Lae koste watervloeisensor en omgewingsweergawe: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Water is 'n kosbare bron. Miljoene mense het nie toegang tot skoon drinkwater nie, en soveel as 4000 kinders sterf daagliks aan waterbesmette siektes. Tog bly ons verkwistend met ons hulpbronne. Die oorkoepelende doel van hierdie projek is om meer volhoubare watergebruiksgedrag te motiveer en bewus te maak van wêreldwye waterkwessies. Ek gebruik 'n piëzo -omvormer, 'n paar LED's en 'n arduino. Die toestel is 'n rowwe prototipe van wat uiteindelik 'n oortuigende tegnologie sal word wat volhoubare gedrag motiveer en bewustheid maak oor watergebruik. Dit is 'n projek van Stacey Kuznetsov en Eric Paulos by die Living Environments Lab, by Carnegie Mellon University Human Computer Interaction Institute. paulos.net/Living Environments Labhttps://www.living-environments.net Die video hieronder illustreer 'n vorige weergawe van hierdie projek, waar 'n mikrofoon in plaas van 'n piezo-element gebruik word om watervloei op te spoor. U sal beter prestasie behaal as u 'n piëzo -omvormer gebruik, sodat hierdie instruksies die piëzo -benadering beskryf. Spesiale dank aan Briam Lim, Bryan Pendleton, Chris Harrison en Stuart Anderson vir hulp met idees en ontwerp van hierdie projek!

Stap 1: Versamel materiaal

U benodig:- Broodbord- Mikrokontroleur (ek het 'n Arduino gebruik)- Mastiek- Piezo-omvormer (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- 'n Paar LED's (ek het 2 geel gebruik, 2 rooi, 2 groen)- Kershouer of houer van soortgelyke grootte- Draad- 1 Mohm (of ander groot waarde) weerstand- 4.7K weerstande (3)- 1K weerstande (1)- Lae waarde weerstande (vir LED's)- Knipdrade- Jumperdrade- Mastiek- op-versterker (LM613)

Stap 2: Bou die stroombaan

Die kring bestaan uit 'n versterker om die sein van die piëzo te verhoog en 'n spanningsverdeler om die basisspanning op te lig. Daar is 'n hoëwaarde-weerstand tussen die twee insette wat die piëzo vorm, wat as 'n aftrekweerstand vir die sein dien.

Stap 3: Toets die stroombaan

Koppel die piëzo aan die stroombaan en sluit die arduino aan. Die spanningsverdeler stel die basisspanning op 2,5V, dus moet die basislesings vir die sein ongeveer 512 wees op die Arduino analoog pen (halfpad tussen 0 en 1023). Myne wissel +/- 30 rondom 520. U sal moontlik 'n mate van skommelinge rondom hierdie nommer sien.

Stap 4: Kalibreer u sensor om trillings op te spoor

As die kraan oopgedraai word, veroorsaak die vibrasie van die pyp dat die piëzo 'n wisselende stroom sal genereer. Aangesien die basislesing omstreeks 520 afneem, kan u 'n amplitude om hierdie getal bereken om vibrasies op te spoor. My drempel is ingestel op 130, maar u kan dit verhoog of verlaag, afhangende van die tipe vibrasie wat u wil voel en die sensitiwiteit van u spesifieke piëzo -stuk. Om die sein te toets, gebruik mastiek om piëzo aan 'n plat oppervlak te heg. Probeer tik of krap op die oppervlak op verskillende plekke en met verskillende intensiteite, kyk watter tipe lesings u op die Arduino kry. Om geraas te verminder, beveel ek aan dat u 'n bewegende gemiddelde van die insette bereken. Dit is 'n ruwe manier om golfamplitude te bepaal wat vals positiewe as gevolg van ewekansige statiese stroom vermy. Meer gevorderde metodes soos FFT kan ook gebruik word. // Voorbeeld Codeint sensor = 2; // Analoog inint val = 0; // Huidige lesing vir analoog pinint gemiddelde; // Lopende gemiddelde van die golf amplitudeint MIDPOINT = 520; // Die opstel van die basisleesrekening () {Serial.begin (9600); gemiddelde = MIDDELPUNT; // stel gemiddelde by middelpunt} leemte -lus () {val = analogRead (sensor); // Bereken golfversterking as (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } anders {val = MIDDELPUNT - val; } // bereken die lopende gemiddelde van die amplituden gemiddelde = (gemiddelde * 0.5) + (val * 0.5); as (gemiddelde> 130) {// vibrasie bespeur! Serial.println ("TAP"); vertraging (100); // vertraging om te verseker dat die seriële poort nie oorlaai is nie}}

Stap 5: Skep 'n Ambient Display

As u sensor behoorlik werk, kan u 'n omringende skerm byvoeg om die inligting te wys. My LED's is so gekoppel dat elke kleur deur twee LED's verlig word. Om dit te doen, heg die 'in' (kort) lood van elke kleur aan mekaar en gebruik 'n weerstand met 'n lae waarde voordat u met die Arduino aansluit. Koppel die grond (langer) lood van alle LED's en heg aan die aarde op die Arduino. Sodra die LED's gekoppel is, gebruik die kershouer om die skerm te huisves. Aangesien die kershouer van aluminium gemaak is, kan u 'n isolator, soos 'n stuk plastiek, op die bodem van die houer plaas voordat die LED's ingesit word om te voorkom dat die stroombaan kortkom.

Stap 6: Gebruik sensordata om die skerm te bestuur

Dit neem my ongeveer 10 sekondes om my hande te was. Ek het die skerm dus geprogrammeer om 'n groen lig te wys vir die eerste 10 sekondes nadat die kraan oopgedraai is. Na 10 sekondes word die geel LED aangeskakel. Die skerm word rooi as water na 20 sekondes aanhou, en die rooi lig begin flikker as die kraan 25 sekondes of langer bly draai. Gebruik u verbeelding om alternatiewe skerms te skep!

Stap 7: Monteer die sensor en die skerm op 'n waterpyp

Gebruik mastiek of klei om die piëzo aan die kraan te heg en nog 'n laag mastiek om die skerm bo -op vas te maak. Miskien moet u u drempelamplitude of 'MIDPOINT' van stap 4 af aanpas. Die sein kan ook effens beïnvloed word deur die temperatuur van die pyp.

Stap 8: Toekomstige voorstelle

U kan kies om die Arduino van 'n battery af te dryf. 'N Opvolgende tutoriaal sal u wys hoe u hierdie skerm kan gebruik deur krag direk uit die lopende water te trek of deur die omringende ligenergie te benut!