Edullinen vesivirtausanturi ja ympäristönäyttö: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Vesi on arvokas luonnonvara. Miljoonilla ihmisillä ei ole puhdasta juomavettä, ja jopa 4000 lasta kuolee päivittäin vedestä saastuneisiin sairauksiin. Olemme kuitenkin edelleen tuhlaamassa resurssejamme. Tämän hankkeen yleistavoite on motivoida kestävämpää vedenkäyttäytymistä ja lisätä tietoisuutta maailmanlaajuisista vesikysymyksistä. Tämä on ohje, kuinka havaita karkeasti veden virtaus putkessa ja ajaa ympäristönäyttöä. Käytän pietsoanturia, joitain LED -valoja ja arduinoa. Laite on karkea prototyyppi siitä, mistä tulee lopulta vakuuttava tekniikka, joka motivoi kestävää käyttäytymistä ja lisää tietoisuutta veden käytöstä. Tämä on Stacey Kuznetsovin ja Eric Paulosin projekti Carnegie Mellonin yliopiston Human Computer Interaction Institute -yhtiön Living Environments Lab -laboratoriossa. Tuottaja: Stacey [email protected]://staceyk.org paulos.net/Living Environments Labhttps://www.living-environments.net Alla oleva video kuvaa tämän projektin aiempaa versiota, jossa pietsoelementin sijasta käytetään mikrofonia veden virtauksen havaitsemiseen. Saavutat paremman suorituskyvyn, kun käytät pietsoanturia, joten tämä opastettava yksityiskohtaistaa pietsomenetelmän. Erityiset kiitokset Briam Limille, Bryan Pendletonille, Chris Harrisonille ja Stuart Andersonille avusta ideoissa ja suunnittelussa!

Vaihe 1: Kerää materiaalit

Tarvitset:- leipälevyn- mikrokontrollerin (käytin Arduinoa)- mastiksin- pietsoanturin (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- muutaman LED-valon (käytin 2 keltaista, 2 punaista, 2 vihreää)- Kynttilänjalka tai vastaavan kokoinen säiliö- Lanka- 1 Mohm (tai muu suuri arvo) -vastus- 4,7 K vastukset (3)- 1 K vastukset (1)- Pienikokoiset vastukset (LEDeille)- Leikkauslangat- Jumperjohdot- Mastic- op-vahvistin (LM613)

Vaihe 2: Rakenna piiri

Piiri koostuu vahvistimesta pietson signaalin lisäämiseksi ja jännitteenjakajasta perusjännitteen nostamiseksi. Kahden pietson välisen tulon välissä on arvokas vastus, joka toimii signaalin alasvetovastuksena.

Vaihe 3: Testaa piiri

Kiinnitä pietso piiriin ja kytke arduino. Jännitteenjakaja asettaa perusjännitteeksi 2,5 V, joten signaalin kantalukeman tulisi olla noin 512 Arduinon analogisessa tapissa (puolivälissä välillä 0 ja 1023). Omani vaihtelee +/- 30 noin 520. Saatat nähdä jonkin verran vaihtelua tämän luvun ympärillä.

Vaihe 4: Kalibroi anturi tärinän havaitsemiseksi

Kun hana on auki, putken värähtely saa pietson tuottamaan vaihtelevan virran. Koska peruslukema pienenee noin 520, voit laskea amplitudin tämän luvun ympärille värähtelyjen havaitsemiseksi. Myrskynopeuteni on asetettu 130: een, mutta voit lisätä tai vähentää sitä riippuen siitä, millaista värähtelyä haluat havaita ja minkä tahansa pietsokappaleen herkkyyden. Testataksesi signaalia, kiinnitä pietso tasaiselle pinnalle mastiksilla. Kokeile napauttaa tai raapia pintaa eri paikoissa ja eri voimakkuuksilla nähdäksesi, millaisia lukemia saat Arduinolla. Kohinan vähentämiseksi suosittelen laskemaan tulon liukuvan keskiarvon. Tämä on karkea tapa määrittää aallon amplitudi, joka välttää satunnaisen staattisen virran aiheuttamat vääriä positiivisia tuloksia. Myös kehittyneempiä menetelmiä, kuten FFT, voidaan käyttää. // Näyte Codeint -anturi = 2; // Analoginen inint val = 0; // Nykyinen lukema analogiselle pinint avg; // Aallon amplitudin juokseva keskiarvo MIDPOINT = 520; // Peruslukemattomat asetukset () {Serial.begin (9600); keskiarvo = KESKI; // aseta keskiarvo keskipisteessä} void loop () {val = analogRead (sensor); // Laske aallon amplitude if (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } else {val = MIDPOINT - val; } // laske juokseva keskiarvo fr amplitudista avg = (avg * 0,5) + (val * 0,5); if (keskim.> 130) {// tärinä havaittu! Serial.println ("TAP"); viive (100); // viive, jotta sarjaportti ei ylikuormitu}}

Vaihe 5: Luo ympäristönäyttö

Jos anturi toimii oikein, voit lisätä ympäristönäkymän näyttämään tiedot. Ledit on yhdistetty siten, että jokainen väri on valaistu kahdella LED -valolla. Liitä tätä varten kunkin värin `` sisään '' (lyhyt) johto yhteen ja käytä pieniarvoista vastusta ennen kuin liität Arduinon. Liitä kaikkien LEDien maadoitusjohto (pidempi) ja kiinnitä Arduinon maahan. Kun LEDit on kytketty, käytä näytön kynttilänjalkaa. Koska kynttilänjalka on valmistettu alumiinista, sinun kannattaa laittaa eriste, kuten muovikappale, säiliön pohjalle ennen LEDien asettamista, jotta piiri ei oikosulje.

Vaihe 6: Käytä anturitietoja näytön ohjaamiseen

Käsien pesuun menee noin 10 sekuntia. Olen siis ohjelmoinut näytön näyttämään vihreää valoa ensimmäisten 10 sekunnin ajan hanan sulkemisen jälkeen. Keltainen LED syttyy 10 sekunnin kuluttua. Näyttö muuttuu punaiseksi, jos vesi pysyy päällä 20 sekunnin kuluttua, ja alkaa vilkkua punaista valoa, jos hana pysyy käynnissä vähintään 25 sekuntia. Käytä mielikuvitustasi vaihtoehtoisten näyttöjen luomiseen!

Vaihe 7: Asenna anturi ja näyttö vesiputkeen

Kiinnitä pietso hanaan mastiksilla tai savella ja kiinnitä näyttö päälle toisella kerroksella. Sinun on ehkä säädettävä uudelleen kynnyksen amplitudi tai 'MIDPOINT' vaiheesta 4. Lämpötila voi myös vaikuttaa hieman signaaliin putkesta.

Vaihe 8: Tulevia ehdotuksia

Voit halutessasi ajaa Arduinon pois akusta. Tuleva opetusohjelma näyttää, miten tätä näyttöä käytetään ottamalla virtaa suoraan juoksevasta vedestä tai hyödyntämällä ympäröivän valon energiaa!