Σύστημα παρακολούθησης νερού (Arduino Uno) WIP: 9 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό το σύστημα χρησιμεύει ως επανάληψή μου μιας συσκευής παρακολούθησης νερού χαμηλού κόστους μέσα σε έναν μικρό παράγοντα μορφής. Έμπνευση για αυτό το σχέδιο προήλθε από μια εκδήλωση Ολυμπιάδας Επιστημών που ονομάζεται Ποιότητα νερού. Αυτό που αρχικά ήταν απλώς ένας μετρητής αλατότητας, εξελίχθηκε σε αυτό το σύστημα που ανιχνεύει τη θερμοκρασία, το pH και τη θολερότητα οποιασδήποτε πηγής νερού.

Βήμα 1: Τα υλικά

Δείτε τι χρειάζεστε για να ολοκληρώσετε αυτό το έργο.

Λίστα μερών

• Arduino Uno
• Πρόγραμμα Arduino
• Breadboard
• Κουτί από χαρτόνι
• Πρόγραμμα Fritzing
• Σωλήνας θερμοσυρρίκνωσης
• Jumper Wires
• Ενότητα GPS
• Μονάδα LCD
• Ενότητα κάρτας SD
• Αισθητήρας pH
• Αισθητήρας θερμοκρασίας
• Αισθητήρας θολερότητας

Λίστα εργαλείων

• Συγκολλητικός
• Θερμικό όπλο
• Ψαλίδι
• Κόλλα μετάλλων
• Συγκολλητικό σίδερο
• Ταινία-κασέτα
• Συρματόσχοινα

Βήμα 2: Ρύθμιση του κουτιού

Αυτή η οθόνη είναι πολύ ελαφριά και ευέλικτη σε συντελεστή μορφής. Ξεκινήστε βρίσκοντας ένα πλαίσιο για την αποθήκευση ολόκληρης της θήκης (τουλάχιστον # κυβικά ίντσες) και κόβοντας τις απαραίτητες τρύπες (1 # x # ίντσα ορθογώνιο και κύκλο διαμέτρου 1 # ίντσας) για τη μονάδα LCD και τους αισθητήρες για να μπορούν να λειτουργούν σωστά Το Στο παράδειγμά μου, τροποποίησα ένα κουτί από χαρτόνι για το σασί μου.

Περίληψη

1. Βρείτε ένα δοχείο για να αποθηκεύσετε το σύστημα που είναι τουλάχιστον (# x # x # ίντσες)
2. Κόψτε 2 οπές (ορθογώνιο # x # ίντσας και κύκλο διαμέτρου # ίντσας)

Βήμα 3: Ρύθμιση Arduino & Breadboard

Αφού το πλαίσιο έχει επιλεγεί και έχει τροποποιηθεί σωστά, συνδέστε τις οπές Arduino 5V και GND με καλώδια βραχυκυκλωτή στις γραμμές + και - bus (οι οπές κατά μήκος της μακράς κόκκινης γραμμής για + και οι οπές κατά μήκος της μπλε γραμμής για -). Τώρα το breadboard θα τροφοδοτείται όταν το Arduino είναι ενεργοποιημένο και αυτό θα είναι το θεμέλιο για τα υπόλοιπα εξαρτήματα.

Περίληψη

Συνδέστε τις οπές Arduino 5V και GND στις γραμμές λεωφορείων + και - που θα χρησιμοποιήσετε στην σανίδα ψωμιού

Βήμα 4: Σύνδεση αισθητήρων

Και οι τρεις αισθητήρες σε αυτό το έργο χρησιμοποιούν σχεδιασμό 3 καλωδίων, με το κόκκινο καλώδιο να συνδέεται στην τροφοδοσία, το μαύρο στη γείωση και το κίτρινο/μπλε να συνδέεται με τον αντίστοιχο πείρο εισόδου. Το καλώδιο εισόδου του αισθητήρα θερμοκρασίας συνδέεται με το #, το καλώδιο εισόδου του αισθητήρα pH στο #και η είσοδο θολερότητας στο #. Εάν είναι απαραίτητο, χρησιμοποιήστε ένα συγκολλητικό σίδερο και ένα συγκολλητικό υλικό για να δημιουργήσετε μια σταθερή σύνδεση και σωλήνες θερμοσυρρίκνωσης για να προσθέσετε στη δομική ακεραιότητα της σύνδεσης.

Περίληψη

1. Συνδέστε τους αισθητήρες στο breadboard, κόκκινο στη γραμμή + λεωφορείου, μαύρο στη γραμμή - bus και κίτρινο/μπλε στις σωστές υποδοχές εισόδου στο Arduino.
2. Υποδοχή θερμοκρασίας: ??, Υποδοχή pH: ??, Θόλος θολερότητας: ??
3. Συγκολλήστε σύρματα μαζί και χρησιμοποιήστε σωλήνες για τη συρρίκνωση θερμότητας για να δημιουργήσετε μια καλύτερη σύνδεση με την σανίδα ψωμιού.

