende specifikationer. Figur 1: HRLV-MaxSonar -EZ0 med tilhørende specifikationer. HRLV-MaxSonar -EZ0 Frekvens 42kHz Minimum afstand 0,30 m Maksimum afstand 5,00 m Opløsning 0,001 m Sensor output Analog, Seriel (RS232 og TTL), PWM Strømforbrug 3,1 ma Sensoren leveres in bulk, hvilket betyder, at den er klar til direkte at blive indbygget i et hvilket som helst relevant system. Omvendt betyder det også, at sensorens elektroniske komponenter er eksponerede, hvilket har betydet, at det har været nødvendigt at indstøbe sensoren i epoxy for at gøre den modstandsdygtig over for vind og vejr. Til dette formål er der udviklet et sensorcover, som sensorerne kan indstøbes i. Sensorcoveret har to funktioner: at fungere som beholder under selve indstøbningen og at coverets flade bagside fungerer som fæstningsflade, når sensoren installeres i overløbsbygværket. Figur 2 viser en 3D-model af sensorcoveret og en ultralydssensor, som er blevet indstøbt i klar epoxy. Selve indstøbningen foretages ganske simpelt: sensoren monteres på det ønskede signalkabel og placeres i sensorcoveret. Herefter hældes epoxyblandingen over, som hærder i løbet af nogle timer. Det er vigtigt at begrænse mængden af epoxy, således at den ikke siver ind på membranen der genererer ultralyden. Figur 2: (Venstre) 3d-model af sensorens indstøbningscover. (Højre) sensor som er blevet indstøbt Sensorcoverne er blevet 3D-printet i ABS-plast ud fra den konstruerede 3D-model, hvilket er den suverænt hurtigste måde at producere sådanne emner på. Når der er tale om et begrænset antal, er dette også den billigste metode. ABS-plast er generelt et meget modstandsdygtig plastmateriale, som tåler selv meget aggressive miljøer. Materialeomkostningen beløber sig til ca. 40 kr. pr. cover, når de 3D-printes. Sprøjtestøbes emnerne i stedet, vil stykprisen kun være en brøkdel. Til gengæld vil omkostningen til sprøjtestøbeværktøjet (støbeformen) være betydelig. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 3 af 12
Sensorsystemets opbygning Sensorsystemet består udover selve sensorerne af en række komponenter. Systemet er skematisk skitseret i Figur 3. Systemet strømforsynes af et solcellepanel. Men i og med, at systemet også skal være i stand til at monitere overløbsbygværket om natten og når det er overskyet, kombineres solpanelet med den akkumulation i form af et blybatteri. På denne måde oplades batteriet, når systemet forbruger mindre strøm end solpanelet producerer. Omvendt bruger systemet strøm fra akkumulatoren, når der ikke er sollys til at producere elektricitet. Solpanelet har et areal på 0,135 m 2 og har en maksimal effekt på seks watt. Omstilling mellem opladning af og til forbrug fra akkumulatoren styres automatisk af en lade-regulator. Denne regulator sørger for, at batteriet oplades, når forholdene er til det uden at det overoplades. Samtidigt sørger lade-regulatoren også for, at tilkoblet udstyr ikke kan aflade akkumulatoren helt, hvis der i længere periode netto-set ikke er sollys nok til at holde systemet kørende. Fuld afladning af akkumulatoren kan forårsage permanente skader på blybatteriet, hvorfor det bør undgås. Det skal dog nævnes, at solpanelet under hele systemets testperiode var i stand til at holde systemet kørende. Solpanel Overløbsbygværk Lade-regulator Mikrocontroller - Sensorstyrring - Dataopsamling - Datakommunikation Ultralydssensorer Akkumulator Figur 3: Principskitse over sensorsystemet Hjertet og hjernen i systemet er mikrokontrolleren, som har til formål at varetage en række opgaver: Sensorstyring: Ultralydssensorerne anvender alle den samme frekvens for deres måling. Dette betyder, at hvis ultralydssensorerne udsender signal på samme tid, er der stor