Sensori i rrjedhës së ujit me kosto të ulët dhe Ekrani i ambientit: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:31

Uji është një burim i çmuar. Miliona njerëz nuk kanë qasje në ujë të pijshëm të pastër dhe deri në 4000 fëmijë vdesin nga sëmundjet e kontaminuara me ujë çdo ditë. Megjithatë, ne vazhdojmë të jemi të kotë me burimet tona. Qëllimi kryesor i këtij projekti është të motivojë sjelljen më të qëndrueshme të përdorimit të ujit dhe të rrisë ndërgjegjësimin për çështjet globale të ujit. Ky është një udhëzues se si të zbuloni vrazhdësisht rrjedhën e ujit në një tub dhe të drejtoni një ekran ambienti. Unë jam duke përdorur një dhënës piezo, disa LED dhe një arduino. Pajisja është një prototip i përafërt i asaj që përfundimisht do të bëhet një teknologji bindëse që motivon sjellje të qëndrueshme dhe rrit ndërgjegjësimin për përdorimin e ujit. Ky është një projekt nga Stacey Kuznetsov dhe Eric Paulos në Living Environments Lab, në Institutin Carnegie Mellon University Human Human Interaction Institute. Prodhuar nga Stacey [email protected]://staceyk.orgEric [email protected]:// www. video më poshtë ilustron një version të mëparshëm të këtij projekti, ku përdoret një mikrofon në vend të një elementi piezo për të zbuluar rrjedhjen e ujit. Ju do të arrini performancë më të mirë kur përdorni një dhënës piezo, kështu që kjo e udhëzueshme detajon qasjen piezo. Falenderime të veçanta për Briam Lim, Bryan Pendleton, Chris Harrison dhe Stuart Anderson për ndihmën me idetë dhe dizajnin e këtij projekti!

Hapi 1: Mblidhni materiale

Ju do të keni nevojë:- Breadboard- Mikrokontrollues (kam përdorur një Arduino)- Mastic- Piezo Transducer (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- Disa LED (kam përdorur 2 të verdhë, 2 të kuqe, 2 jeshile)- Mbajtës qiri ose enë me madhësi të ngjashme- Tela- 1 Mohm (ose vlerë tjetër e madhe) Rezistenca 4.7K (3)- Rezistorë 1K (1)- Rezistorë me vlerë të ulët (për LED-të)- Telat e prerjes- Telat e kërcyesit- Mastiku- op amp (LM613)

Hapi 2: Ndërtoni qarkun

Qarku përbëhet nga një përforcues për të rritur sinjalin nga piezo dhe një ndarës i tensionit për të ngritur tensionin bazë. Ekziston një rezistencë me vlerë të lartë midis dy hyrjeve që formojnë piezo, e cila vepron si një rezistencë tërheqëse për sinjalin.

Hapi 3: Testoni qarkun

Bashkangjitni piezo -n në qark dhe lidhni arduinon. Ndarësi i tensionit vendos tensionin bazë në 2.5V, kështu që leximet bazë për sinjalin duhet të jenë rreth 512 në kunjin analog Arduino (gjysma e rrugës midis 0 dhe 1023). Miniera luhatet +/- 30 rreth 520. Mund të shihni disa luhatje rreth këtij numri.

Hapi 4: Kalibroni sensorin tuaj për të zbuluar dridhjet

Kur rubineti është i hapur, dridhjet e tubit do të bëjnë që piezo të krijojë një rrymë të luhatshme. Meqenëse leximi bazë zvogëlohet rreth 520, ju mund të llogaritni një amplitudë rreth këtij numri për të zbuluar dridhjet. Pragu im është vendosur në 130, por ju mund ta rritni ose zvogëloni këtë në varësi të llojeve të dridhjeve që dëshironi të ndjeni dhe ndjeshmërisë së pjesës tuaj të veçantë piezo. Për të testuar sinjalin, përdorni mastikë për të bashkuar piezo në një sipërfaqe të sheshtë. Provoni të prekni ose gërvishtni sipërfaqen në vende të ndryshme dhe intensitete të ndryshme shikoni se çfarë lloj leximesh merrni në Arduino. Për të zvogëluar zhurmën, unë rekomandoj llogaritjen e një mesatareje lëvizëse të hyrjes. Kjo është një mënyrë e papërpunuar për të përcaktuar amplitudën e valës që shmang pozitivët e rremë për shkak të rrymës statike të rastësishme. Mund të përdoren gjithashtu metoda më të avancuara të tilla si FFT.// Mostra Codeint sensor = 2; // inint analoge val = 0; // Leximi aktual për mesatarisht pinint analog; // Mesatarja e funksionimit të amplitudës së valës MIDPOINT = 520; // Baza e leximitvoid setup () {Serial.begin (9600); mesatare = PIK MIDMINDJE; // vendos mesataren në pikën e mesit} lak void () {val = analogRead (sensor); // Llogarit amplituesin e valës nëse (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } else {val = MIDPOINT - val; } // njehso mesataren e vrapimit nga amplituti avg = (avg * 0.5) + (val * 0.5); nëse (mesatarisht> 130) {// dridhje të zbuluara! Serial.println ("TAP"); vonesa (100); // vonesë për të siguruar që porti serik nuk është i mbingarkuar}}

Hapi 5: Krijoni një Ekran Ambienti

Nëse sensori juaj po punon si duhet, mund të shtoni një ekran ambienti për të treguar informacionin. LED -et e mia janë çiftuar në mënyrë që çdo ngjyrë të ndriçohet nga dy LED. Për ta bërë këtë, bashkoni lidhësin "in" (të shkurtër) të secilës ngjyrë së bashku dhe përdorni një rezistencë me vlerë të ulët para se të lidheni me Arduino. Lidhni plumbin e tokëzimit (më të gjatë) të të gjitha LED-ve dhe ngjiteni në tokë në Arduino. Pasi të jenë lidhur LED, përdorni mbajtësin e qirinjve për të vendosur ekranin. Meqenëse mbajtësja e qirinjve është prej alumini, mund të dëshironi të vendosni një izolator të tillë si një copë plastike, në pjesën e poshtme të enës para se të futni LED -të për të parandaluar që qarku të shkurtohet.

Hapi 6: Përdorni të dhënat e sensorit për të drejtuar ekranin

Më duhen rreth 10 sekonda për të larë duart. Kështu, unë kam programuar ekranin që të tregojë një dritë jeshile për 10 sekondat e para pasi të jetë hapur rubineti. Pas 10 sekondash, LED të verdhë ndizen. Ekrani kthehet i kuq nëse uji mbetet i ndezur pas 20 sekondash dhe fillon të ndezë dritën e kuqe nëse rubineti mbetet i hapur për 25 sekonda ose më shumë. Përdorni imagjinatën tuaj për të krijuar ekrane alternative!

Hapi 7: Montoni sensorin dhe shfaqeni në një tub uji

Përdorni mastikë ose argjilë për të lidhur piezo në rubinet, dhe një shtresë tjetër mastike për të siguruar ekranin në krye. Ju mund të keni nevojë të rregulloni amplituda e pragut tuaj ose 'MIDPOINT' nga hapi 4. Sinjali gjithashtu mund të ndikohet pak nga temperatura të tubit.

Hapi 8: Sugjerimet e së ardhmes

Ju mund të zgjidhni ta largoni Arduino nga një bateri. Një mësim i ardhshëm do t'ju tregojë se si ta përdorni këtë ekran duke tërhequr energji drejtpërdrejt nga vetë uji i rrjedhshëm, ose duke shfrytëzuar energjinë e dritës së ambientit përreth!