Vesimittari Arduino Unolla: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tässä opetusohjelmassa opit kokoamaan oman DIY -vesianturin mittaamaan johtavuutta ja siten minkä tahansa nesteen saastumisastetta.

Vesimittari on suhteellisen yksinkertainen laite. Sen toiminta perustuu siihen tosiasiaan, että puhdas vesi ei itse asiassa kanna sähkövarausta kovin hyvin. Joten mitä me todella teemme tällä laitteella, arvioimme johtavien hiukkasten pitoisuutta, jotka kelluvat (enimmäkseen johtamattomassa) vedessä.

Vesi on hyvin harvoin vain sen kemiallisen peruskaavan summa: kaksi vetyatomia ja yksi happea. Tyypillisesti vesi on seos, joka sisältää myös muita siihen liuenneita aineita, mukaan lukien mineraalit, metallit ja suolat. Kemia, vesi on liuotin, muut aineet liukenevat aineet, ja yhdessä ne muodostavat liuoksen. Liuotetut aineet muodostavat ioneja: atomeja, jotka kuljettavat sähkövarausta. Nämä ionit siirtävät sähköä veden läpi. Siksi johtavuuden mittaaminen on hyvä tapa oppia kuinka puhdas (oikeasti, kuinka epäpuhdas) vesinäyte voi olla: mitä enemmän tavaraa liukenee vetiseen liuokseen, sitä nopeammin sähkö kulkee sen läpi.

Tarvikkeet

• 1x Arduino Uno -levy
• 1x 5x7cm PCB
• 1x Alustan kiinnitystappi Kiinteä johdin
• 1x 10kOhm vastus
• uros otsikot nauhat arduino

Vaihe 1: Kokoa anturi

Video kokoonpanoprosessista löytyy täältä.

Juotos naarasliitin (noin 10 nastaa) PCB: lle.

Varo, että yksi nasta täytyy mennä GND: hen arduino -kortilla, toinen A5: een ja kolmas A0: een. Tartu 10 kOhm: n vastukseen. Juotos toinen pää otsikkotappiin, joka menee arduino -kortin GND: hen, ja vastuksen toinen pää otsikkotappiin, joka päättyy arduino -levyn A0: een. Tällä tavalla vastus luo pohjimmiltaan sillan GND: n ja A0: n välillä arduino -kortilla.

Tartu kahteen kiinteään ydinlankaan (noin 30 cm pitkä) ja kuori kummankin osan molemmat päät. Juotos ensimmäisen johdon toinen pää otsikkotappiin, joka päättyy kohtaan A5; juota toisen lankakappaleen toinen pää otsikkotappiin, joka päättyy kohtaan A0 arduino -kortilla.

Kytke kiinteän johdon kappaleiden muut päät sidontaputkeen. Toinen pää menee pylvään punaiseen osaan ja toinen pää sitomapisteen mustaan osaan.

Leikkaa nyt kaksi kappaletta kiinteää ydinlankaa (noin 10 cm pitkät) ja kuori kummankin langan molemmat päät. Liitä jokaisen lankakappaleen toinen pää sidontatangon metallipäätyihin. Kiinnitä kiinteä lanka paikalleen ruuveilla. Kierrä toiset päät.

Kokeile lopuksi PCB: n asettamista arduino -kortille ja varmista, että yksi nasta menee GND: hen, toinen A0: een ja kolmas nasta A5: een.

Vaihe 2: Ohjelmoi Arduino Board

Jotta vesianturi toimisi, sinun on ladattava tietty ohjelma arduino uno -levylle.

