Si të bëni një çantë zbulimi të amoniakut: 8 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:25

Në këtë tutorial ne do t'ju tregojmë se si të përdorni sensorë të amoniakut, arduino dhe mjedër për të matur përqendrimin e amoniakut dhe për të siguruar sinjalizime nëse ka një rrjedhje ose një përqendrim shumë të lartë në ajër!

Ky projekt është projekti i shkollës sonë, në fakt laboratori kimik i shkollës sonë donte një sistem për të zbuluar nëse përqendrimi i amoniakut në ajër ishte shumë i lartë. Në laborator ka kapak laboratori kimik dhe studentët duhet t'i ndezin ato kapak për të thithur avujt kimikë. Por nëse ata harrojnë të ndezin kapuçin, avujt toksikë mund të përhapen brenda laboratorit. Ky sistem do t'i lejojë mësuesit përgjegjës të marrë një alarm nëse Amoniaku (i cili është një gaz toksik) ndihet jashtë atyre kapakëve.

Hapi 1: Materialet

Për këtë projekt do t'ju duhet:

- 2x Sensor Amoniaku MQ-137 (ose sa të doni)

- 1x Arduino Uno (ka një port serial)

- 1x Genuino Mega 2560 (ose tabela të tjera me 2 ose më shumë porte serike)

- 2 module Bluetooth HC-05

- 1x Raspberry Pi model 3B

- 1x Bateri 9V

- Tela, kabllo dhe rezistorë

Hapi 2: Marrja e të dhënave nga sensorët

Sensorët janë të lidhur me një arduino Uno.

Për të realizuar këtë aplikacion, ky sensor duhet të mundësohet. Për ta bërë këtë, përdoren 5V dhe masa e kartës arduino. Për më tepër, hyrja analoge A0 bën të mundur rikuperimin e vlerës së rezistencës të dhënë nga sensori. Për më tepër, Arduino është mundësuar

Fatkeqësisht, ata sensorë nuk japin një prodhim linear proporcional me përqendrimin e amoniakut. Këta sensorë janë bërë nga një qelizë elektrokimike, duke ndryshuar rezistencën në lidhje me përqendrimin. Rezistenca rritet me përqendrimin.

Çështja e vërtetë me këto, është se ato janë bërë për të matur lloje të ndryshme të gazit, dhe qeliza elektrokimike reagon çuditërisht. Për shembull, për të njëjtën mostër të amoniakut të lëngshëm, të dy sensorët japin dalje të ndryshme. Ata janë gjithashtu mjaft të ngadaltë.

Sido që të jetë, rezistenca e dhënë nga sensori shndërrohet në 0-5V dhe më pas në "ppm" (= pjesë për milion, është një njësi përkatëse për të matur përqendrimin e gazit) nga arduino, duke përdorur një kurbë trendi dhe ekuacioni i tij jepet në dokumentimin e këtyre sensorëve.

Hapi 3: Dërgimi i të dhënave përmes Bluetooth

Për të vendosur sensorët në vende të ndryshme në laborator, ata lidhen drejtpërdrejt me një bord Arduino të mundësuar nga një bateri 9V. Dhe për të komunikuar rezultatet e amoniakut në ajër në kartën Rapsberry, përdoren module bluetooth. Karta e parë e lidhur direkt me tabelën e sensorit quhet rob.

Për të përdorur modulet bluetooth, ato së pari duhet të konfigurohen. Për këtë qëllim, lidhni pinin EN të modulit me 5V (duhet të shihni që led të ndizet çdo 2 sekonda) dhe shtypni butonin në modul. Telekodoni një kod bosh në arduino dhe lidhni pinin RX të modulit me pinin TX të arduino dhe anasjelltas. Pas kësaj, shkoni në monitorin serik, zgjidhni normën e duhur Baud (për ne, ishte 38400 Br) dhe shkruani AT.

Nëse monitori serik tregon "Ok" atëherë keni hyrë në modalitetin AT. Tani mund ta vendosni modulin si skllav ose Master. Më poshtë mund të gjeni një pdf me të gjithë komandën për mënyrën AT.

Faqja e internetit e mëposhtme tregon hapat që shkojnë në modalitetin AT për modulin tonë bluetooth:

Moduli bluetooth përdor 4 kunja të arduino -s, 3.3V me një ndarës të tensionit, tokëzim, kunjat TX dhe RX. Përdorimi i kunjave TX dhe RX do të thotë që të dhënat transferohen nga porti serik i kartës.

Mos harroni se pin RX i modulit bluetooth është i lidhur me pin TX të Arduino dhe anasjelltas.

Duhet të shihni që të dyja dritat e moduleve bluetooth të pulsojnë 2 herë çdo 2 sekonda kur ato janë të lidhura me njëra -tjetrën.

Edhe fatura edhe kodi i dërgimit realizohen në të njëjtën kartë dhe bashkëngjiten këtu pas.

Hapi 4: Marrja e të dhënave dhe transferimi në Raspberry Pi

Kjo pjesë e projektit është bërë nga arduino mega.