Βήμα 5: Σύνδεση των ενοτήτων

Όλες οι ενότητες σε αυτό το έργο έχουν διαφορετικούς τύπους συνδέσεων και επομένως διασυνδέονται με το Arduino με διαφορετικό τρόπο. Το SDA πηγαίνει στο A4 και το SCL πηγαίνει στο A5 για την οθόνη LCD. Το RXD πηγαίνει στην ψηφιακή ακίδα 6 και το TXD πηγαίνει στην ψηφιακή ακίδα 7 για το GPS. Το CS πηγαίνει στην ψηφιακή ακίδα 4, το SCR πηγαίνει στην ψηφιακή ακίδα 13, το MISO πηγαίνει στον ψηφιακό ακροδέκτη 12 και το MOSI πηγαίνει στον ψηφιακό ακροδέκτη 11 για τη μονάδα κάρτας SD. Για όλες τις μονάδες, το VCC συνδέεται με την τροφοδοσία και το GND πηγαίνει στη γείωση. Εάν είναι απαραίτητο, θα πρέπει να χρησιμοποιείτε κολλητήρι και συγκολλητικό υλικό για τη σύνδεση των καλωδίων στις μονάδες για να εξασφαλίσετε μια σταθερή σύνδεση.

Περίληψη

1. Συνδέστε όλες τις γραμμές μονάδας VCC στη γραμμή λεωφορείων + και τις γραμμές GND στη γραμμή λεωφορείων.
2. Συνδέστε το SDA στο A4 και το SCL στο A5 για τη μονάδα LCD.
3. Συνδέστε το RXD με την ψηφιακή ακίδα 6 και το TXD με το ψηφιακό pin 7 για τη μονάδα GPS.
4. Συνδέστε το CS στην ψηφιακή ακίδα 4, το SCR στην ψηφιακή ακίδα 13, το MISO στην ψηφιακή ακίδα 12 και το MOSI στην ψηφιακή ακίδα 11 για τη μονάδα κάρτας SD.

Βήμα 6: Εγκατάσταση του υλικού μαζί

Αφού ολοκληρωθεί η καλωδίωση μεταξύ όλων των μονάδων και των αισθητήρων, μπορείτε πλέον να τοποθετήσετε το Arduino και τα εξαρτήματα στο πλαίσιο. Η οργάνωση δεν έχει σημασία εφόσον η οθόνη LCD έχει πρόσβαση στην ορθογώνια διακοπή από το βήμα 1 και οι αισθητήρες μπορούν να περάσουν από την οπή από το βήμα 1.

Περίληψη

Τοποθετήστε τα εξαρτήματα στο πλαίσιο σας από το Βήμα 1, βεβαιωθείτε ότι οι αισθητήρες έχουν πρόσβαση στην περικοπή κύκλου και η οθόνη LCD έχει πρόσβαση στην ορθογώνια διακοπή

Βήμα 7: Μεταφόρτωση του κώδικα

Ο κώδικας είναι το πιο αναπόσπαστο μέρος ολόκληρου αυτού του συστήματος, το οποίο λέει στο Arduino πώς να διαχειρίζεται τα σήματα και να τα μετατρέπει σε ενδείξεις που μπορούν να εμφανιστούν και να αποθηκευτούν. Παρακάτω έχω εμφανίσει μια σχολιασμένη εικόνα του κώδικα που θα προσπαθήσει να εξηγήσει κάθε μέρος και τον σκοπό του. Μπορείτε απλά να αντιγράψετε επικολλήστε αυτόν τον κώδικα στο πρόγραμμα Arduino και χρησιμοποιώντας το καλώδιο USB που συνδέεται με το Arduino Uno, να το ανεβάσετε στο μικροελεγκτή.

Περίληψη

Αντιγράψτε και επικολλήστε τον κώδικα (τροποποιήστε, αν θέλετε) στο πρόγραμμα Arduino και ανεβάστε τον στον πίνακα Arduino Uno

Βήμα 8: Ολοκλήρωση αγγίξεων & επεκτάσεων

Με την ολοκληρωμένη συσκευή, τυχόν μετρήσεις από τους αισθητήρες θα αποθηκευτούν στην κάρτα SD που έχει εισαχθεί στη μονάδα κάρτας SD με συγκεκριμένη μορφή. Αυτά τα δεδομένα μπορούν στη συνέχεια να συγκεντρωθούν σε έναν Χάρτη Google όπως φαίνεται από τον παρακάτω σύνδεσμο για να αναπαριστούν καλύτερα τη γραφική παράσταση του νερού στην τοπική περιοχή.

drive.google.com/open?id=115okKUld8k8akZKj…

Περίληψη

Συλλέξτε και τεκμηριώστε δεδομένα από τη συσκευή με οποιονδήποτε τρόπο επιλέξετε

Βήμα 9: Ολοκλήρωση

Το σύστημα είναι πλέον πλήρες και τώρα θα πάρει τη θερμοκρασία, τη θολερότητα και το pH οποιασδήποτε πηγής νερού.

Υπάρχει μια πληθώρα άλλων δυνατοτήτων για το τι μπορεί να γίνει με αυτό το σύστημα παρακολούθησης νερού που περιμένουν να διερευνηθούν. Θα ήταν ενδιαφέρον να δούμε πώς αποφασίζετε να χρησιμοποιήσετε αυτό το έργο για την επίτευξη των δικών σας στόχων.