Sporedni projekt: Ispitivač čistoće vode: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Ovaj je projekt bio dio mog kurikuluma na satu Principi inženjerstva s gospođom Berbawy. Dodijelila nam je svatko s proračunom od 50 USD da smislimo razuman prijedlog projekta, nešto što bi bilo ostvarivo, a ipak osporilo naše sposobnosti.

Ovaj se projekt temelji na ovom modelu sa stranice MakeMagezine.com. Mjeri električnu vodljivost tekućine i reproducira zvuk na temelju vodljivosti. Što je glasniji zvuk to je voda čistija. To se temelji na konceptu razdjelnika napona. Što je uzorak više vodljiv, više napona dolazi do gornjeg dijela kruga, dalje od zvučnika. Zbog toga zvučnik prima manji napon smanjujući jačinu zvuka koji proizvodi.

Arduino služi kao medij između kruga i računala na kojem se bilježe očitanja. Ovaj je projekt inspiriran nedavnim projektom koji sam obavio na satu koji je bio uvod u Arduino i ukrcaj na kruh. Kao korak naprijed da se izazovem i primijenim koncepte koje sam naučio, nastojao sam ovaj projekt učiniti kompliciranijim.

Pribor

1. Breadboard dual bus

2. Arduino UNO

3. Žice za kratkospojnike

4. Set čipova LM741

5. Čip mjerača vremena 555

6. Zvučnik od 2-3 inča

7. 10K ohmski potenciometar

8. LED

9. Zakrpni kabeli s kopčama od aligatora

10. Karton (za izradu kutija)

11. Peni (bakrene elektrode)

Korak 1: Izgradnja kruga

Prvi korak je izgradnja kruga. Krug koji se koristio za ovu gradnju u početku mi je bio prilično zastrašujući zbog svoje složenosti. Prije nego što dodirnete fizički krug, bolje je napraviti simulaciju ili neku vrstu preslikavanja svojih komponenti na virtualnoj ploči koja bi vam olakšala izradu fizičkog kruga. U tu svrhu koristio sam TinkerCAD. Najjednostavniji način da prekinete krug dijeljenjem na 2 glavna dijela: gornji dio oko čipa LM741 i donji dio oko mjerača vremena 555 i zvučnika. U početku su se u projektu koristile privremene kratkospojne žice jer se lako kretale i rukovale. Oni su kasnije zamijenjeni ravnim kratkospojnicima u konačnom projektu. To olakšava rješavanje problema i praćenje elemenata u krugu. Ova je faza trajala najduže vrijeme i nije završena gotovo do samog kraja projekta.

Korak 2: Podešavanje kruga (fino podešavanje)

Nakon što je rudimentarni krug dovršen, još je potrebno izvršiti finije prilagodbe. Potenciometar je potrebno kalibrirati tako da zvuk iz zvučnika ne bude previše slab ili preglasan. Kao što je ranije spomenuto, ovo je korak u kojem su privremene žice promijenjene u stalne koje su bile prisutne u završnom krugu. To je potrajalo dosta vremena zbog velikog broja korištenih žica. Žice do zvučnika također su prerezane kako bi konstrukcija koja povezuje zvučnik bila što manja. Dodatno, kako bi se poboljšala estetika kruga, kao i smanjila mogućnost loma, otpornici i LED dioda su isječeni.

U planu je bio i integriranje senzora glasnoće za mjerenje jačine zvuka koji proizvodi zvučnik. Senzor bi prvotno bio spojen na analogni priključak Arduino. Tada bi se stvorio Arduino program kako bi senzor pokupio očitanja. Ova je ideja kasnije izbrisana jer senzor nije radio kako je predviđeno i zamijenjen je računalom koje bi očitavalo očitanja putem mikrofona. To nije idealno jer je računalo veliko i glomazno, ali to je bila najbolja opcija.

Korak 3: Faza testiranja

Ovo je jedna od najvažnijih faza u životu bilo kojeg projekta i ponekad može biti vrlo neugodna. Uočavanje problema u ovakvom krugu može biti dugotrajno i frustrirajuće. U ovom scenariju uporaba LED -a može biti vrlo korisna. Postavljanje LED diode u dio na svakom pojedinačnom serijskom elementu može se koristiti za provjeru prolazi li struja kroz taj dio kruga.

Ova je faza bila vrijeme tijekom kojeg je napravljena većina velikih promjena u projektu. Promjene poput uključivanja 5V ulaza umjesto 9V ulaza jedna je od promjena koje su nastale u ovoj fazi. Ulaz 9V stvarao je vrlo glasan zvuk iz zvučnika. Promjenom ulaznog napajanja na 5V iz Arduina, radio je mnogo bolje.

Korak 4: Kutija

Ovaj dio projekta bio je za estetiku, kako bi bio kompaktniji i lakši za rukovanje. Ovaj korak ni na koji način nije utjecao na funkcionalnost projekta. Kutija je izrađena od kartona, a gornja i jedna bočna strana su otvorene za lako uvlačenje i izvlačenje komponenti. To je učinjeno imajući na umu da se Arduino kabel mora moći jednostavno priključiti na krug. Dodatno, ovaj dizajn također čini sklop vizualno privlačnijim. Trebao sam izraditi laserski izrezanu kutiju od drveta, ali mi je u učionici ponestalo vremena zbog Covid-19.

Korak 5: Krediti

Ovaj projekt ne bi bio moguć bez gospođe Berbawy koja je osigurala sredstva i materijale za realizaciju ovog projekta. Dodatno sam zahvalan Svenu i Davidu koji su mi pomogli pri izradi projekta dajući korisne savjete i poučavajući me o tome kako određeni dijelovi rade.