Sonda e ujit me Arduino Uno: 4 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Në këtë tutorial do të mësoni se si të montoni sondën tuaj të ujit DIY për të matur përçueshmërinë, pra shkalla e ndotjes së çdo lëngu.

Sonda e ujit është një pajisje relativisht e thjeshtë. Punimet e tij mbështeten në faktin se uji i pastër në fakt nuk mbart një ngarkesë elektrike shumë mirë. Pra, ajo që ne me të vërtetë po bëjmë me këtë pajisje është vlerësimi i përqendrimit të grimcave përçuese që po notojnë në ujin (kryesisht jopërçues).

Uji është shumë rrallë vetëm shuma e formulës së tij kimike bazë: dy atome hidrogjeni dhe një oksigjen. Në mënyrë tipike, uji është një përzierje që përfshin edhe substanca të tjera që janë tretur në të, përfshirë mineralet, metalet dhe kripërat. Në kimi, uji është tretës, substancat e tjera tretës, dhe të kombinuara ato bëjnë një zgjidhje. Të tretët krijojnë jone: atomet që mbartin një ngarkesë elektrike. Këta jone janë ata që në të vërtetë lëvizin energjinë elektrike përmes ujit. Kjo është arsyeja pse matja e përçueshmërisë është një mënyrë e mirë për të mësuar se sa i pastër (me të vërtetë, sa i papastër) mund të jetë një mostër uji: sa më shumë lëndë që treten në tretësirën ujore, aq më shpejt energjia elektrike do të lëvizë nëpër të.

Furnizimet

• 1x bord Arduino Uno
• PCB 1x 5x7cm
• 1x Shtylla lidhëse e shasisë Tela me bërthamë të fortë
• Rezistencë 1x 10kOhm
• shirita me kokë për meshkuj për arduino

Hapi 1: Mblidhni sondën

Një video e procesit të montimit është në dispozicion këtu.

Ngjitni një shirit kokash meshkuj (rreth 10 kunja) në PCB.

Kujdes që një kunj duhet të futet në GND në tabelën arduino, një tjetër në A5 dhe një e treta në A0. Merrni rezistencën 10kOhm. Ngjitni njërin skaj në kunjin e kokës i cili futet në GND në tabelën arduino, skajin tjetër të rezistencës në kunjin e kokës i cili përfundon në A0 në tabelën arduino. Në këtë mënyrë rezistenca në thelb do të krijojë një urë midis GND dhe A0 në bordin arduino.

Merrni dy pjesë të telit të ngurtë me bërthamë (rreth 30 cm të gjatë secila) dhe hiqni të dy skajet e secilës pjesë. Ngjitni një fund të telit të parë në kunjin e kokës i cili përfundon në A5; lidhni një fund të pjesës së dytë të telit në kunjin e kokës i cili përfundon në A0 në tabelën arduino.

Lidhni skajet e tjera të copave të telit të ngurta të bërthamës në shtyllën lidhëse. Një fund shkon në pjesën e kuqe të shtyllës, fundi tjetër shkon në pjesën e zezë të shtyllës lidhëse.

Tani prerë dy pjesë të telit të ngurta të bërthamës (rreth 10 cm të gjata secila), dhe hiqini të dy skajet e secilit tel. Lidhni një fund të secilës pjesë të telit me skajet metalike të shtyllës lidhëse. Përdorni bulonat për të siguruar tela me bërthamë të fortë në vend. Përkuleni skajet e tjera.

Së fundmi, provoni ta vendosni PCB -në në tabelën arduino dhe sigurohuni që një kunj të futet në GND, një tjetër në A0 dhe një kunj të tretë në A5.

Hapi 2: Programoni Bordin Arduino

Për të pasur një sondë uji funksionale, do t'ju duhet të ngarkoni një program specifik në bordin uno të arduino.

