Democratizing Water Quality Science: An Open-Source, affordable, Real-Time, Portable Water Quality Assessment System
2025 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Demokratisering av Vattenkvalitet : Ett Open-Source Baserat, Billigt, Realtid Och Portabelt System För Bedömning Av Vattenkvalitet Med Hjälp Av Esp32 (Swedish)
Abstract [en]
Att säkerställa tillgång till rent och säkert vatten är en angelägen global fråga, särskilt i avlägsna och resurssvaga områden. Traditionella metoder för övervakning av vattenkvalitet bygger på laboratorieanalyser och kännetecknas av hög noggrannhet, men de är ofta kostsamma, tidskrävande och otillgängliga för många samhällen.
Denna studie syftar till att överbrygga detta gap genom att utveckla ett kostnadseffektivt, portabelt och öppen källkodsbaserat system för bedömning av vattenkvalitet, med hjälp av mikrokontrollern ESP32. Systemet kan mäta vattenparametrar – såsom pH, grumlighet, temperatur och totalt lösta ämnen (TDS) – i realtid och lagrar data lokalt på ett SD-kort för offlineanalys.
Vårt huvudsakliga mål är att demokratisera miljöövervakning genom att erbjuda ett tillförlitligt alternativ till dyr kommersiell utrustning. Systemet är utformat för enkel montering och kan användas av personer utan expertkunskap. Det utvecklades med en budget på under 150 dollar, med lättillgängliga komponenter och kalibrerade sensorer. Fälttester genomfördes vid flera platser i närheten av Vänersborg, Sverige, och resultaten visade god överensstämmelse med offentligt tillgängliga data från Miljödata MVM.
Till skillnad från befintliga lågkostnadssystem, som ofta saknar datalagringsfunktioner eller är beroende av molntjänster, möjliggör vår lösning insamling av data offline, vilket ökar användbarheten i landsbygdsområden. Design, hårdvaruscheman och källkod har publicerats som öppen källkod.
Vårt projekt syftar till att visa att prisvärd hårdvara och öppna verktyg kan hjälpa samhällen och individer att övervaka lokal vattenkvalitet, vilket gör det lättare att identifiera potentiella problem i ett tidigt skede.
Abstract [en]
Ensuring access to clean and safe water represents a pressing global issue, particularly in remote and resource-constrained regions. Traditional methodologies for monitoring water quality rely on laboratory analyses and are characterized by their accuracy, however, they are often expensive, time-consuming and inaccessible to numerous communities.
This study aims to bridge the gap by developing a cost-effective, portable, and open-source system for water quality assessment that utilizes the ESP32 microcontroller. The system is capable of measuring water parameters such as pH, turbidity, temperature and total dissolved solids (TDS) in real-time and stores the data locally on an SD card for offline analysis.
Our primary objective is to democratize environmental monitoring by providing a reliable alternative to expensive commercial equipment. The system is designed for straightforward assembly and can be operated by individuals without expert knowledge. It was developed on a budget of less than $150, employing readily available components and calibrated sensors. Field tests were conducted at several sites in the vicinity of Vänersborg, Sweden, and the results demonstrated consistency with publicly accessible data from Miljödata MVM.
In contrast to existing low-cost systems that often lack data storage capabilities or rely on cloud access, our solution enables offline data collection, thereby increasing its usability in rural areas. The design, hardware schematics and source code have been published as open-source materials.
Our project aims to demonstrate that affordable hardware and open-source tools can help communities and individuals monitor local water quality, making it easier to identify potential problems early on.
Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 28
Keywords [en]
Water Quality Monitoring, ESP32, Open-Source Hardware, Environmental Sustainability, Real-Time Sensing
Keywords [sv]
Vattenkvalitetsövervakning, ESP32, Öppen Källkod, Miljömässig Hållbarhet, Realtidsmätning
National Category
Computer Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hv:diva-24017Local ID: EHD500OAI: oai:DiVA.org:hv-24017DiVA, id: diva2:1992257
Subject / course
Computer engineering
Educational program
Datateknik - högskoleingenjör
Supervisors
Examiners
2025-09-032025-08-272025-09-30Bibliographically approved