Hoe om 'n kit vir die opsporing van ammoniak te maak: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

In hierdie handleiding gaan ons u wys hoe u ammoniak sensors, arduino en framboos kan gebruik om die ammoniak konsentrasie te meet en waarskuwings te gee as daar 'n lek of 'n te hoë konsentrasie in die lug is!

Hierdie projek is ons skoolprojek, eintlik wou die chemiese laboratorium van ons skool 'n stelsel opspoor of die konsentrasie van ammoniak in die lug te hoog was. Daar is 'n chemiese laboratoriumkap in die laboratorium, en studente moet die kappies aanskakel om die chemiese dampe te suig. Maar as hulle vergeet om die enjinkap aan te skakel, kan giftige dampe in die laboratorium versprei. Hierdie stelsel sal die verantwoordelike onderwyser in staat stel om 'n waarskuwing te kry as ammoniak (een giftige gas) buite die kappies waargeneem word.

Stap 1: materiaal

Vir hierdie projek benodig u:

- 2x Ammoniaksensor MQ-137 (of soveel as wat u wil)

- 1x Arduino Uno (dit het een seriële poort)

- 1x Genuino Mega 2560 (of ander borde met 2 of meer seriële poorte)

- 2x HC-05 Bluetooth-modules

- 1x Framboos Pi model 3B

- 1x battery 9V

- Drade, kabels en weerstande

Stap 2: Kry data van die sensors

Sensors word aan 'n arduino Uno gekoppel.

Om hierdie toepassing te realiseer, moet hierdie sensor aangedryf word. Hiervoor word die 5V en die massa van die arduino -kaart gebruik. Boonop maak die analoog ingang A0 dit moontlik om die weerstandswaarde wat deur die sensor gegee word, te herwin. Boonop word die Arduino aangedryf

Ongelukkig bied die sensors nie 'n lineêre uitset wat eweredig is aan die ammoniakkonsentrasie nie. Die sensors is gemaak van 'n elektrochemiese sel, wat die weerstand wat verband hou met die konsentrasie verander. Die weerstand styg met die konsentrasie.

Die eintlike probleem hiermee is dat hulle verskillende soorte gas meet, en die elektrochemiese sel reageer vreemd. Byvoorbeeld, vir dieselfde monster vloeibare ammoniak lewer beide sensors verskillende uitsette. Hulle is ook redelik stadig.

Hoe dan ook, die weerstand van die sensor word omgeskakel na 0-5V en dan na "ppm" (= dele per miljoen, dit is 'n relevante eenheid om die gaskonsentrasie te meet) deur die arduino, met behulp van 'n tendenskromme en die vergelyking daarvan word in die dokumentasie van hierdie sensors.

Stap 3: Stuur data via Bluetooth

Om die sensors op verskillende plekke in die laboratorium te stel, is hulle direk gekoppel aan 'n Arduino -bord wat deur 'n 9V -battery aangedryf word. En om die resultate van ammoniak in die lug aan die Rapsberry -kaart te kommunikeer, word bluetooth -modules gebruik. Die eerste kaart wat direk aan die sensorbord gekoppel is, word slaaf genoem.

Om die Bluetooth -modules te gebruik, moet hulle eers gekonfigureer word. Koppel daarvoor die EN -pen van die module aan die 5V (u moet die led elke 2 sek. Sien knip) en druk op die knoppie op die module. Telekodeer 'n leë kode in die arduino en koppel die RX -pen van die module aan die TX -pen van die arduino en omgekeerd. Gaan daarna na die seriële monitor, kies die regte baud -tempo (vir ons was dit 38400 Br) en skryf AT.

As die seriële monitor "Ok" toon, het u in die AT -modus gegaan. U kan die module nou as slaaf of meester stel. U kan hieronder 'n pdf vind met al die opdragte vir die AT -modus.

Die volgende webwerf toon die stappe in die AT-modus vir ons bluetooth-module:

Die Bluetooth -module gebruik 4 penne van die arduino, 3.3V met 'n spanningsverdeler, grond, TX en RX penne. Deur die TX- en RX -penne te gebruik, beteken dit dat die data deur die seriële poort van die kaart oorgedra word.

Moenie vergeet dat die pin RX van die Bluetooth -module gekoppel is aan die TX -pen van die Arduino en omgekeerd.

Beide LED's van die Bluetooth -modules moet ongeveer elke 2 sekondes 2 keer knip as hulle met mekaar verbind is.

Beide die kwitansie en die stuurkode word op dieselfde kaart gerealiseer en hierna aangeheg.