chance for, at de vil interferere med hinanden. Dette kan potentielt medføre meget støjfyldte målinger og heraf forringet datakvalitet. Systemets sensorer skal opereres sekventielt, således at kun en enkelt sensor er aktiv ad gangen. Sensoraflæsning og processering af sensorsignalet: Sensorens output skal naturligvis læses og alt efter outputtets type skal det læste signal bearbejdes. Når hver sensor aktiveres er der en kort opvarmningsfase på ca. 200-300 ms, hvor sensorens signal ikke er pålideligt. Disse data skal frasorteres og de efterfølgende målinger skal mildes og omregnes til en afstand. Det er valgt at anvende PWM-outputtet (Pulse Width Modulation) fra ultralydssensorerne, da dette signal er mere præcist end det analoge output og kan aflæses hurtigere end det serielle output. Dette betyder, at Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 4 af 12
mikrokontrolleren modtager en serie pulser fra sensoren, hvis pulsbredde i µs skal omregnes til en afstand i mm. Den specifikke samplingsstrategi er beskrevet nærmere i det følgende afsnit. Logge sensorenes data: Når sensorsignalerne er bearbejdet, skal de naturligvis arkiveres med dertilhørende tidsangivelse. Dette betyder, at mikrokontrolleren skal vide hvad klokken er og skrive informationerne til en fil i et anvendeligt filformat. Data gemmes på et SD-kort, som løbende kan udskiftes. Datakommunikation: Mikrokontrolleren er også enheden, som skal stå for datakommunikationen med omverdenen, således at de målte og bearbejdede data er tilgængelige i realtid. Denne del af systemet er dog ikke essentiel for proof of concept, da det i testperioden ikke har været nødvendigt med realtids-adgang til data. Det har dog været vigtigt i valget af mikrokontroller-platform, at platformen understøtter datakommunikation over GSMnetværket samt kablet forbindelse. Generelt er det naturligvis vigtigt, at de listede opgaver kan varetages ved et meget lavt strømforbrug, da systemet skal kunne drives af solens lys. Dette har betydet, at det reelt ikke har været en mulighed at anvende en regulær computer med styresystem som f.eks. Windows eller Linux, da dette vil bruge alt for meget strøm. Flere mikrokontroller-platforme er i stand til at varetage de listede opgaver, men det er valgt at basere systemet på Arduinos platform, som igen baserer sig på Atmels ATmega328 mikrokontroller. Fordelen ved Arduinos platform er, at hvert arduino board er helt funktionsdygtigt med både analoge og digitale ind- og udgange samt USB-interface til programmering af mikrokontrolleren. Softwaren der kræves til programmeringen af mikrocontrolleren er i øvrigt frit tilgængeligt. Der findes forskellige grund-boards med forskellig fysisk størrelse og antal in- og output kanaler, hvoraf Arduino UNO er valgt til dette system. Figur 4 viser en Arduion Uno med tilhørende uddrag af specifikationer. Prisen for et ground-board er ca. 200 kr. Figur 4: Arduino Uno med tilhørende specifikationer Arduino Uno Mikrokontroller Præcision Clock speed Antal analoge kanaler Antal digitale kanaler Forsyningsspænding Strømforbrug (i drift) ATmega328 8-bit 16 MHz 6 stk. 14 stk. 6-20V (7-12V anbefales) Ca. 60mA En anden væsentlig fordel ved Arduino er, at det er en modulær platform, hvilket betyder, at der er udviklet en række moduler (shields) med forskellige funktionaliteter, som kan kobles sammen med Arduinos grund-board alt efter behov. Dette betyder ved en kombination af en Arduino Uno med et par shields opnås en samlet mikrokontroller-enhed som kan varetage de nødvendige opgaver. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 5 af 12
