Waterprobe met Arduino Uno: 4 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

In hierdie handleiding leer u hoe u u eie DIY watersonde kan monteer om geleidingsvermoë te meet, vandaar die mate van besoedeling van enige vloeistof.

Die watersonde is 'n relatief eenvoudige toestel. Die werking daarvan berus op die feit dat suiwer water eintlik nie baie goed 'n elektriese lading dra nie. Wat ons dus regtig met hierdie toestel doen, is om die konsentrasie van geleidende deeltjies wat in die (meestal nie -geleidende) water dryf, te bepaal.

Water is selde die som van sy basiese chemiese formule: twee waterstofatome en een van suurstof. Gewoonlik is water 'n mengsel wat ook ander stowwe bevat wat daarin opgelos het, insluitend minerale, metale en soute. In chemie is water die oplosmiddel, die ander stowwe die opgeloste stowwe, en saam vorm dit 'n oplossing. Oploste maak ione: atome wat 'n elektriese lading dra. Hierdie ione is wat eintlik elektrisiteit deur water beweeg. Daarom is die meting van geleidingsvermoë 'n goeie manier om te leer hoe suiwer (regtig, hoe onrein) 'n watermonster kan wees: hoe meer goed in die waterige oplossing opgelos word, hoe vinniger sal elektrisiteit daardeur beweeg.

Voorrade

• 1x Arduino Uno -bord
• 1x 5x7cm PCB
• 1x Bindpaal op onderstel, soliede kerndraad
• 1x 10kOhm weerstand
• manlike kopstukke vir arduino

Stap 1: Monteer die sonde

'N Video van die monteerproses is hier beskikbaar.

Soldeer 'n strook manlike kopstukke (ongeveer 10 penne) op die printplaat.

Pasop dat een pen in GND op die arduino -bord moet gaan, nog een in A5 en 'n derde in A0. Gryp die 10kOhm -weerstand. Soldeer die een kant op die koppen wat in GND op die arduino -bord gaan, die ander kant van die weerstand op die koppen wat eindig op A0 in die arduino -bord. Op hierdie manier skep die weerstand basies 'n brug tussen GND en A0 op die arduino -bord.

Gryp twee stukke soliede kerndraad (ongeveer 30 cm lank elk) en trek albei kante van elke stuk af. Soldeer die een kant van die eerste draad op die koppen wat eindig in A5; soldeer die een kant van die tweede stuk draad op die koppen wat eindig in A0 op die arduino -bord.

Verbind die ander ente van die stukke soliede kerndraad met die bindpaal. Die een kant gaan in die rooi deel van die pos, die ander kant gaan in die swart deel van die bindpaal.

Sny nou twee stukke soliede kerndraad (ongeveer 10 cm lank) en strooi albei kante van elke draad af. Verbind die een kant van elke stuk draad met die metaalpunte van die bindpaal. Gebruik die boute om die soliede kerndraad vas te maak. Krul die ander ente.

Laastens, probeer om die PCB op die arduino -bord te plaas, en maak seker dat een pen in GND gaan, 'n ander in A0 en 'n derde pen in A5.

Stap 2: Programmeer die Arduino -bord

Om 'n funksionerende watersonde te hê, moet u 'n spesifieke program op die arduino uno -bord laai.

Hier is die skets wat u moet oplaai:

/* Watergeleidingsmonitor Skets vir 'n Arduino -apparaat wat die elektriese geleiding van water meet. Hierdie voorbeeldkode is gebaseer op voorbeeldkode wat in die publieke domein is. */ const float ArduinoVoltage = 5,00; // VERANDER DIT VIR 3.3v Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; const float resistorValue = 10000.0; int drempel = 3; int inputPin = A0; int ouputPin = A5; ongeldige opstelling () {Serial.begin (9600); pinMode (ouputPin, OUTPUT); pinMode (inputPin, INPUT); } leemte lus () {int analogValue = 0; int oldAnalogValue = 1000; float returnVoltage = 0.0; vlotweerstand = 0.0; dubbel Siemens; float TDS = 0.0; while ((((oldAnalogValue-analogValue)> drempel) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("Is u seker dat dit nie metaal is nie?"); vertraging (5000);}

Die volledige kode is ook hier beskikbaar.

Stap 3: Gebruik die watersonde

Nadat u die kode opgelaai het, doop die twee krulpunte van die watersonde in 'n vloeistof en maak die seriële monitor oop.

U moet metings van die sonde kry, wat u 'n ruwe idee gee van die weerstand van die vloeistof, vandaar die geleidingsvermoë daarvan.

U kan maklik toets of u sonde behoorlik werk, deur die twee krulpunte net aan 'n stuk metaal te koppel. As die seriële monitor die volgende boodskap teruggee: "Weet u seker dat dit nie metaal is nie?", Kan u seker wees dat die sonde u akkurate metings gee.

Vir kraanwater behoort u 'n geleidingsvermoë van ongeveer 60 mikroSiemens te kry.

Probeer nou 'n bietjie opwasmiddel by die water voeg en kyk watter lesings u kry.

Hierdie keer verhoog die geleidingsvermoë van die vloeistof tot ongeveer 170 mikroSiemens.

Stap 4: Waterbesoedeling

Daar is 'n direkte verband tussen watergeleiding en waterbesoedeling. Aangesien geleidingsvermoë 'n aanduiding is van die hoeveelheid vreemde stowwe wat in water opgelos is, volg dit dat hoe meer geleidende 'n vloeistof is, hoe meer besoedel is dit ook.

Die gevolge van waterbesoedeling is op baie maniere negatief. Een voorbeeld hou verband met die begrip oppervlaktespanning.

Vanweë hul polariteit word watermolekules sterk na mekaar aangetrek, wat water 'n hoë oppervlaktespanning gee. Die molekules aan die wateroppervlak "hou aanmekaar" om 'n tipe 'vel' op die water te vorm, sterk genoeg om baie ligte voorwerpe te ondersteun. Insekte wat op water loop, trek voordeel uit hierdie oppervlaktespanning. Oppervlaktespanning veroorsaak dat water in druppels vasklou eerder as om in 'n dun laag uit te versprei. Dit laat ook water deur plantwortels en stingels en die kleinste bloedvate in u liggaam beweeg - namate een molekule teen die boomwortel of deur die kapillêre beweeg, 'trek' dit die ander saam.

As vreemde stowwe (bv. Afwasmiddel) in water opgelos word, verander dit egter die oppervlakspanning van water heeltemal, wat 'n aantal probleme veroorsaak.

Een eksperiment wat u tuis kan doen, sal die oppervlaktespanning en die gevolge van besoedelende water illustreer.

Neem 'n skuifspeldjie en laat sak dit fyn in 'n bak vol water. Die skuifspeld moet dan op die oppervlak bly en dryf.

As daar egter 'n enkele druppel opwasmiddel of ander chemikalie in die bak water kom, veroorsaak dit dat die skuifspeld onmiddellik sak.

Die analogie hier is tussen die paperclip en die insekte wat voordeel trek uit die oppervlaktespanning van water om daarop te loop. Namate vreemde stowwe in 'n waterreservoir ingebring word (dit is 'n meer, 'n stroom, ens.), Verander die oppervlaktespanning en kan hierdie insekte nie meer op die oppervlak dryf nie. Uiteindelik beïnvloed dit hul lewensiklus.

U kan hier 'n video van hierdie eksperiment kyk.