Senzor protoka vode s niskim troškovima i ambijentalni zaslon: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Voda je dragocjen resurs. Milijuni ljudi nemaju pristup čistoj vodi za piće, a čak 4000 djece svakodnevno umire od zagađenih voda. Ipak, i dalje smo rasipni sa svojim resursima. Sveobuhvatni cilj ovog projekta je potaknuti održivije ponašanje u korištenju vode i podići svijest o globalnim problemima vode. Ovo je uputstvo o tome kako grubo otkriti protok vode u cijevi i pokrenuti ambijentalni prikaz. Koristim piezo sondu, neke LED diode i arduino. Uređaj je grubi prototip onoga što će s vremenom postati uvjerljiva tehnologija koja motivira održivo ponašanje i podiže svijest o korištenju vode. Ovo su projekt Stacey Kuznetsov i Eric Paulos u Laboratoriju za životno okruženje na Institutu za interakciju ljudskih računala Sveučilišta Carnegie Mellon. Izradio Stacey [email protected]://staceyk.orgEric [email protected]:// www. paulos.net/Living Environments Labhttps://www.living-environments.netVideo ispod prikazuje prethodnu verziju ovog projekta, gdje se umjesto piezo elementa koristi mikrofon za otkrivanje protoka vode. Postići ćete bolje performanse korištenjem piezo sonde, pa ova uputa detaljno opisuje piezo pristup. Posebno zahvaljujem Briam Lim, Bryanu Pendletonu, Chrisu Harrisonu i Stuartu Andersonu na pomoći oko ideja i dizajna ovog projekta!

Korak 1: Prikupite materijale

Trebat će vam:- Oglasna ploča- Mikrokontroler (koristio sam Arduino)- Mastika- Piezo pretvarač (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- Nekoliko LED dioda (koristio sam 2 žute, 2 crvena, 2 zelena)- Držač za svijeće ili spremnik slične veličine- Žica- 1 Mohm (ili druga velika vrijednost) otpornik- Otpornici 4,7K (3)- 1K otpornici (1)- Otpornici male vrijednosti (za LED diode)- Vezne žice- Žice za preskakanje- Optičko pojačalo (LM613)

Korak 2: Izgradite krug

Krug se sastoji od pojačala za povećanje signala iz pieza i djelitelja napona za podizanje baznog napona. Između dva ulaza između pieza nalazi se otpornik velike vrijednosti, koji djeluje kao pull-down otpornik za signal.

Korak 3: Ispitajte krug

Priključite piezo na krug i spojite arduino. Razdjelnik napona postavlja osnovni napon na 2,5 V, pa bi očitanja baze za signal trebala biti oko 512 na Arduino analognom pinu (na pola puta između 0 i 1023). Moja fluktuira +/- 30 oko 520. Možda ćete vidjeti neke fluktuacije oko ovog broja.

Korak 4: Kalibrirajte svoj senzor za otkrivanje vibracija

Kad je slavina uključena, vibracije cijevi će uzrokovati da piezo stvara fluktuirajuću struju. Budući da se očitavanje baze sužava oko 520, možete izračunati amplitudu oko ovog broja kako biste otkrili vibracije. Moj prag postavljen je na 130, ali to možete povećati ili smanjiti ovisno o vrstama vibracija koje želite osjetiti i osjetljivosti vašeg pojedinog piezo komada. Da biste testirali signal, pomoću mastike pričvrstite piezo na ravnu površinu. Pokušajte dodirnuti ili ogrebati površinu na različitim mjestima i različitog intenziteta vidjeti kakvu vrstu očitanja dobivate na Arduinu. Da biste smanjili šum, preporučujem izračunavanje pomičnog prosjeka ulaza. Ovo je grub način određivanja amplitude valova koji izbjegava lažne pozitivne rezultate zbog slučajne statičke struje. Mogu se koristiti i naprednije metode poput FFT -a.// Uzorak Codeint senzora = 2; // Analogni inint val = 0; // Trenutna očitanja za analogni pinint avg; // Tekući prosjek valne amplitude MIDPOINT = 520; // Basevoidvoid setup () {Serial.begin (9600); avg = MIDPOINT; // postavi prosjek na sredini} void loop () {val = analogRead (senzor); // Računaj amplitudu valova if (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } else {val = MIDPOINT - val; } // izračunati tekući prosjek fr amplitute avg = (avg * 0,5) + (val * 0,5); if (prosj.> 130) {// otkrivena vibracija! Serial.println ("TAP"); kašnjenje (100); // odgoda kako bi se osiguralo da serijski port nije preopterećen}}

Korak 5: Izradite ambijentalni prikaz

Ako vaš senzor radi ispravno, možete dodati ambijentalni zaslon za prikaz informacija. Moje LED diode su uparene tako da svaka boja osvjetljava dvije LED diode. Da biste to učinili, spojite "in" (kratki) vodič svake boje zajedno i upotrijebite otpornik male vrijednosti prije spajanja na Arduino. Spojite uzemljeni (duži) kabel svih LED dioda i pričvrstite ga na masu na Arduinu. Nakon što su LED diode spojene, upotrijebite svijećnjak za smještaj zaslona. Budući da je svijećnjak izrađen od aluminija, možda ćete htjeti staviti izolator, poput komada plastike, na dno spremnika prije umetanja LED dioda kako biste spriječili kratki spoj kruga.

Korak 6: Koristite podatke senzora za pokretanje zaslona

Za pranje ruku potrebno mi je oko 10 sekundi. Tako sam programirao zaslon da prikazuje zeleno svjetlo prvih 10 sekundi nakon uključivanja slavine. Nakon 10 sekundi uključit će se žuta LED dioda. Zaslon postaje crven ako voda ostane uključena nakon 20 sekundi, a počinje treperiti crveno svjetlo ako slavina ostane raditi 25 sekundi ili više. Pomoću mašte možete stvoriti alternativne zaslone!

Korak 7: Montirajte senzor i zaslon na vodovodnu cijev

Upotrijebite mastiks ili glinu za pričvršćivanje pieza na slavinu, a drugi sloj mastiksa za pričvršćivanje zaslona na vrhu. Možda ćete morati podesiti amplitudu praga ili "MIDPOINT" iz 4. koraka. Na signal može utjecati i temperatura cijevi.

Korak 8: Budući prijedlozi

Možete izabrati da pogonite Arduino iz baterije. Predstojeći vodič će vam pokazati kako pokrenuti ovaj zaslon izvlačenjem energije izravno iz same tekuće vode ili iskorištavanjem energije okolnog svjetla!