Sada chemické sondy Arduino - teplota a vodivost: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Učitel chemie, se kterým pracuji, chtěl nechat své studenty postavit senzorovou soupravu pro testování vodivosti a teploty. Vytáhli jsme několik různých projektů a zdrojů a já je spojil do jednoho projektu. Spojili jsme projekt LCD, sondu vodivosti a sondu teplotního senzoru.

Na obrázku je konečný produkt.

Krok 1: Spotřební materiál

Budete potřebovat:

• Arduino Uno (použil jsem sadu Sparkfun Inventors)
• Prkénko
• Propojovací dráty
• Alligator Clip dráty
• Rezistory 10K Ohm (x2)
• LCD displej
• Teplotní senzor (DS18B20)
• Sonda vodivosti (DIY verze v kroku 6)
• Elektrická páska
• Páječka
• Pájka
• Řezačka/odizolovač drátu
• Kleště

Krok 2: Schéma zapojení

Abych vytvořil plán, podle kterého by se mohli studenti řídit, naučil jsem se, jak vytvořit schéma zapojení. Použil jsem software Fritzing.

Krok 3: Sestavte obvod LCD

Koncepčně jsem to rozdělil na 3 části; LCD, teplotní senzor a sonda vodivosti.

Obvod LCD jsem postavil podle pokynů v příručce Sparkfun Inventor's Kit Guide: Circuit #15. Nebudu se pokoušet vypsat všechna připojení pinů (prostudujte schéma zapojení).

Mods to the original design:

• Posunul jsem LCD na horní konec prkénka, abych mohl ušetřit místo na spodním konci desky.
• Otočil jsem modrý trimpot o 180* a vyměnil kladné a záporné vodiče tak, aby odpovídaly.

Po dokončení zapojení jsem nahrál základní testovací skicu LCD.

Od nepaměti by všechny první kódovací programy měly být „HELLO WORLD“.

Krok 4: Připravte snímač teploty

Na fotce na fotce jsou původní holé dráty. V původní konfiguraci jsou příliš krátké.

Kroky k dosažení použitelných konců:

1. Odizolujte černý plášť o jeden nebo dva palce navíc
2. Odizolujte jednotlivé vodiče a odhalte 0,5 palce mědi
3. Cínujte měděnou měď, aby mohly být vloženy do prkénka

Krok 5: Připojte snímač teploty

Čidlo teploty má 3 vodiče

• Červená = Vcc (pozitivní)
• Černá = zem (negativní)
• Bílá = signál

Červený a černý vodič přecházejí do příslušných kladných a záporných kolejnic na prkénku. Dokumentace k teplotnímu čidlu (na webu Sparkfun) je řídká. Mnoho recenzí však uvedlo, že potřebujete vytahovací odpor 10K Ohm. Po pokusu a omylu jsem zjistil, že je to správné. Toto je také digitální teplotní senzor, takže se musí zapojit do digitálních pinů na Arduinu.

Zapojení bílého drátu

• Bílý senzorový vodič je zapojen do řady 25 na desce chleba (jakákoli řada je v pořádku)
• Rezistor 10K Ohm je zapojen do řady 25 a kladné kolejnice (toto je pull-up odpor)

• Do řady 25 a digitálního pinu 7 na Arduinu je zapojen bílý propojovací vodič.

  Snažil jsem se kvůli jednoduchosti ponechat své propojovací vodiče bílé, ale jakákoli barva bude fungovat

Krok 6: Sonda vodivosti DIY

Při sestavování snímače vodivosti jsem postupoval podle pokynů v tomto příkladu.

Pomocí kousku nichromového drátu (získaného od učitele chemie) jsem ustřihl dvě stejné délky asi 6 dlouhé. Ohnul jsem je, jak je vidět na fotografiích, a nalepil je páskou na část Bic pen (zbylo z mého Perfect Pocket Pen) s elektrickou páskou. Se smyčkami na vodičích sondy mohu pomocí aligátorových svorek připojit sondu k prkénku.

Alternativy:

Testovali jsme tento koncept sondy vodivosti pomocí „drátu“vyrobeného neohýbanými sponkami. Díky tomu jsme měli podobné hodnoty a s největší pravděpodobností použijeme sponky se studenty. Drát na kancelářské sponky pravděpodobně zkoroduje mnohem rychleji, ale jedná se v zásadě o vyhozený spotřební materiál.

Krok 7: Připojte sondu vodivosti

Opět jsme podle těchto pokynů zapojili sondu do prkénka a arduina.

Připojte sondu:

• ČERVENÝ propojovací vodič je zapojen do kladné kolejnice

  ČERVENÁ aligátorová svorka spojuje tento ČERVENÝ vodič s jednou stranou sondy vodivosti

• Odpor 10k Ohm je zapojen do řady 28 a negativní kolejnice
• BÍLÝ propojovací vodič je zapojen do řady 28 a analogového pinu A0 na Arduinu

• ČERNÝ propojovací vodič je zapojen do řady 28

  ČERNÁ aligátorová svorka spojuje tento ČERNÝ vodič s druhou stranou sondy vodivosti

Krok 8: Kódování

Opět jsem spojil kód ze 3 projektů; LCD, teplota a vodivost. Je to docela jednoduché a kód je dobře okomentován. Aby to fungovalo, budete si muset stáhnout a nainstalovat nějaké další knihovny. Budete potřebovat knihovny DallasTemperature a OneWire.