Til systemet der anvendes til overløbsbygværket på Viby renseanlæg, er det valgt at kombinere Arduino Uno med et data-logger modul, hvorved det er muligt at lagre sensorenes data lokalt. Systemet er således ikke færdigudviklet med realtids adgang over internet. Ønskes denne funktionalitet, er der imidlertid ingen tekniske forhindringer for dette, da det blot vil kræver tilføjelsen af et GSM-modul til Arduino-enheden. Ved at anvende standardiserede Arduino-baserede moduler til mikrokontroller-enheden sikres det, at det udviklede system er generisk og skalerbart. Dette betyder, at hvis det f.eks. ønskes at tilkoble flere eller andre sensorer, er det relativt simpelt at inkludere disse sensorer i systemet. Systemet er i dets opbygning ikke begrænset til ultralydsmålinger, men kan let adapteres og udvides til f.eks. tryk og temperaturmålinger, hvis det bliver relevant. Med det valgte Arduino Uno-board er systemet udviklet til at kunne operere seks ultralydssensorer samtidigt. Dette vurderes at være mere end rigeligt for langt de fleste overløbsbygværker, men skulle seks sensorer mod forventning ikke være nok, kan Arduino Uno-boardet erstattes af et Arduino Mega-board, hvor det i stedet vil være muligt at tilkoble op til 16 ultralydssensorer på én gang. Datasamplingsstrategi Som beskrevet er der stor chance for interferens mellem ultralydssensorerne, hvis de er aktive på samme tid, da de benytter den samme frekvens (42 khz). Der er derfor udviklet en samplingsstrategi, som sikrer: (1) at kun én sensor er aktiv ad gangen og (2) at målingerne tilnærmelsesvist kan betragtes som tidslige integrerede middel-observationer. Samplingsstrategien er konstrueret som en uendelig cyklus, der aktiverer og aflæser hver ultralydssensor én efter én i en kontinuerlig løkke. Når en sensor aktiveres, afventer systemet 300mS, for at sikre at sensorsignalet er pålideligt, hvorefter der foretages 10 målinger, hvilket i alt tager lidt over et sekund. Herefter deaktiveres sensoren igen og den næste sensor aktiveres, aflæses og så fremdeles. Når den sidste sensor i rækken er aflæst, starter proceduren forfra. For hvert minut beregnes gennemsnittet af målingerne for hver sensor, og gennemsnittet for hver sensor skrives til arkivet med det tilhørende tidsstempel. På denne måde opnås en tilnærmet tidslig integreret måling med et minut tidsligopløsning. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 6 af 12
Installation af sensorsystemet i overløbsbygværket på Viby renseanlæg Sensorsystemet er demonstreret med overløbsbygværket på Viby renseanlæg som et eksempel. Installationen er vist gennem billedserien på Figur 5. Som illustreret er solcellepanelet, akkumulator, lade-regulator og mikrocontroller-enhed alle sammen samlet i én integreret enhed. Herfra er der trukket signalkabler frem til hver af de 4 ultralydssensorer, som er monteret på undersiden af betondækket, som overdækker overløbsbygværket. 1 2 3 4 Figur 5: Installation af sensorsystemet i overløbsbygværket på Viby renseanlæg. (1) Samlet enhed med solcellepanel hvorunder, akkumulator, lade-regulator og mikrokontroller-enhed er samlet i samme regntætte boks. (2) Kabler trækkes til ultralydssensorerne. (3) De enkelte sensorer (i alt 4 stk.) monteres i overløbsbygværket ved at epoxylime dem op på undersiden af betondækket som overdækker indløbskanalen. (4) Færdig monteret ultralydssensor. Montagen af de fire ultralydssensorer blev foretaget hurtigt, enkelt og effektivt ved at lime dem fast til betondækket med tokomponent epoxylim. Installationen af systemet blev foretaget den 5. februar 2015 og, som sneen på billederne i Figur 5 indikerer, var det en forholdsvis kold dag. Den lave temperatur bevirkede, at epoxylimen hærdede langsommere end producenten foreskriver, men det var alligevel kun nødvendigt at fastholde sensorerne i ca. 10 minutter inden limen var hærdet så meget, at sensoren kunne slippes. Foretages monteringen ved højere temperaturer, vurderes det, at 2-4 minutters fastholdelse er nok. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 7 af 12
