Sonda za vodo z Arduino Uno: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

V tej vadnici se boste naučili, kako sestaviti lastno DIY vodno sondo za merjenje prevodnosti, zato je stopnja onesnaženosti katere koli tekočine.

Sonda za vodo je relativno preprosta naprava. Njegovo delovanje temelji na dejstvu, da čista voda dejansko ne prenaša električnega naboja. Torej s to napravo resnično ocenjujemo koncentracijo prevodnih delcev, ki plavajo v (večinoma neprevodni) vodi.

Voda je zelo redko le vsota njene osnovne kemijske formule: dva atoma vodika in eden kisika. Običajno je voda mešanica, ki vključuje tudi druge snovi, ki so se raztopile v njej, vključno z minerali, kovinami in solmi. V kemiji je voda topilo, druge snovi topljene snovi in skupaj tvorijo raztopino. Raztopine tvorijo ione: atome, ki nosijo električni naboj. Ti ioni so tisti, ki dejansko premikajo elektriko skozi vodo. Zato je merjenje prevodnosti dober način, da se naučite, kako čist (res, kako nečist) je lahko vzorec vode: več snovi, ki so raztopljene v vodni raztopini, hitreje se bo skozinjo premikala električna energija.

Zaloge

• 1x Arduino Uno plošča
• 1x 5 x 7 cm PCB
• 1x vezni nosilec za ohišje Masivna žica
• 1x 10kOhm upor
• moški trakovi za glave za arduino

1. korak: Sestavite sondo

Videoposnetek postopka montaže je na voljo tukaj.

Spojite trak moških glav (približno 10 zatičev) na tiskano vezje.

Pazite, da mora en zatič vstopiti v GND na plošči arduino, drugi v A5 in tretji v A0. Primite upor 10 kOhm. En konec spajkajte na zatič glave, ki gre v GND na plošči arduino, drugi konec upora pa na zatič glave, ki se konča na A0 na plošči arduino. Tako bo upor v osnovi ustvaril most med GND in A0 na arduino plošči.

Zgrabite dva kosa trdne žične žice (dolžine približno 30 cm) in odstranite oba konca vsakega kosa. Spajite en konec prve žice na zatič glave, ki se konča z A5; spajkajte en konec drugega kosa žice na zatič glave, ki se konča z A0 na plošči arduino.

Druge konce kosov žice iz trdnega jedra povežite z veznim drogom. En konec gre v rdeči del stebra, drugi konec pa v črni del veznega stebra.

Zdaj odrežite dva kosa trdne žične žice (dolžine približno 10 cm vsak) in odstranite oba konca vsake žice. En konec vsakega kosa žice povežite s kovinskimi konci vezalnega droga. Z vijaki pritrdite trdno žico. Zavijte druge konce.

Nazadnje, poskusite tiskano vezje namestiti na arduino ploščo in se prepričajte, da gre en pin v GND, drugi v A0 in tretji v A5.

2. korak: Programirajte ploščo Arduino

Če želite delujočo sondo za vodo, morate na ploščo arduino uno naložiti poseben program.

Tukaj je skica, ki jo morate naložiti:

/* Skica nadzornika prevodnosti vode za pripomoček Arduino, ki meri električno prevodnost vode. Ta primer kode temelji na vzorčni kodi, ki je v javni domeni. */ const float ArduinoVoltage = 5,00; // TO SPREMENI ZA 3.3v Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; plavajoči upor constValue = 10000,0; int prag = 3; int inputPin = A0; int ouputPin = A5; void setup () {Serial.begin (9600); pinMode (ouputPin, OUTPUT); pinMode (inputPin, INPUT); } void loop () {int analogValue = 0; int oldAnalogValue = 1000; float returnVoltage = 0,0; plavajoči upor = 0,0; dvojni Siemens; plavajoči TDS = 0,0; while (((oldAnalogValue-analogValue)> prag) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("Ali ste prepričani, da to ni kovina?"); delay (5000);}

Celotna koda je na voljo tudi tukaj.

3. korak: Uporaba sonde za vodo

Ko naložite kodo, potopite dva kodrasta konca sonde za vodo v tekočino in odprite serijski monitor.

Iz sonde bi morali dobiti odčitke, ki vam dajo približno predstavo o odpornosti tekočine in s tem o njeni prevodnosti.

Z lahkoto lahko preizkusite, ali sonda deluje pravilno, tako da dva kodrasta konca povežete s kosom kovine. Če serijski monitor prikaže naslednje sporočilo: "Ste prepričani, da to ni kovina?", Ste lahko prepričani, da vam sonda daje natančne odčitke.

Za vodo iz pipe bi morali imeti prevodnost približno 60 mikroSiemens.

Zdaj poskusite v vodo dodati nekaj tekočine za pomivanje posode in poglejte, kakšne odčitke dobite.

Tokrat se prevodnost tekočine dvigne na približno 170 mikroSiemenov.

4. korak: Onesnaževanje vode

Med prevodnostjo vode in onesnaženostjo vode obstaja neposredna povezava. Ker je prevodnost pokazatelj količine tujih snovi, raztopljenih v vodi, sledi, da bolj kot je tekočina prevodna, bolj je onesnažena.

Posledice onesnaženja vode so v mnogih pogledih negativne. En primer je povezan s konceptom površinske napetosti.

Molekule vode se zaradi svoje polarnosti močno privlačijo, kar daje vodi visoko površinsko napetost. Molekule na površini vode se "držijo skupaj" in tvorijo vrsto "kože" na vodi, ki je dovolj močna, da podpira zelo lahke predmete. Žuželke, ki hodijo po vodi, izkoriščajo to površinsko napetost. Površinska napetost povzroči, da se voda zgosti v kapljicah, namesto da se razprostira v tanki plasti. Omogoča tudi premikanje vode skozi korenine in stebla rastlin ter najmanjše krvne žile v vašem telesu - ko se ena molekula premika navzgor po korenini drevesa ali skozi kapilaro, s seboj ‘potegne’ ostale.

Ko pa se tuje snovi (npr. Tekočina za pomivanje posode) raztopijo v vodi, to popolnoma spremeni površinsko napetost vode, kar povzroči številne težave.

En poskus, ki ga lahko izvedete doma, bo ponazoril površinsko napetost in posledice onesnaževanja vode.

Vzemite sponko za papir in jo nežno spustite na skledo, polno vode. Sponka naj ostane na površini in plava.

Če pa v posodo z vodo vnesete eno kapljico pomivalnega sredstva ali druge kemikalije, bo to povzročilo, da se sponka takoj potopi.

Tu je analogija med sponko za papir in tistimi žuželkami, ki izkoriščajo površinsko napetost vode, da hodijo po njej. Ko se v rezervoar za vodo vnesejo tuje snovi (naj bo to jezero, potok itd.), Se površinska napetost spremeni in te žuželke ne bodo več mogle plavati na površini. Nenazadnje to vpliva na njihov življenjski cikel.

Video posnetek tega poskusa si lahko ogledate tukaj.