Kjo kartë është e lidhur me një modul bluetooth, e konfiguruar për të marrë të dhënat dhe mjedrën pi. Quhet Mjeshtër.

Në këtë rast, moduli bluetooth përdor një port serial, dhe të dhënat transferohen në mjedër pi duke përdorur një port tjetër serial. Kjo është arsyeja pse ne kemi nevojë për një kartë me 2 ose më shumë porte serike.

Kodi është pothuajse i njëjtë si më parë.

Hapi 5: Regjistrimi i të dhënave dhe tipari i alarmit

Mjedra pi do të regjistrojë të dhënat çdo 5 sekonda (për shembull, mund të ndryshojë) në një skedar.csv dhe do t'i ruajë ato brenda kapacitetit të kartës sd.

Në të njëjtën kohë, mjedra kontrolloni nëse përqendrimi nuk është shumë i lartë (mbi 10 faqe në minutë, për shembull, mund të ndryshojë) dhe dërgoni një e-mail paralajmërues nëse është kështu.

Por, para se mjedra të dërgojë emailin, ajo ka nevojë për një konfigurim të vogël. Për këtë qëllim, shkoni në skedarin "/etc/ssmtp/ssmtp.conf" dhe ndryshoni parametrat pas informacionit tuaj personal. Ju mund të gjeni një shembull më poshtë (code_raspberry_conf.py).

Sa i përket kodit kryesor (blu_arduino_print.py), ai duhet të importojë disa biblioteka si "seriale" për të punuar me portën e komunikimit USB ose bibliotekën "ssmtp" për të dërguar email.

Ndonjëherë, mund të ketë një gabim kur dërgoni të dhënat me Bluetooth. Në të vërtetë, mjedra mund të lexojë një rresht vetëm kur ka një numër të përfunduar me / n. Sidoqoftë, mjedra ndonjëherë mund të marrë diçka tjetër si "\ r / n" ose thjesht "\ n". Pra, për të shmangur mbylljen e programit, ne përdorëm komandën Provo - Përveç.

Pas kësaj, është vetëm një mori kushtesh "nëse".

Hapi 6: Krijimi i rasteve

Pajisjet e kërkuara:

- 1 kuti bashkimi 220*170*85 mm

- 1 kuti bashkimi 153*110*55 mm

- Ertalon jeshil 500*15*15 mm

- 1.5 metra kabllo elektrike

- 2 module bluetooth

- 1 mjedër

- 1 Arduino Mega

- 1 Genuino

- bateri 9v

- 1 kabllo lidhëse Raspberry / Arduino

- 2 rezistencë prej 2K ohm

- 2 rezistencë prej 1K ohm

- Makinë saldimi

- Makinë shpimi

- Copa shpimi

- Prerja e pincave

- U pa

Filluam nga dy kuti bashkimi elektrike në të cilat u bënë prerje. Së pari, realizimi i elementit sensor/emitter: dy mbështetës për të rregulluar kartën Genuino ku është bërë në ngjyrë ERTALON jeshile. Pastaj, ishte e nevojshme të pritej kapaku për të vendosur sensorin e amoniakut dhe për ta rregulluar atë. Kabllot u lidhën nga sensori me kartën Genuino. Pas kësaj ne vendosëm modulin bluetooth në kuti, ngjitëm kabllot dhe i lidhëm me kartën. Më në fund, furnizimi me energji elektrike me një bateri 9V u integrua dhe u lidh me tela. Kur sensori mbaroi, ne ishim në gjendje të fillonim punën në marrës. Për këtë, në të njëjtën mënyrë si më parë, filluam duke bërë mbështetëset për dy kartat elektronike (mega mjedra dhe Arduino mega). Pastaj ne prerë lojëra elektronike për kabllo dhe priza nga mjedra. Moduli bluetooth u fiksua në të njëjtën mënyrë si më parë. Pastaj, vrimat u shpuan në krye të kutisë për të lejuar ajrosjen e dy bordeve elektronike dhe për të shmangur çdo rrezik të mbinxehjes. Për të përfunduar këtë hap, të gjithë kabllot ishin të lidhur dhe projekti vetëm duhet të fuqizohet dhe testohet.

Hapi 7: Përmirësimet

Për sa i përket përmirësimit, disa pika mund të evokohen:

- Zgjedhja e sensorit më performues. Në të vërtetë, ata nuk zbulojnë shpejt shfaqjen e amoniakut në ajër. Shtojini kësaj që pasi të jenë ngopur me amoniak, atyre u duhet një kohë e caktuar për ta hequr qafe atë.

- Përdoret një kartë arduino që ka drejtpërdrejt një modul Bluetooth siç përcaktohet në bazën e projektit tonë. Fatkeqësisht, Genuino 101 nuk është më i disponueshëm në tregun evropian.

- Integroni një ekran në kutinë ku ndodhet sensori për të njohur përqendrimin në mënyrë të vazhdueshme

- Siguroni ndërtimin automatik të një grafiku nga të dhënat e ruajtura në skedarin csv.