Sensor Platform for Algae Growth and Water Temperature Monitoring

Abstract

En los depósitos de agua potable, las floraciones de algas pueden significar un crecimiento de cianobacterias que liberan toxinas nocivas perjudiciales para la vida acuática y la salud pública. La detección temprana de estas toxinas (mediante la detección de cianobacterias) es clave para controlar y detener el crecimiento de estas floraciones de algas, evitando así la contaminación del agua. La medición de parámetros del agua, como la temperatura, la acidez y la salinidad a distintas profundidades permite conocer la concentración de bacterias en ese depósito. Sin embargo, los procesos de medición actuales son costosos, inconvenientes y laboriosos, ya que solo se puede medir a lo largo de los bordes de los depósitos.

El objetivo del equipo es diseñar un prototipo de plataforma móvil que mejore el rango y la cantidad de datos recogidos durante un período de tiempo. La plataforma acuática móvil se trasladará por control remoto al lugar deseado del depósito, donde desplegará un sensor a una profundidad especificada por el usuario, y registrará y transmitirá inalámbricamente los datos.

El diseño final consiste en una plataforma alimentada por energía solar, un mecanismo del despliegue del sensor, y un sistema de control remoto que controla tanto el sistema de propulsión como el anterior mecanismo. Con el controlador remoto, el usuario controlará la velocidad y la dirección de la plataforma, así como a qué profundidad se desplegará el sensor. Un par de transceptores inalámbricos permiten al usuario enviar estos comandos y recibir datos del sensor en tiempo real, así como almacenar estos datos en una tarjeta SD. Un panel solar en la cubierta de la plataforma recarga las baterías a bordo y permite al cliente utilizarla durante largos períodos de tiempo. Este diseño ha preparado el camino para la creación de un dispositivo totalmente autónomo, alimentado con energía renovable.

In drinking water reservoirs, algal blooms can signify cyanobacterial growth which releases harmful toxins that are not only detrimental to aquatic life but also to public health. Early detection of these toxins (through the detection of cyanobacteria) is key in controlling and stopping the rapid growth of these algal blooms, thus preventing water contamination. Measuring water parameters, such as temperature, acidity, and salinity at varying depths give insight into the concentration of bacteria in that particular reservoir. However, current testing processes are costly, labor intensive, and inconvenient as data can only be measured along the edges of reservoirs.

The team objective is to design and test a prototype mobile platform that will improve the range and quantity of data collected over a period of time. The mobile aquatic platform will be moved via remote control to a desired location in the water reservoir, deploy a sensor to a depth specified by the operator, and record and transmit data.

The final design consists of a solar powered platform, a sensor deployment mechanism to reliably lower and retrieve a sensor, and a remote control system that controls the propulsion and sensor deployment mechanisms. With the controller, the user will control the speed and direction of the platform as well as to what depth the sensor will be deployed. A pair of wireless transceivers allow the user to send these commands and receive real-time data from the sensor and store this data into an SD card. A solar panel mounted on top of the platform recharges the batteries onboard and enables the customer to use the platform for extended periods of time. This design has paved the way for the creation of a fully autonomous, renewable-energy powered vessel in the future.