Sānu projekts: Ūdens tīrības testeris: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šis projekts bija daļa no manas mācību programmas manā Inženierzinātņu principu klasē kopā ar Berbawy kundzi. Viņa mums katram piešķīra 50 ASV dolāru budžetu, lai sagatavotu saprātīgu projekta priekšlikumu, kas būtu sasniedzams, tomēr apstrīdētu mūsu spējas.

Šis projekts ir balstīts uz šo MakeMagezine.com modeli. Tas mēra šķidruma elektrisko vadītspēju un atskaņo skaņu, pamatojoties uz vadītspēju. Jo skaļāka skaņa, jo tīrāks ūdens. Tas ir balstīts uz sprieguma dalītāja koncepciju. Jo vadošāks paraugs, jo lielāks spriegums tiek novirzīts uz ķēdes augšējo daļu, prom no skaļruņa. Tādējādi skaļrunis saņem mazāku spriegumu, samazinot tā radītās skaņas skaļumu.

Arduino kalpo kā nesējs starp ķēdi un datoru, kurā tiek fiksēti rādījumi. Šo projektu iedvesmoja nesenais projekts, ko biju paveicis klasē, kas bija ievads Arduino un maizes dēļiem. Kā soli uz priekšu, lai izaicinātu sevi un pielietotu apgūtos jēdzienus, es centos padarīt šo sarežģītāko projektu.

Piegādes

1. Maizes dēļa dubultā kopne

2. Arduino UNO

3. Jumper vadi

4. LM741 mikroshēmu komplekts

5. 555 taimera mikroshēma

6. 2-3 collu skaļrunis

7. 10K omu potenciometrs

8. LED

9. Patch auklas ar aligatora spailēm

10. Kartons (kastes konstrukcijai)

11. Penni (vara elektrodi)

1. darbība: ķēdes izveide

Pirmais solis ir ķēdes veidošana. Šai būvei izmantotā shēma sākotnēji man bija diezgan biedējoša tās sarežģītības dēļ. Pirms pieskarties fiziskajai ķēdei, ir labāk, ja jūs varat veikt simulāciju vai sava veida komponentu kartēšanu uz virtuālās maizes dēļa, kas atvieglotu fiziskās ķēdes izveidi. Šim nolūkam es izmantoju TinkerCAD. Vienkāršākais veids, kā sadalīt ķēdi, ir sadalīt to divās galvenajās sadaļās: augšējā daļa ap mikroshēmu LM741 un apakšējā daļa ap 555 taimeri un skaļruni. Sākotnēji projektā tika izmantoti pagaidu vadi, jo tos bija viegli pārvietot un apstrādāt. Galīgajā projektā tie vēlāk tika aizstāti ar taisniem džemperu vadiem. Tas atvieglo problēmu novēršanu un ķēdes elementu izsekošanu. Šis posms aizņēma visilgāko laiku, un tas tika pabeigts tikai gandrīz pašā projekta beigās.

2. darbība: ķēdes noregulēšana (smalka regulēšana)

Kad rudimentārā shēma bija pabeigta, vēl bija jāveic sīkāki pielāgojumi. Potenciometrs bija jākalibrē tā, lai skaļruņa radītā skaņa nebūtu ne pārāk vāja, ne pārāk skaļa. Kā minēts iepriekš, tas ir solis, kurā pagaidu vadi tika nomainīti uz pastāvīgajiem, kas bija galīgajā ķēdē. Tas aizņēma diezgan daudz laika, jo tika izmantots liels vadu skaits. Skaļruņa vadi tika arī apgriezti, lai skaļruni savienojošais maizes dēlis būtu pēc iespējas mazāks. Turklāt, lai uzlabotu ķēdes estētiku, kā arī samazinātu sabojāšanās iespēju, rezistori un gaismas diodes tika apgriezti.

Tika plānots arī integrēt skaļuma sensoru, lai izmērītu skaļruņa radītās skaņas skaļumu. Sensors sākotnēji būtu savienots ar Arduino analogo portu. Pēc tam sensoram tiktu izveidota Arduino programma, lai uztvertu rādījumus. Šī ideja vēlāk tika nokasīta, jo sensors nedarbojās, kā paredzēts, un tika aizstāts ar datoru, kas uztver rādījumus, izmantojot mikrofonu. Tas nav ideāli, jo dators ir liels un apjomīgs, taču tas bija labākais risinājums.

3. solis: pārbaudes posms

Šis ir viens no vissvarīgākajiem posmiem jebkura projekta dzīvē un dažreiz var būt ļoti kaitinošs. Problēmu pamanīšana šādā ķēdē var būt ļoti laikietilpīga un nomākta. Šādā gadījumā LED izmantošana var būt ļoti noderīga. LED ievietošanu daļā uz katra atsevišķa sērijas elementa var izmantot, lai pārbaudītu, vai caur šo ķēdes daļu plūst strāva.

Šis posms bija laiks, kurā tika veikta lielākā daļa būtisko projekta izmaiņu. Izmaiņas, piemēram, 5V ieejas iekļaušana 9V ievades vietā, bija viena no izmaiņām, kas tika panākta šajā posmā. 9V ieeja no skaļruņa radīja ļoti skaļu skaņu. Mainot Arduino strāvas ievadi uz 5 V., tas darbojās daudz labāk.

4. solis: kaste

Šī projekta daļa bija paredzēta estētikai un lai padarītu to kompaktāku un vieglāk lietojamu. Šis solis nekādā veidā neietekmēja projekta funkcionalitāti. Kastīte ir izgatavota no kartona, un augšējā daļa un viena no sāniem ir atvērta, lai viegli iebīdītu komponentus iekšā un ārā. Tas tika darīts, paturot prātā, ka Arduino kabelim jābūt viegli piestiprināmam pie ķēdes. Turklāt šis dizains padara ķēdi vizuāli pievilcīgāku. Man vajadzēja izgatavot lāzera griezuma kasti no koka, bet klasē pietrūka laika Covid-19 dēļ.

5. darbība: kredīti

Šis projekts nebūtu bijis iespējams bez Berbawy kundzes, kas nodrošināja finansējumu un materiālus šī projekta īstenošanai. Es esmu arī pateicīgs Svenam un Deividam, kuri man palīdzēja projekta īstenošanā, sniedzot noderīgus padomus un norādot, kā dažas daļas darbojas.