Vízszonda Arduino Uno -val: 4 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Ebben az oktatóanyagban megtanulhatja, hogyan kell összeszerelni saját DIY vízszondáját a vezetőképesség méréséhez, tehát bármilyen folyadék szennyezettségének mértékéhez.

A vízszonda viszonylag egyszerű eszköz. Működése azon a tényen alapul, hogy a tiszta víz valójában nem hordoz elektromos töltést. Tehát, amit valójában ezzel az eszközzel csinálunk, a (többnyire nem vezető) vízben lebegő vezető részecskék koncentrációjának felmérése.

A víz nagyon ritkán csak alapvető kémiai képletének összege: két hidrogénatom és egy oxigénatom. Jellemzően a víz olyan keverék, amely más, benne oldott anyagokat is tartalmaz, beleértve az ásványokat, fémeket és sókat. A kémiában a víz az oldószer, a többi anyag az oldott anyag, és együttesen oldatot alkotnak. Az oldott anyagok ionokat hoznak létre: atomok, amelyek elektromos töltést hordoznak. Ezek az ionok mozgatják az elektromos áramot a vízen keresztül. Ezért a vezetőképesség mérése jó módja annak, hogy megtanuljuk, mennyire tiszta (valójában mennyire tisztátalan) egy vízminta: minél több anyagot oldunk fel a vizes oldatban, annál gyorsabban áramlik át rajta az áram.

Kellékek

• 1x Arduino Uno tábla
• 1x 5x7cm NYÁK
• 1x alvázra rögzítő rögzítőoszlop Tömör huzal
• 1x 10kOhm ellenállás
• férfi fejléc csíkok arduino számára

1. lépés: Szerelje össze a szondát

Az összeszerelés folyamatáról készült videó itt érhető el.

Forrasztjon egy csík hím fejlécet (kb. 10 érintkező) a NYÁK -ra.

Vigyázzon, hogy az egyik tűnek be kell mennie a GND -be az arduino táblán, egy másiknak az A5 -be, a harmadiknak az A0 -ba. Fogja meg a 10 kOhm -os ellenállást. Forrasztja az egyik végét a fejléc csapjára, amely az arduino táblán a GND -be megy, az ellenállás másik vége pedig a fejléc csapjára, amely az arduino tábla A0 -n végződik. Így az ellenállás alapvetően hidat hoz létre a GND és az A0 között az arduino táblán.

Fogjon meg két darab szilárd maghuzalt (kb. 30 cm hosszú), és csíkozza le az egyes darabok mindkét végét. Forrasztja az első huzal egyik végét az A5 végű fejlécre; forrasztja a második huzaldarab egyik végét a fejrészre, amely A0 -val végződik az arduino táblán.

Csatlakoztassa a tömör huzaldarabok másik végét a kötőoszlophoz. Az egyik vége az oszlop piros részébe, a másik vége a kötőoszlop fekete részébe kerül.

Most vágjon le két darab szilárd maghuzalt (kb. 10 cm hosszú), és csavarja le mindkét huzal mindkét végét. Csatlakoztassa az egyes huzaldarabok egyik végét a kötőoszlop fémvégeihez. A csavarokkal rögzítse a tömör huzalt a helyén. Göndörítse a másik végét.

Végül helyezze el a PCB -t az arduino táblára, és győződjön meg arról, hogy az egyik érintkező a GND -be, a másik az A0 -ba, a harmadik pedig az A5 -be kerül.

2. lépés: Programozza be az Arduino táblát

Ahhoz, hogy működő vízszonda legyen, fel kell töltenie egy adott programot az arduino uno táblára.

Íme a vázlat, amelyet fel kell töltenie:

/* Vízvezetőképesség -monitor vázlata egy Arduino eszközhöz, amely a víz elektromos vezetőképességét méri. Ez a példakód a közkincsben található példakódon alapul. */ const float ArduinoVoltage = 5,00; // VÁLTOZTASD EZT 3.3V -ra Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; const úszó ellenállásValue = 10000,0; int küszöb = 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; float returnVoltage = 0,0; lebegési ellenállás = 0,0; dupla Siemens; úszó TDS = 0,0; while ((((oldAnalogValue-analogValue)> küszöbérték) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("Biztos benne, hogy ez nem fém?"); delay (5000);}

A teljes kód itt is elérhető.

3. lépés: A vízszonda használata

Miután feltöltötte a kódot, mártsa a vízszonda két göndör végét folyadékba, és nyissa ki a soros monitort.

Leolvasást kell kapnia a szondától, amely nagyjából képet ad a folyadék ellenállásáról, tehát a vezetőképességéről.

Könnyedén tesztelheti, hogy a szonda megfelelően működik -e, ha csak összekapcsolja a két göndör véget egy fémdarabbal. Ha a soros monitor a következő üzenetet adja vissza: „Biztos benne, hogy ez nem fém?”, Akkor biztos lehet benne, hogy a szonda pontos leolvasást ad.

A csapvíz esetében körülbelül 60 mikroSiemens vezetőképességűnek kell lennie.

Most próbáljon mosogatószert hozzáadni a vízhez, és nézze meg, milyen értékeket kap.

Ezúttal a folyadék vezetőképessége körülbelül 170 mikroSiemens -re emelkedik.

4. lépés: Vízszennyezés

Egyértelmű kapcsolat van a vízvezetés és a vízszennyezés között. Mivel a vezetőképesség a vízben oldott idegen anyagok mennyiségét jelzi, ebből következik, hogy minél vezetőképesebb egy folyadék, annál szennyezettebb is.

A vízszennyezés következményei sok szempontból negatívak. Az egyik példa a felületi feszültség fogalmához kapcsolódik.

Polaritásuk miatt a vízmolekulák erősen vonzódnak egymáshoz, ami nagy felületi feszültséget kölcsönöz a víznek. A víz felszínén lévő molekulák „összetapadnak”, és egyfajta „bőrt” képeznek a vízen, elég erősek ahhoz, hogy eltartsák a nagyon könnyű tárgyakat. A vízen járó rovarok kihasználják ezt a felületi feszültséget. A felületi feszültség hatására a víz cseppekben gyűlik össze, nem pedig vékony rétegben. Ezenkívül lehetővé teszi a víz mozgását a növények gyökerén és szárán, valamint a test legkisebb erein - ahogy az egyik molekula felfelé mozog a fa gyökerén vagy a kapillárison, „magával húzza” a többieket.

Ha azonban idegen anyagokat (pl. Mosogatószert) vízben oldunk, ez teljesen megváltoztatja a víz felületi feszültségét, ami számos problémát okoz.

Egy kísérlet, amelyet otthon végezhet, segít szemléltetni a felületi feszültséget és a vízszennyezés következményeit.

Fogjon egy gemkapocsot, és finoman engedje le egy vízzel teli tálra. Ezután a gemkapocsnak a felületen kell maradnia és lebegnie kell.

Ha azonban egyetlen csepp mosogatószert vagy más vegyszert vezet be a tálba vízzel, a papírkapocs azonnal elsüllyed.

Az analógia itt a gemkapocs és azok a rovarok között van, amelyek a víz felületi feszültségét kihasználva járnak rajta. Amint idegen anyagok kerülnek egy víztározóba (legyen az tó, patak stb.), A felületi feszültség megváltozik, és ezek a rovarok már nem tudnak lebegni a felszínen. Végső soron ez befolyásolja életciklusukat.

A kísérletről készült videót itt nézheti meg.