Sonda za vodu s Arduino Uno: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

U ovom ćete vodiču naučiti kako sastaviti vlastitu DIY sondu za mjerenje vodljivosti, otuda stupanj onečišćenja bilo koje tekućine.

Sonda za vodu je relativno jednostavan uređaj. Njegov rad oslanja se na činjenicu da čista voda zapravo ne nosi jako dobro električni naboj. Dakle, ono što doista radimo s ovim uređajem je procjena koncentracije vodljivih čestica koje lebde u (uglavnom neprovodnoj) vodi.

Voda je rijetko samo zbroj osnovne kemijske formule: dva atoma vodika i jedan kisika. Obično je voda mješavina koja također uključuje i druge tvari koje su se otopile u njoj, uključujući minerale, metale i soli. U kemiji je voda otapalo, ostale tvari otopljene tvari, a zajedno čine otopinu. Otapala stvaraju ione: atome koji nose električni naboj. Ti ioni su zapravo oni koji pokreću električnu energiju kroz vodu. Zato je mjerenje vodljivosti dobar način da naučite koliko uzorak vode može biti čist (zaista, koliko nečist): što je više tvari otopljeno u vodenoj otopini, brže će se električna energija kretati kroz nju.

Pribor

• 1x Arduino Uno ploča
• 1x PCB 5x7 cm
• 1x Postolje za povezivanje kućišta Puna žica
• 1x 10kOhm otpornik
• muške zaglavlje trake za arduino

Korak 1: Sastavite sondu

Videozapis procesa montaže dostupan je ovdje.

Lemite traku muških zaglavlja (oko 10 pinova) na PCB.

Pazite da jedan pin mora ući u GND na arduino ploči, drugi u A5, a treći u A0. Uhvatite otpornik od 10 kOhm. Lemite jedan kraj na iglu zaglavlja koja ide u GND na arduino ploči, drugi kraj otpornika na iglu zaglavlja koja završava na A0 na arduino ploči. Na ovaj način otpornik će u osnovi stvoriti most između GND i A0 na arduino ploči.

Uhvatite dva komada pune žice (svaki dugačak oko 30 cm) i skinite oba kraja svakog komada. Lemite jedan kraj prve žice na klin zaglavlja koji završava na A5; lemite jedan kraj drugog komada žice na iglu zaglavlja koja završava s A0 na arduino ploči.

Spojite druge krajeve komada žice s punom jezgrom na vezni stup. Jedan kraj ide u crveni dio stupa, drugi kraj ide u crni dio veznog stupa.

Sada izrežite dva komada pune žice (svaki dugačak oko 10 cm) i skinite oba kraja svake žice. Spojite jedan kraj svakog komada žice s metalnim krajevima veznog stupa. Pomoću vijaka pričvrstite žicu s čvrstom jezgrom na mjesto. Uvijte ostale krajeve.

Na kraju, pokušajte postaviti PCB na arduino ploču i pobrinite se da jedan pin ide u GND, drugi u A0, a treći u A5.

Korak 2: Programirajte Arduino ploču

Da biste imali ispravnu sondu za vodu, morate postaviti određeni program na ploču arduino uno.

Evo skice koju trebate prenijeti:

/* Skica monitora vodljivosti vodljivosti za Arduino gadget koji mjeri električnu vodljivost vode. Ovaj primjer koda temelji se na primjeru koda koji je u javnoj domeni. */ const float ArduinoVoltage = 5,00; // PROMIJENI OVO ZA 3.3v Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; const plutajući otpornikVrijednost = 10000,0; int prag = 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; otpor plovka = 0,0; dvostruki Siemens; plutajući TDS = 0,0; while (((oldAnalogValue-analogValue)> prag) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("Jeste li sigurni da ovo nije metal?"); delay (5000);}

Cjelokupni kod je također dostupan ovdje.

Korak 3: Upotreba sonde za vodu

Nakon što učitate kôd, umočite dva uvijena kraja sonde za vodu u tekućinu i otvorite serijski monitor.

Trebali biste dobiti očitanja iz sonde, koja vam daju okvirnu predodžbu o otporu tekućine, dakle njezinoj vodljivosti.

Možete jednostavno provjeriti radi li vaša sonda ispravno, samo tako što spojite dva uvijena kraja s komadom metala. Ako serijski monitor vrati sljedeću poruku: "Jeste li sigurni da ovo nije metal?", Možete biti sigurni da vam sonda daje točna očitanja.

Za vodu iz slavine trebali biste dobiti vodljivost od oko 60 mikroSiemena.

Sada pokušajte dodati malo tekućine za pranje u vodu i vidjeti koja ćete očitanja dobiti.

Ovoga puta vodljivost tekućine povisuje do oko 170 mikroSiemena.

Korak 4: Zagađenje vode

Postoji jasna veza između vodljivosti i onečišćenja vode. Budući da je vodljivost pokazatelj količine stranih tvari otopljenih u vodi, slijedi da što je tekućina više vodljiva, to je i zagađenija.

Posljedice zagađenja vode negativne su na mnogo načina. Jedan primjer vezan je uz pojam površinske napetosti.

Zbog svog polariteta molekule vode snažno se privlače jedna drugoj, što vodi daje visoku površinsku napetost. Molekule na površini vode "drže se zajedno" tvoreći vrstu "kože" na vodi, dovoljno jaku da podrži vrlo lagane objekte. Insekti koji hodaju po vodi iskorištavaju ovu površinsku napetost. Površinska napetost uzrokuje skupljanje vode u kapima, umjesto da se razlije u tankom sloju. Također omogućuje vodi da se kreće kroz korijenje i stabljike biljaka te kroz najmanje krvne žile u vašem tijelu - dok se jedna molekula pomiče prema korijenu stabla ili kroz kapilaru, ona sa sobom ‘vuče’ ostale.

Međutim, kada se strane tvari (npr. Tekućina za pranje posuđa) otope u vodi, to potpuno mijenja površinsku napetost vode, uzrokujući brojne probleme.

Jedan eksperiment koji možete izvesti kod kuće pomoći će u ilustriranju površinske napetosti i posljedica zagađenja vode.

Uzmite spajalicu i nježno je spustite na zdjelu punu vode. Spajalica bi tada trebala ostati na površini i plutati.

Međutim, ako se jedna kap tekućine za pranje posuđa ili druge kemikalije unese u zdjelu vode, to će uzrokovati da spajalica odmah potone.

Ovdje je analogija između spajalice i onih insekata koji koriste površinsku napetost vode da hodaju po njoj. Kako se strane strane tvari unose u rezervoar vode (bilo da se radi o jezeru, potoku itd.), Površinska napetost se mijenja i ti insekti više neće moći plutati po površini. To u konačnici utječe na njihov životni ciklus.

Video zapis ovog eksperimenta možete pogledati ovdje.