Probe Air Dengan Arduino Uno: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Dalam tutorial ini, anda akan belajar cara memasang probe air DIY anda sendiri untuk mengukur kekonduksian, oleh itu tahap pencemaran cecair.

Probe air adalah alat yang agak mudah. Cara kerjanya bergantung pada fakta bahawa air tulen sebenarnya tidak membawa muatan elektrik dengan baik. Oleh itu, apa yang sebenarnya kita lakukan dengan peranti ini adalah menilai kepekatan zarah konduktif yang terapung di dalam air (kebanyakannya tidak konduktif).

Air jarang sekali merupakan formula formula kimia asasnya: dua atom hidrogen dan satu oksigen. Biasanya, air adalah campuran yang juga merangkumi bahan lain yang telah larut ke dalamnya, termasuk mineral, logam, dan garam. Dalam kimia, air adalah pelarut, bahan lain adalah zat terlarut, dan digabungkan mereka membuat larutan. Pelarut mencipta ion: atom yang membawa muatan elektrik. Ion-ion inilah yang sebenarnya menggerakkan elektrik melalui air. Itulah sebabnya mengukur kekonduksian adalah kaedah yang baik untuk mengetahui seberapa murni (benar-benar tidak bersih) sampel air: semakin banyak bahan yang larut dalam larutan berair, semakin cepat elektrik akan melaluinya.

Bekalan

• 1x papan Arduino Uno
• 1x 5x7cm PCB
• 1x tiang pengikat pemasangan casis Kawat teras pepejal
• Perintang 1x 10kOhm
• jalur kepala lelaki untuk arduino

Langkah 1: Himpunkan Probe

Video proses pemasangan boleh didapati di sini.

Pasangkan helai kepala lelaki (kira-kira 10 pin) ke PCB.

Hati-hati bahawa satu pin perlu masuk ke GND di papan arduino, yang lain ke A5 dan yang ketiga ke A0. Ambil perintang 10kOhm. Solder satu hujung ke pin header yang masuk ke GND pada papan arduino, ujung perintang yang lain ke pin header yang berakhir pada A0 di papan arduino. Dengan cara ini perintang pada dasarnya akan membuat jambatan antara GND dan A0 pada papan arduino.

Ambil dua kepingan dawai teras pepejal (masing-masing panjangnya kira-kira 30cm) dan lepaskan kedua-dua hujung setiap kepingan. Pateri satu hujung wayar pertama ke pin header yang berakhir di A5; pateri satu hujung bahagian kedua wayar ke pin header yang berakhir di A0 pada papan arduino.

Sambungkan hujung wayar teras pepejal yang lain ke tiang pengikat. Satu hujung masuk ke bahagian merah tiang, hujung yang lain masuk ke bahagian hitam dari tiang pengikat.

Sekarang potong dua kepingan dawai teras pepejal (masing-masing kira-kira 10 cm), dan lepaskan kedua-dua hujung setiap wayar. Sambungkan satu hujung setiap kepingan wayar ke hujung logam tiang pengikat. Gunakan selak untuk menahan wayar teras pepejal di tempatnya. Keriting hujung yang lain.

Terakhir, cuba letakkan PCB di papan arduino, dan pastikan satu pin masuk ke GND, yang lain ke A0 dan pin ketiga ke A5.

Langkah 2: Program Arduino Board

Untuk mempunyai probe air yang berfungsi, anda perlu memuat naik program tertentu ke papan arduino uno.

Inilah lakaran yang perlu anda muat naik:

/ * Sketsa Monitor Kekonduksian Air untuk alat Arduino yang mengukur kekonduksian elektrik air. Contoh kod ini berdasarkan contoh kod yang berada di domain awam. * / const float ArduinoVoltage = 5.00; // TUKAR INI UNTUK 3.3v Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; perintang pengapung constValue = 10000.0; ambang int = 3; int inputPin = A0; int ouputPin = A5; batal persediaan () {Serial.begin (9600); pinMode (ouputPin, OUTPUT); pinMode (inputPin, INPUT); } gelung void () {int analogValue = 0; int oldAnalogValue = 1000; float returnVoltage = 0.0; rintangan apungan = 0.0; Siemens berganda; apungan TDS = 0.0; while (((oldAnalogValue-analogValue)> ambang) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("Adakah anda pasti ini bukan logam?"); kelewatan (5000);}

Kod lengkap juga terdapat di sini.

Langkah 3: Menggunakan Probe Air

Selepas anda memuat naik kod, celupkan kedua hujung air curly ke dalam cecair dan buka monitor bersiri.

Anda semestinya mendapat bacaan dari probe, yang memberi anda gambaran kasar mengenai ketahanan cecair, oleh itu kekonduksiannya.

Anda boleh menguji sama ada probe anda berfungsi dengan betul, hanya dengan menghubungkan kedua hujung keriting ke sekeping logam. Sekiranya monitor bersiri mengembalikan mesej berikut: "Adakah anda yakin ini bukan logam?", Anda boleh memastikan bahawa siasatan memberi anda bacaan yang tepat.

Untuk air paip, anda seharusnya mendapat kekonduksian sekitar 60 microSiemens.

Sekarang cuba tambahkan sedikit cecair pencuci ke dalam air dan lihat bacaan anda.

Kali ini, kekonduksian cecair menaikkan sekitar 170 mikroSiemens.

Langkah 4: Pencemaran Air

Terdapat hubungan langsung antara kekonduksian air dan pencemaran air. Oleh kerana kekonduksian adalah petunjuk jumlah bahan asing yang dilarutkan dalam air, maka semakin banyak cecair yang konduktif, semakin tercemar juga.

Akibat pencemaran air adalah negatif dalam banyak hal. Salah satu contohnya adalah berkaitan dengan ketegangan permukaan konsep.

Kerana kekutuban mereka, molekul air sangat tertarik satu sama lain, yang memberi air ketegangan permukaan yang tinggi. Molekul di permukaan air "melekat bersama" untuk membentuk sejenis 'kulit' di atas air, cukup kuat untuk menyokong objek yang sangat ringan. Serangga yang berjalan di atas air memanfaatkan ketegangan permukaan ini. Ketegangan permukaan menyebabkan air bergumpal dan tidak tersebar di lapisan nipis. Ia juga membolehkan air bergerak melalui akar dan batang tumbuhan dan saluran darah terkecil di dalam badan anda - kerana satu molekul bergerak ke atas akar pokok atau melalui kapilari, ia 'menarik' yang lain dengannya.

Namun, apabila bahan asing (mis. Cairan pencuci) dilarutkan ke dalam air, ini mengubah ketegangan permukaan air sama sekali, menyebabkan sejumlah masalah.

Satu eksperimen yang boleh anda jalankan di rumah akan membantu menggambarkan ketegangan permukaan dan akibat pencemaran air.

Ambil klip kertas dan turunkan dengan lembut ke mangkuk berisi air. Klip kertas hendaklah tetap berada di permukaan dan terapung.

Namun, jika satu tetes cairan pencuci atau bahan kimia lain dimasukkan ke dalam mangkuk air, ini akan menyebabkan klip kertas segera tenggelam.

Analogi di sini adalah antara klip kertas dan serangga yang memanfaatkan ketegangan permukaan air untuk berjalan di atasnya. Oleh kerana bahan asing diperkenalkan di takungan air (seperti tasik, sungai, dll.) Tegangan permukaan berubah, dan serangga ini tidak lagi dapat mengapung di permukaan. Akhirnya ini memberi kesan kepada kitaran hidup mereka.

Anda boleh menonton video percubaan ini di sini.