Tässä on luonnos, joka sinun on ladattava:

/* Vedenjohtavuuden monitoriluonnos Arduino -laitteelle, joka mittaa veden sähkönjohtavuutta. Tämä esimerkkikoodi perustuu julkisessa verkkotunnuksessa olevaan esimerkkikoodiin. */ const float ArduinoVoltage = 5,00; // MUUTA TÄMÄ 3.3v Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; const float resistorValue = 10000,0; int kynnys = 3; int inputPin = A0; int ouputPin = A5; void setup () {Serial.begin (9600); pinMode (ouputPin, OUTPUT); pinMode (inputPin, INPUT); } void loop () {int analogValue = 0; int oldAnalogValue = 1000; float returnVoltage = 0,0; kelluvuusvastus = 0,0; kaksinkertainen Siemens; kelluva TDS = 0,0; while ((((oldAnalogValue-analogValue)> kynnys) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("Oletko varma, että tämä ei ole metallia?"); delay (5000);}

Koko koodi löytyy myös täältä.

Vaihe 3: Vesimittarin käyttö

Kun olet ladannut koodin, kasta vesimittarin kaksi kiharaa päätä nesteeseen ja avaa sarjamonitori.

Sinun pitäisi saada mittapään lukemat, jotka antavat sinulle karkean käsityksen nesteen kestävyydestä ja siten sen johtavuudesta.

Voit helposti testata, toimiiko anturi oikein, vain yhdistämällä kaksi kiharaa päätä metallipalaan. Jos sarjamittari palauttaa seuraavan viestin: "Oletko varma, että tämä ei ole metallia?", Voit olla varma, että anturi antaa sinulle tarkat lukemat.

Hanaveden johtavuuden pitäisi olla noin 60 mikrosiemensiä.

Yritä nyt lisätä astianpesuainetta veteen ja katso mitä lukemia saat.

Tällä kertaa nesteen johtavuus nousee noin 170 mikrosiemensiin.

Vaihe 4: Veden saastuminen

Vedenjohtavuuden ja veden saastumisen välillä on suora yhteys. Koska johtavuus on osoitus veteen liuenneiden vieraiden aineiden määrästä, tästä seuraa, että mitä johtavampi neste on, sitä saastuneempi se on.

Veden pilaantumisen seuraukset ovat monin tavoin kielteisiä. Yksi esimerkki liittyy käsitteeseen pintajännitys.

Napaisuutensa vuoksi vesimolekyylit vetävät toisiaan voimakkaasti puoleensa, mikä antaa vedelle suuren pintajännityksen. Veden pinnalla olevat molekyylit”tarttuvat yhteen” muodostaen vedessä”ihotyypin”, joka on riittävän vahva tukemaan hyvin kevyitä esineitä. Vedessä kävelevät hyönteiset hyödyntävät tätä pintajännitystä. Pintajännitys saa veden kerääntymään tippoihin sen sijaan, että se leviäisi ohueksi kerrokseksi. Se sallii myös veden liikkua kasvien juurien ja varren sekä kehon pienimpien verisuonten läpi - kun yksi molekyyli liikkuu puun juurista ylöspäin tai kapillaarin läpi, se "vetää" muita mukanaan.

Kuitenkin, kun vieraat aineet (esim. Astianpesuaine) liuotetaan veteen, tämä muuttaa veden pintajännitystä kokonaan aiheuttaen useita ongelmia.

Yksi kokeilu, jonka voit suorittaa kotona, auttaa havainnollistamaan pintajännitystä ja veden saastuttamisen seurauksia.

Ota paperiliitin ja laske se varovasti kulhoon, joka on täynnä vettä. Paperiliittimen tulee sitten pysyä pinnalla ja kellua.

Jos vesipulloon kuitenkin lisätään yksi tippa astianpesuainetta tai muuta kemikaalia, paperiliitin vajoaa välittömästi.

Analogia tässä on paperiliittimen ja niiden hyönteisten välillä, jotka hyödyntävät veden pintajännitystä kävelläkseen sen päällä. Kun vieraita aineita johdetaan vesisäiliöön (olipa kyseessä järvi, puro jne.), Pintajännitys muuttuu, eivätkä nämä hyönteiset enää pysty kellumaan pinnalla. Lopulta tämä vaikuttaa heidän elinkaarensa.

Voit katsoa videon kokeesta täältä.