US 3 US 4 US 1 US 2 Figur 6: Ultralydssensorernes placering i overløbsbygværket. Figur 6 illustrerer ultralydssensorernes placering i overløbsbygværket. Det har ikke været muligt at tage et foto, hvor det både var muligt at se de forholdsvist små sensorer på én gang. Derfor er det i stedet valgt at skitsere sensorernes placering på 3-d modellen i Figur 6. 3 af de i alt fire sensorer (US 1, US 2 og US 4) er alle placeret over selve indløbskanalen i overløbsbygværket. Den sidste sensor (US 3) er placeret, således at den permanent måler afstanden til den øverste overløbskant i bygværket. Denne placering er valgt af to årsager: (1) ved at måle afstanden til den øverste overløbskant kan systemet med høj præcision fortælle om der er overløb over den øverste kant eller ej. (2) ultralydsmålingerne er i sagens natur afhængig af lydens udbredelseshastighed, som igen varierer med luftens temperatur og fugtighed. Ved at placere US 3 så denne sensor permanent måler afstanden til den øverste overløbskant, er det muligt at korrigere de øvrige sensorer for variationer i lydens udbredelseshastighed, uden det er nødvendigt at kende luftens temperatur og fugtighed som målingerne er foretaget under. Den praktiske implementering af den korrektion er beskrevet nærmere i Bilag 3, hvor det også er demonstreret hvordan sensorsystemets ultralydsmålinger kan implementeres i en softwaresensor, der estimerer overløbsvandmængderne fra bygværket. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 8 af 12
Dataeksempler fra sensorsystemets testperiode Sensorsystemet blev testet i en periode af ca. 4 måneder fra den 5. februar 2015 til den 4. juni 2015. Figur 7 viser et eksempel på en datafil fra sensorsystemet den 17. maj 2015. Som det fremgår af figuren, er dataene i filen formaterede i det standardiserede CSV-format. Første kolonne indeholder tidsstempel, hvorefter de resterende kolonner indeholder de enkeltes sensors tidslige integrerede afstandsestimat i rækkefølgen US 1, US 2, US 3 og US 4. Det kan konstateres, at der ikke er meget variation i observationerne, og det kan ses, at US 3 meget konstant måler afstanden til den øverste overløbskant til at være ca. 92 cm. Dataene som genereres er afstanden fra sensorerne til vandoverfalden i overløbsbygværket samt afstanden fra US 3 til den øverste overløbskant. Dataene skal således refereres til DVR90 inden de udtrykker vandstanden i bygværket. Figur 7: Eksempel på datafil fra overløbssensor-systemet Figur 8 viser to tidsserier, som begge er af to døgns varighed. Det øverste tidsserie fra den 27-28. februar 2015 viser en situation, hvor der i to kortere perioder er overløb over den nederste overløbskant i bygværket. Herudover viser denne periode også, at indløbet til renseanlægget har en periodisk variation, når tilløbsvandføringen er lav. Dette skyldes sandsynligvis en pumpestation opstrøms i oplandet. Generelt kan det ses, at de 3 sensorer som måler afstanden til vandoverfladen i bygværket giver ens estimater. Dog ses det, at US 1 generelt måler lidt højere vandstande end de to øvrige (ca. 2 cm). Dette skyldes sandsynligvis, at betondækket, som sensorerne er monteret på, ikke har præcis samme tykkelse over hele bygværket. Dette betyder naturligvis, at referencen ikke er ens for sensorerne. Dette kan der dog let korrigeres for ved simple inter-kalibrering, som demonstreret i Bilag 3. Den sidste kuriositet som observeres i dataene er, at der ved de laveste vandføringer optræder korte perioder med støj i målingerne, samt at målingen fra US 4 flader helt Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 9 af 12
