Kantprojek: Water suiwerheidstoetser: 5 stappe

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-23 12:53

Hierdie projek was deel van my kurrikulum in my Principles of Engineering -klas saam met me. Berbawy. Sy het ons elkeen 'n begroting van $ 50 toegeken om 'n redelike projekvoorstel te maak, iets wat haalbaar sou wees, maar tog ons vermoëns uitdaag.

Hierdie projek is gebaseer op hierdie model van MakeMagezine.com. Dit meet die elektriese geleidingsvermoë van 'n vloeistof en speel 'n geluid op grond van die geleidingsvermoë. Hoe harder die geluid, hoe suiwerder die water. Dit is gebaseer op die konsep van 'n spanningsverdeler. Hoe meer geleidend die monster is, hoe meer spanning word na die boonste gedeelte van die stroombaan getrek, weg van die luidspreker. Dit veroorsaak dat die luidspreker minder spanning ontvang, en die verminderde hardheid van die klank wat dit produseer, ontvang.

Die Arduino dien as 'n medium tussen die kring en die rekenaar waar die lesings vasgelê word. Hierdie projek is geïnspireer deur 'n onlangse projek wat ek gedoen het in 'n klas wat kennis gemaak het met Arduino en broodplankry. As 'n stap vorentoe om myself uit te daag en die konsepte wat ek geleer het toe te pas, het ek probeer om hierdie meer ingewikkelde projek te maak.

Voorrade

1. Broodbord dubbele bus

2. Arduino UNO

3. Springdrade

4. LM741 -skyfieset

5. 555 timer chip

6. 2-3 duim luidspreker

7. 10K ohm potensiometer

8. LED

9. Plak toue met krokodilleklemme vas

10. Karton (vir bokskonstruksie)

11. Pennies (koperelektrodes)

Stap 1: Bou die kring

Die eerste stap is om die kring te bou. Die stroombaan wat vir hierdie konstruksie gebruik is, was aanvanklik vir my baie afskrikwekkend vanweë die kompleksiteit daarvan. Voordat u die fisiese kring aanraak, is dit beter as u 'n simulasie of 'n soort kartering van u komponente op 'n virtuele broodbord kan maak, wat u makliker sou maak om die fisiese stroombaan te maak. Vir hierdie doel het ek TinkerCAD gebruik. Die maklikste manier om die stroombaan af te breek, is deur dit in 2 hoofafdelings te verdeel: die boonste gedeelte rondom die LM741 -chip en die onderste gedeelte rondom die 555 -timer en die luidspreker. Aanvanklik is tydelike draaddrade in die projek gebruik, aangesien dit maklik was om rond te beweeg en te hanteer. Hierdie is later vervang met die reguit springdrade in die finale projek. Dit maak dit makliker om die elemente in die stroombaan op te los en by te hou. Hierdie fase het die langste tyd geneem en is eers byna aan die einde van die projek voltooi.

Stap 2: Aanpassing van die stroombaan (fine tuning)

Sodra die rudimentêre kring voltooi is, moes nog fynere aanpassings aangebring word. Die potensiometer moes gekalibreer word sodat die klank wat deur die luidspreker geproduseer word, nie te flou of te hard is nie. Soos voorheen genoem, is dit die stap waar die tydelike drade verander is na die permanente drade wat in die finale kring was. Dit het redelik tyd geneem as gevolg van die groot aantal drade wat gebruik is. Die drade na die luidspreker is ook geknip om die aansluiting van die luidspreker met die broodbord so klein as moontlik te maak. Om die estetika van die stroombaan te verbeter en om die moontlikheid van breek te verminder, is die weerstande en die LED geknip.

Daar was 'n plan om ook 'n luidheidsensor te integreer om die hardheid van die klank wat deur die luidspreker geproduseer word, te meet. Die sensor sou oorspronklik aan die Arduino Analoge -poort gekoppel wees. 'N Arduino -program sal dan geskep word vir die sensor om lesings op te neem. Hierdie idee is later geskrap, aangesien die sensor nie werk soos bedoel nie en is vervang met 'n rekenaar wat metings via 'n mikrofoon sou opneem. Dit is nie ideaal nie, aangesien 'n rekenaar groot en omvangryk is, maar dit was die beste opsie.

Stap 3: Toetsfase

Dit is een van die belangrikste fases in die lewe van enige projek en kan soms baie irriterend wees. Probleme in 'n kring soos hierdie kan baie tydrowend en frustrerend wees. In hierdie scenario kan die gebruik van 'n LED baie nuttig wees. Deur 'n led in die deel op elke individuele reekselement te plaas, kan u toets of die stroom deur daardie deel van die stroombaan vloei.

Hierdie fase was die tyd waarin die grootste veranderings aan die projek aangebring is. Veranderinge soos die insluiting van 'n 5V -inset in plaas van 'n 9V -ingang was een van die veranderinge wat tydens hierdie fase aangebring is. Die ingang van 9V was om 'n baie harde geluid uit die luidspreker te skep. Deur die inset van krag na 5V van die Arduino te verander, het dit baie beter gewerk.

Stap 4: Die boks

Hierdie deel van die projek was vir estetika en om dit meer kompak en hanteerbaar te maak. Hierdie stap het geensins 'n effek op die funksionaliteit van die projek gehad nie. Die boks is gemaak van karton, met die bokant en een van die sye oop om die komponente maklik in en uit te skuif. Dit is gedoen met die oog daarop dat die Arduino -kabel maklik aan die stroombaan gekoppel moet word. Boonop maak hierdie ontwerp ook die kring visueel aantrekliker. Ek moes 'n lasergesnyde boks van hout gemaak het, maar ek het nie tyd in die klas gehad nie weens Covid-19.

Stap 5: Krediete

Hierdie projek sou nie moontlik gewees het sonder mevrou Berbawy wat die geld en materiaal voorsien het om hierdie projek te laat gebeur nie. Ek is ook dankbaar vir Sven en David wat my gehelp het tydens die maak van die projek deur nuttige advies te gee en my te leer hoe sekere dele werk.