Olcsó vízhozam -érzékelő és környezeti kijelző: 8 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:48

A víz értékes erőforrás. Emberek millióinak nincs hozzáférése tiszta ivóvízhez, és naponta 4000 gyermek hal meg vízzel fertőzött betegségekben. Ennek ellenére továbbra is pazarolunk erőforrásainkkal. A projekt átfogó célja, hogy motiválja a fenntarthatóbb vízhasználati viselkedést és felhívja a figyelmet a globális vízproblémákra. Ez egy tanulságos módszer arra, hogyan lehet nyersen észlelni a vízáramlást egy csőben, és környezeti kijelzőt vezetni. Piezo -jelátalakítót, néhány LED -et és arduino -t használok. Az eszköz durva prototípusa annak, ami végül meggyőző technológiává válik, amely motiválja a fenntartható viselkedést és felhívja a figyelmet a vízhasználatra. Ez Stacey Kuznyecov és Eric Paulos projektje a Carnegie Mellon Egyetem Emberi Számítógépes Interakciós Intézetének Élő Környezetek Lab Laboratóriumában. Készítette: Stacey [email protected]://staceyk.orgEric [email protected]:// www. paulos.net/Living Environments Labhttps://www.living-environments.net A piezo -jelátalakító használatakor jobb teljesítményt érhet el, ezért ez az utasítás a piezo -megközelítést részletezi. Külön köszönet Briam Limnek, Bryan Pendletonnak, Chris Harrisonnak és Stuart Andersonnak a segítségért a projekt ötleteiben és tervezésében!

Lépés: Gyűjtse össze az anyagokat

Szükséged lesz:- kenyértáblára- mikrokontrollerre (egy Arduino-t használtam)- masztikára- piezo-átalakítóra (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- néhány LED-re (2 sárga, 2 piros, 2 zöld)- Gyertyatartó vagy hasonló méretű tartály- Vezeték- 1 Mohm (vagy más nagy értékű) ellenállás- 4,7K ellenállás (3)- 1K ellenállás (1)- Alacsony értékű ellenállás (a LED-ekhez)- Vágóhuzalok- Jumper vezetékek- Mastic- op erősítő (LM613)

2. lépés: Építse fel az áramkört

Az áramkör egy erősítőből áll, amely növeli a jelet a piezo-ból, és egy feszültségosztóból, amely megemeli az alapfeszültséget. A piezo-ból álló két bemenet között nagy értékű ellenállás található, amely a jel lehúzható ellenállóként működik.

3. lépés: Ellenőrizze az áramkört

Csatlakoztassa a piezo -t az áramkörhöz, és csatlakoztassa az arduino -t. A feszültségosztó az alapfeszültséget 2,5 V -ra állítja, így a jel alapjelének 512 körül kell lennie az Arduino analóg tűn (félúton 0 és 1023 között). Az enyém +/- 30 között ingadozik 520 körül. E szám körül némi ingadozást láthat.

4. lépés: Kalibrálja az érzékelőt a rezgések észlelésére

Amikor a csapot elzárják, a cső rezgései miatt a piezo ingadozó áramot generál. Mivel az alapolvasás 520 körül csökken, a rezgések észleléséhez amplitúdót számolhat e szám körül. A küszöbérték 130 -ra van állítva, de ezt növelheti vagy csökkentheti az érzékelni kívánt rezgés típusától és az adott piezo -darab érzékenységétől függően. A jel teszteléséhez masztix segítségével rögzítse a piezo -t egy sík felülethez. Próbálja meg megérinteni vagy karcolni a felületet különböző helyeken és különböző intenzitásokkal, hogy megtudja, milyen típusú leolvasásokat kap az Arduino -n. A zaj csökkentése érdekében javaslom a bemenet mozgóátlagának kiszámítását. Ez egy nyers módszer a hullám amplitúdójának meghatározására, amely elkerüli a véletlenszerű statikus áram miatti hamis pozitív eredményeket. A fejlettebb módszerek, mint például az FFT is használhatók. // Minta Codeint érzékelő = 2; // Analóg inint val = 0; // Az aktuális érték analóg pinint avg; // A hullám amplitúdó futási átlagaint MIDPOINT = 520; // Bázisolvasás érvénytelen beállítás () {Serial.begin (9600); avg = KÖZÉP; // átlag beállítása a középpontnál} void loop () {val = analogRead (sensor); // Hullám amplitúdó kiszámítása if (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } else {val = MIDPOINT - val; } // futó átlag kiszámítása fr a amplitúdó avg = (avg * 0,5) + (val * 0,5); ha (átlag> 130) {// rezgés észlelve! Serial.println ("TAP"); késleltetés (100); // késleltetés annak biztosítására, hogy a soros port ne legyen túlterhelve}}

5. lépés: Hozzon létre környezeti kijelzőt

Ha az érzékelő megfelelően működik, akkor környezeti kijelzőt is hozzáadhat az információk megjelenítéséhez. A LED -ek úgy vannak párosítva, hogy minden szín két LED -del világít. Ehhez csatlakoztassa egymáshoz az egyes színek „in” (rövid) vezetékét, és használjon alacsony értékű ellenállást, mielőtt az Arduino-hoz csatlakozik. Csatlakoztassa az összes LED földelő (hosszabb) vezetékét, és csatlakoztassa az Arduino földjéhez. Ha a LED-ek csatlakoztatva vannak, használja a gyertyatartót a kijelző elhelyezéséhez. Mivel a gyertyatartó alumíniumból készült, érdemes a szigetelőt, például egy műanyagdarabot a tartály aljára helyezni, mielőtt behelyezné a LED -eket, hogy megakadályozza az áramkör rövidzárlatát.

6. lépés: Használja az érzékelőadatokat a kijelző meghajtásához

Körülbelül 10 másodpercbe telik, amíg kezet mosok. Így úgy programoztam a kijelzőt, hogy a csap nyitása után az első 10 másodpercben zöld lámpát mutasson. 10 másodperc elteltével a sárga LED bekapcsol. A kijelző pirosra vált, ha a víz 20 másodperc után is világít, és elkezd villogni a piros lámpa, ha a csap 25 másodpercig vagy tovább fut. Használd a fantáziádat alternatív kijelzők készítéséhez!

7. lépés: Szerelje fel az érzékelőt és a kijelzőt egy vízvezetékre

Használjon masztixot vagy agyagot a piezo rögzítéséhez a csaphoz, és egy másik réteg masztixot, hogy rögzítse a kijelzőt a tetején. Előfordulhat, hogy a 4. lépéstől újra be kell állítania a küszöb amplitúdóját vagy a „MIDPOINT” értéket. A jelet a hőmérséklet is kissé befolyásolhatja a csőből.

8. lépés: Jövőbeli javaslatok

Dönthet úgy, hogy lemeríti az Arduino akkumulátort. Egy közelgő oktatóanyag megmutatja, hogyan kell futtatni ezt a kijelzőt úgy, hogy közvetlenül a folyó vízből merít áramot, vagy a környező környezeti fény energiáját hasznosítja!