ud i korte perioder. Dette skyldes, at ved så lave vandstande blotlægges en skrå banket i bunden af overløbsbygværket, hvilket bevirker at ultralydssignalet ikke reflekteres direkte tilbage mod sensoren. Dette fænomen vurderes dog ikke for problematisk, da det kun optræder i situationer hvor der med sikkerhed ikke er overløb. Figur 8: Eksempler på to 2-døgns dataperioder: (Øverst) fra den 27.-28. februar 2015. (Nederst) fra den 5.-6. maj 2015. Den nederste tidsserie i Figur 8 illustrerer en periode fra den 5.-6. maj 2015, hvor der i to tilfælde også er overløb over den øverste overløbskant. Dette ses tydeligt af US 3, da den ellers meget konstante måling på ca. 92 cm falder i de to perioder. Det er endvidere bemærkelsesværdigt at se den kraftige dynamik i vandstanden, hvor vandstanden hurtigt stiger og falder igen. Sensorsystemet har vist sig at være særdeles stabilt. I løbet af den 4-måneders testperiode har der ikke været udfald, hvilket må konstateres at være særdeles tilfredsstillende. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 10 af 12
Økonomi Et mål med sensorsystemet var at udvikle et system, som kunne bygges med lave omkostninger. For at demonstrere at dette er lykkedes, er det foretaget en overslagsberegning af systemets materialeomkostninger. Dette overslag vil naturligvis ikke svare til systemets købspris i situationen, hvor systemet er blevet kommercialiseret. Men den lave materialeomkostning, som overslagsberegningen viser, illustrerer udmærket, at der er et konkurrencedygtigt kommercielt potentiale i det udviklede sensorsystem. Materialeomkostningerne er præsenteret i Tabel 1 og tager udgangspunkt i det setup, som har været demonstreret på overløbsbygværket på Viby renseanlæg med i alt 4 sensorer. I prisoverslaget er dog også medtaget materialeudgifter til GSM-kommunikation, selv om det ikke var en del af demonstrerede sensorsystem. Tabel 1: Prisoverslag over sensorsystemets materialeomkostning inkl. moms. Alle angivne priser er afrundede ca. priser. Strømforsyning: Solcellepanel 6 w Akkumulator 12 V 45Ah Lade regulator Mikrokontroller-enhed: Arduino UNO Datalogger modul inkl. SD-kort GSM modul til datakommunikation: Sensorer Ultralydssensorer Sensorcover (3d-printet Indstøbningsepoxy Andet: Kabler Regntæt boks Div. (Lim, skruer, strips mm.) I alt: 250 kr. 500 kr. 150 kr. 200 kr. 250 kr. 1.000 kr. 4 stk. à 300 kr. 4 stk. à 40 kr. 150 kr. 500 kr. 150 kr. 100 kr. 4.600 kr. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 11 af 12
Konklusion Der er i forbindelse med nærværende VTUP-projekt blevet udviklet et prisbilligt sensorsystem, som er i stand til at monitere afsidesliggende overløbsbygværker, som ikke har kablede forbindelser til strøm og datakommunikation. Systemet har i en periode af 4 måneder været i test på overløbsbygværket på Viby renseanlæg, hvor systemet har registreret indløbssituationer til renseanlægget med overløb over nederste overløbskant, overløb over øverste overløbskant samt den hyppigste situation uden overløb. Sensorsystemet konkluderes at være meget stabilt, da systemets oppetid i testperioden var 100%. Dette betragtes som meget tilfredsstillende. Det konkluderes, at det udviklede system, med succes, demonstrerer, at det er muligt at udvikle et prisbilligt system, som er i stand til at levere de nødvendige data i høj kvalitet, hvorudfra softwaresensorer kan estimere og monitere overløbsvandmængderne fra afsidesliggende bygværker. Michael R. Rasmussen, mr@civil.aau.dk Jesper Ellerbæk Nielsen, jen@civil.aau.dk Side 12 af 12