Arduino Chemistry Probe Kit - Lämpötila ja johtavuus: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Kemiaopettaja, jonka kanssa työskentelen, halusi antaa oppilailleen rakentaa anturisarjan johtavuuden ja lämpötilan testaamiseksi. Otimme muutamia erilaisia hankkeita ja resursseja ja yhdistin ne yhdeksi projektiksi. Yhdistimme LCD -projektin, johtavuusanturin ja lämpötila -anturin.

Kuvassa on lopputuote.

Vaihe 1: Tarvikkeet

Tarvitset:

• Arduino Uno (käytin Sparkfun Inventors Kit)
• Leipälauta
• Hyppyjohdot
• Alligator Clip -johdot
• 10K ohmin vastus (x2)
• LCD -näyttö
• Lämpötila -anturi (DS18B20)
• Johtavuusanturi (DIY -versio vaiheessa 6)
• Sähköteippi
• Juotin
• Juottaa
• Langanleikkuri/stripperi
• Pihdit

Vaihe 2: Kytkentäkaavio

Jotta voisin tehdä suunnitelman, jota oppilaat voisivat noudattaa, minun on opittava tekemään kytkentäkaavio. Käytin ohjelmistoa nimeltä Fritzing.

Vaihe 3: Rakenna LCD -piiri

Käsitteellisesti jaoin tämän kolmeen osaan; nestekidenäyttö, lämpötila -anturi ja johtavuusanturi.

Rakensin LCD -piirin noudattamalla Sparkfun Inventor's Kit -oppaan ohjeita: Piiri #15. En aio yrittää kirjoittaa kaikkia nastaliitäntöjä (tutki piirikaavio).

Modit alkuperäiseen muotoiluun:

• Siirsin nestekidenäytön leipälaudan yläpäähän, jotta voin säästää tilaa levyn alareunassa.
• Käänsin sinistä trimpot 180* ja vaihdoin positiiviset ja negatiiviset johdot vastaaviksi.

Kun johdotus oli valmis, latasin perus LCD -testiluonnoksen.

Muinaisista ajoista lähtien kaikkien ensimmäisten koodausohjelmien tulisi olla "HELLO WORLD".

Vaihe 4: Valmistele lämpötila -anturi

Varastossa on alkuperäiset paljaat johdot. Ne ovat liian lyhyitä alkuperäisessä kokoonpanossa.

Vaiheet käyttökelpoisten päämäärien tekemiseksi:

1. Kuori musta vaippa ylimääräinen tuuma tai kaksi
2. Kuori yksittäiset johdot paljastaaksesi 0,5 tuuman kuparia
3. Tina paljasta kuparia, jotta ne voidaan asettaa leipälautaan

Vaihe 5: Kytke lämpötila -anturi

Lämpötila -anturissa on 3 johtoa

• Punainen = Vcc (positiivinen)
• Musta = maa (negatiivinen)
• Valkoinen = signaali

Punaiset ja mustat johdot menevät vastaaviin positiivisiin ja negatiivisiin kiskoihin leipälaudalla. Lämpötila -anturin dokumentaatio (Sparkfun -verkkosivustolla) on niukka. Mutta monet arvostelut kommentoivat, että tarvitset 10 K ohmin vetovastus. Kokeilun ja erehdyksen jälkeen huomasin tämän olevan oikein. Tämä on myös digitaalinen lämpötila -anturi, joten se on kytkettävä Arduinon digitaalisiin nastoihin.

Valkoisen johdon kytkentä

• Valkoinen anturijohto on kytketty leipälevyn riville 25 (mikä tahansa rivi on kunnossa)
• 10K ohmin vastus on kytketty riviin 25 ja positiiviseen kiskoon (tämä on vetovastus)

• Valkoinen hyppyjohdin on kytketty Arduinon riviin 25 ja digitaaliseen nastaan 7.

  Yritin pitää signaalihyppyjohtimeni valkoisina yksinkertaisuuden vuoksi, mutta mikä tahansa väri toimii

Vaihe 6: DIY -johtavuusanturi

Rakensin johtavuusanturin noudattamalla tämän esimerkin ohjeita.

Leikkasin nikromilankaa (hankittu kemian opettajalta) ja leikkasin kaksi yhtä pitkää, noin 6 pitkää. Taivutin ne valokuvien mukaisesti ja teipasin ne Bic -kynän osaan (Perfect Pocket Pen -kynän jäännös) Anturin johtojen silmukoiden avulla voin liittää anturin leipälevyyn alligaattoripidikkeillä.

Vaihtoehdot:

Testasimme tätä johtavuusanturin konseptia käyttämällä taipuisien paperiliittimien valmistamaa "lankaa". Tämä antoi meille samanlaisia lukemia ja käytämme todennäköisesti paperiliittimiä opiskelijoiden kanssa. Paperiliitinlanka syöpyy todennäköisesti paljon nopeammin, mutta nämä ovat olennaisesti heitettäviä kulutusosia.

Vaihe 7: Johdottele johtavuusanturi

Jälleen noudatimme näitä ohjeita kytkeäksesi anturin leipälautaan ja arduinoon.

Johto anturiin:

• PUNAINEN hyppyjohdin on kytketty positiiviseen kiskoon

  PUNAINEN alligaattoripidike yhdistää tämän PUNAISEN johdon johtavuusanturin toiselle puolelle

• 10 k ohmin vastus on kytketty riviin 28 ja negatiivikiskoon
• VALKOINEN hyppyjohto on kytketty riviin 28 ja analogiseen nastaan A0 Arduinossa

• RIVIIN 28 on kytketty MUSTA hyppyjohdin

  MUSTA alligaattoripidike yhdistää tämän MUSTA johdon johtavuusanturin toiselle puolelle

Vaihe 8: Koodaus

Yhdistin jälleen kolmen projektin koodin; LCD, lämpötila ja johtavuus. Se on melko suoraviivaista ja koodi on kommentoitu hyvin. Sinun on ladattava ja asennettava joitain ylimääräisiä kirjastoja, jotta se toimisi. Tarvitset DallasTemperature- ja OneWire -kirjastoja.