Këtu është skica që ju nevojitet për të ngarkuar:

/* Skica e Monitorit të Përçueshmërisë së Ujit për një vegël Arduino që mat përçueshmërinë elektrike të ujit. Ky kod shembull bazohet në shembullin e kodit që është në domenin publik. */ const float ArduinoVoltage = 5.00; // NDRYSHO KIST FOR P 3. R 3.3v Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; const float resistorValue = 10000.0; pragu int = 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; noti returnVoltage = 0.0; rezistenca e notimit = 0.0; dyshe Siemens; noton TDS = 0.0; ndërsa (((oldAnalogValue-analogValue)> pragu) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("A jeni i sigurt se ky nuk është metal?"); vonesë (5000);}

Kodi i plotë është gjithashtu i disponueshëm këtu.

Hapi 3: Përdorimi i sondës së ujit

Pasi të keni ngarkuar kodin, zhytni dy skajet kaçurrelë të sondës së ujit në një lëng dhe hapni monitorin serik.

Ju duhet të merrni lexime nga sonda, të cilat ju japin një ide të përafërt të rezistencës së lëngut, pra përçueshmërinë e tij.

Ju lehtë mund të provoni nëse sonda juaj po funksionon siç duhet, thjesht duke lidhur dy skajet kaçurrelë me një copë metali. Nëse monitori serik kthen mesazhin e mëposhtëm: "A jeni i sigurt se ky nuk është metal?", Mund të jeni i sigurt se sonda po ju jep lexime të sakta.

Për ujin e rubinetit, duhet të keni një përçueshmëri prej rreth 60 mikroSiemens.

Tani përpiquni të shtoni pak lëng larës në ujë dhe shikoni se çfarë leximesh merrni.

Këtë herë, përçueshmëria e lëngut ngre deri në rreth 170 mikroSiemens.

Hapi 4: Ndotja e ujit

Ekziston një lidhje e drejtpërdrejtë midis përçueshmërisë së ujit dhe ndotjes së ujit. Meqenëse përçueshmëria është një tregues i sasisë së substancave të huaja të tretura në ujë, rrjedh se sa më përçues të jetë një lëng, aq më i ndotur është gjithashtu.

Pasojat e ndotjes së ujit janë negative në shumë mënyra. Një shembull lidhet me konceptin e tensionit sipërfaqësor.

Për shkak të polaritetit të tyre, molekulat e ujit tërhiqen fort nga njëra -tjetra, gjë që i jep ujit një tension të lartë sipërfaqësor. Molekulat në sipërfaqen e ujit "ngjiten së bashku" për të formuar një lloj "lëkure" në ujë, mjaft të fortë për të mbështetur objekte shumë të lehta. Insektet që ecin mbi ujë po përfitojnë nga ky tension sipërfaqësor. Tensioni sipërfaqësor bën që uji të grumbullohet në pika sesa të përhapet në një shtresë të hollë. Gjithashtu lejon që uji të lëvizë nëpër rrënjët dhe rrjedhjet e bimëve dhe enët më të vogla të gjakut në trupin tuaj - ndërsa një molekulë lëviz lart në rrënjën e pemës ose nëpër kapilar, ajo ‘tërheq’ të tjerat me të.

Sidoqoftë, kur substancat e huaja (p.sh. lëngu larës) treten në ujë, kjo ndryshon krejtësisht tensionin sipërfaqësor të ujit, duke shkaktuar një numër çështjesh.

Një eksperiment që mund të bëni në shtëpi do të ndihmojë në ilustrimin e tensionit sipërfaqësor dhe pasojat e ndotjes së ujit.

Merrni një kapëse letre dhe uleni me delikatesë në një tas të mbushur me ujë. Kapësja e letrës duhet të qëndrojë në sipërfaqe dhe të notojë.

Nëse, megjithatë, një pikë e vetme e lëngut për larje ose kimikate tjetër futet në tasin me ujë, kjo do të bëjë që kapësja e letrës të fundoset menjëherë.

Analogjia këtu është midis kapëses së letrës dhe atyre insekteve që përfitojnë nga tensioni sipërfaqësor i ujit për të ecur mbi të. Ndërsa substancat e huaja futen në një rezervuar uji (qoftë ky një liqen, një përrua, etj.) Tensioni sipërfaqësor ndryshon dhe këto insekte nuk do të jenë më në gjendje të notojnë në sipërfaqe. Në fund të fundit kjo ndikon në ciklin e tyre të jetës.

Këtu mund të shikoni një video të këtij eksperimenti.