Stranski projekt: Tester čistosti vode: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Ta projekt je bil del mojega učnega načrta v razredu Načela inženiringa pri gospe Berbawy. Vsakemu od nas je dodelila proračun v višini 50 dolarjev, da bi pripravili razumen predlog projekta, kar bi bilo uresničljivo, a hkrati izzvalo naše sposobnosti.

Ta projekt temelji na tem modelu z MakeMagezine.com. Meri električno prevodnost tekočine in predvaja zvok glede na prevodnost. Čim močnejši je zvok, tem čistejša je voda. To temelji na konceptu delilnika napetosti. Bolj kot je vzorec prevoden, več napetosti potegne proti zgornjemu delu vezja, stran od zvočnika. Zaradi tega zvočnik prejme manjšo napetost, kar zmanjša glasnost proizvedenega zvoka.

Arduino služi kot medij med vezjem in računalnikom, kjer se zajamejo odčitki. Ta projekt je navdihnil nedavni projekt, ki sem ga izvedel v razredu, ki je bil uvod v Arduino in vkrcanje na kruh. Kot korak naprej, da bi se izzval in uporabil naučene koncepte, sem si prizadeval narediti ta projekt bolj zapleten.

Zaloge

1. Breadboard dual bus

2. Arduino UNO

3. Mostične žice

4. Komplet čipov LM741

5. čip časovnika 555

6. 2-3-palčni zvočnik

7. 10K ohmski potenciometer

8. LED

9. Spajalne vrvice z zaponkami iz aligatorja

10. Karton (za izdelavo škatel)

11. Penni (bakrene elektrode)

1. korak: Izdelava vezja

Prvi korak je izgradnja vezja. Vezje, uporabljeno za to gradnjo, je bilo sprva zame precej zapleteno zaradi svoje zapletenosti. Preden se dotaknete fizičnega vezja, je bolje, če naredite simulacijo ali nekakšno preslikavo svojih komponent na virtualni plošči, kar bi vam olajšalo izdelavo fizičnega vezja. V ta namen sem uporabil TinkerCAD. Najlažji način za razčlenitev vezja je, da ga razdelite na 2 glavna dela: zgornji del okoli čipa LM741 in spodnji del okoli časovnika 555 in zvočnika. Sprva so bile v projektu uporabljene začasne mostične žice, saj jih je bilo enostavno premikati in rokovati. Te so bile pozneje v končnem projektu zamenjane z ravnimi mostičnimi žicami. To olajša odpravljanje težav in spremljanje elementov v tokokrogu. Ta faza je trajala najdlje in ni bila zaključena skoraj do konca projekta.

2. korak: prilagoditev vezja (fino uglaševanje)

Ko je bilo osnovno vezje končano, je bilo treba še narediti drobne prilagoditve. Potenciometer je bilo treba umeriti, tako da zvok, ki ga oddaja zvočnik, ni prešibak ali preglasen. Kot smo že omenili, je to korak, pri katerem so bile začasne žice spremenjene v stalne, ki so bile prisotne v zadnjem vezju. To je trajalo kar nekaj časa zaradi velikega števila uporabljenih žic. Žice na zvočniku so bile tudi odrezane, da je bila naprava, ki povezuje zvočnik z mizo, čim manjša. Poleg tega so bili za izboljšanje estetike vezja in zmanjšanje možnosti zloma uporov in LED prirezani.

V načrtu je bilo tudi vključitev senzorja glasnosti za merjenje glasnosti zvoka, ki ga proizvaja zvočnik. Senzor bi bil prvotno priključen na analogna vrata Arduino. Nato bi bil ustvarjen program Arduino, ki bi senzorju pobral odčitke. Ta zamisel je bila pozneje izbrisana, saj senzor ni deloval po predvidevanjih in so jo zamenjali z računalnikom, ki je odčitaval odčitke prek mikrofona. To ni idealno, saj je računalnik velik in obsežen, vendar je bila to najboljša možnost.

3. korak: Faza testiranja

To je ena najpomembnejših faz v življenju vsakega projekta in je včasih lahko zelo nadležna. Odkrivanje težav v takšnem vezju je lahko zelo dolgotrajno in frustrirajoče. V tem primeru je lahko uporaba LED zelo koristna. Z vgradnjo LED v del na vsakem posameznem serijskem elementu lahko preizkusimo, ali skozi ta del vezja teče tok.

Ta faza je bila čas, v katerem je bila izvedena večina večjih sprememb projekta. Spremembe, kot je vključitev vhoda 5V namesto vhoda 9V, je bila ena od sprememb, ki so bile izvedene v tej fazi. Vhod 9V je iz zvočnika ustvarjal zelo glasen zvok. S spreminjanjem vnosa energije na 5V iz Arduina je delovalo veliko bolje.

4. korak: Škatla

Ta del projekta je bil namenjen estetiki, zaradi česar je bil bolj kompakten in enostaven za uporabo. Ta korak nikakor ni vplival na funkcionalnost projekta. Škatla je izdelana iz kartona, zgornji del in ena stran pa sta odprta za enostavno drsenje sestavnih delov noter in ven. To je bilo storjeno ob upoštevanju, da je treba kabel Arduino enostavno priključiti na vezje. Poleg tega ta oblika naredi vezje tudi vizualno privlačnejše. Moral bi narediti lasersko rezano škatlo iz lesa, vendar mi je v razredu zmanjkalo časa zaradi Covid-19.

5. korak: Krediti

Ta projekt ne bi bil mogoč brez gospe Berbawy, ki je zagotovila sredstva in materiale za izvedbo tega projekta. Poleg tega sem hvaležen Svenu in Davidu, ki sta mi pri ustvarjanju projekta pomagala s koristnimi nasveti in me poučila o delovanju določenih delov.