Stap 4: Ontvang data en oordra dit na die Raspberry Pi

Hierdie deel van die projek word gedoen deur die arduino mega.

Hierdie kaart is gekoppel aan 'n bluetooth -module wat ingestel is om die data en die framboospi te ontvang. Dit word Meester genoem.

In hierdie geval gebruik die Bluetooth -module een seriële poort, en die data word met 'n ander seriële poort na die framboos -pi oorgedra. Daarom benodig ons 'n kaart met 2 of meer seriële poort.

Die kode is byna dieselfde as voorheen.

Stap 5: Teken data en waarskuwingsfunksie aan

Die framboos pi teken die data elke 5 sekondes aan (byvoorbeeld, kan wissel) in 'n CSV -lêer en stoor dit binne die kapasiteit van die SD -kaart.

Terselfdertyd kyk die framboos of die konsentrasie nie te hoog is nie (meer as 10 ppm kan wissel) en stuur 'n e-pos as dit die geval is.

Maar voordat die framboos die e -pos kan stuur, moet dit 'n bietjie opset hê. Vir hierdie doel, gaan in die lêer "/etc/ssmtp/ssmtp.conf" en verander die parameters na aanleiding van u persoonlike inligting. U kan 'n voorbeeld hieronder vind (code_raspberry_conf.py).

Wat die hoofkode (blu_arduino_print.py) betref, moet 'n paar biblioteke soos 'serial' ingevoer word om met die USB -kommunikasiepoort of die 'ssmtp' biblioteek te werk om die e -pos te stuur.

Soms kan daar 'n fout wees wanneer die data met Bluetooth gestuur word. Die framboos kan inderdaad slegs 'n reël lees as daar 'n getal met / n is. Die framboos kan egter soms iets anders ontvang soos "\ r / n" of net "\ n". Om die afskakeling van die program te voorkom, het ons die bevel Try - Except gebruik.

Daarna is dit net 'n klomp 'as' toestande.

Stap 6: Maak gevalle

Vereiste toerusting:

- 1 aansluitkas van 220*170*85 mm

- 1 aansluitkas van 153*110*55 mm

- Groen ertalon 500*15*15 mm

- 1,5 meter elektriese kabels

- 2 bluetooth modules

- 1 framboos

- 1 Arduino Mega

- 1 Genuino

- 9v battery

- 1 framboos / Arduino verbindingskabel

- 2 resistors van 2K ohm

- 2 weerstande van 1K ohm

- Soldeermasjien

- Boormasjien

- Boorpunte

- Sny tang

- Het gesien

Ons het begin met twee elektriese aansluitkaste waarin daar gesny is. Eerstens die besef van die sensor/emitter -element: twee ondersteuners om die Genuino -kaart in groen ERTALON op te los. Dan was dit nodig om die deksel af te sny om die ammoniak sensor te plaas en dit reg te maak. Die kabels is van die sensor na die Genuino -kaart gekoppel. Daarna sit ons die Bluetooth -module op die boks, soldeer die kabels en verbind dit met die kaart. Laastens is die kragtoevoer met 'n 9V -battery geïntegreer en bedraad. Toe die sensor klaar was, kon ons aan die ontvanger begin werk. Hiervoor het ons op dieselfde manier as voorheen begin met die ondersteuning van die twee elektroniese kaarte (die Framboos en die Arduino mega). Dan sny ons die gleuwe vir kabels en proppe uit die Framboos uit. Die Bluetooth -module is op dieselfde manier as voorheen herstel. Die gate is bo -op die boks geboor om ventilasie vir die twee elektroniese borde te verseker en om die risiko van oorverhitting te voorkom. Om hierdie stap te voltooi, is al die kabels verbind, en die projek hoef slegs aangedryf en getoets te word.

Stap 7: Verbeterings

Wat verbetering betref, kan verskeie punte opgeroep word:

- Die keuse van meer performante sensor. Hulle ontdek inderdaad nie vinnig die voorkoms van ammoniak in die lug nie. Voeg hierby dat sodra hulle versadig is met ammoniak, 'n sekere tyd nodig is om daarvan ontslae te raak.

- Gebruik 'n arduino -kaart direk met 'n Bluetooth -module soos gespesifiseer aan die basis van ons projek. Ongelukkig is Genuino 101 nie meer op die Europese mark beskikbaar nie.

- Integreer 'n skerm in die boks waar die sensor geleë is om die konsentrasie deurlopend te ken

- Verseker die outomatiese konstruksie van 'n grafiek uit die data wat in die csv -lêer gestoor is.