Súprava chemickej sondy Arduino - teplota a vodivosť: 8 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

Učiteľ chémie, s ktorým pracujem, chcel nechať svojich študentov postaviť zostavu senzorov na testovanie vodivosti a teploty. Vytiahli sme niekoľko rôznych projektov a zdrojov a ja som ich spojil do jedného projektu. Skombinovali sme projekt LCD, sondu vodivosti a sondu teploty.

Na obrázku je konečný produkt.

Krok 1: Spotrebný materiál

Budete potrebovať:

• Arduino Uno (použil som súpravu Sparkfun Inventors Kit)
• Breadboard
• Prepojovacie vodiče
• Aligátorové spínacie drôty
• Rezistory 10K Ohm (x2)
• Displej LCD
• Snímač teploty (DS18B20)
• Sonda vodivosti (DIY verzia v kroku 6)
• Elektrická páska
• Spájkovačka
• Spájka
• Orezávač/strihač drôtu
• Kliešte

Krok 2: Schéma zapojenia

Aby som zostavil plán, ktorým by sa mohli študenti riadiť, naučil som sa vytvárať schému zapojenia. Použil som softvér s názvom Fritzing.

Krok 3: Zostavte obvod LCD

Koncepčne som to rozdelil na 3 časti; LCD, snímač teploty a sonda vodivosti.

Obvod LCD som postavil podľa pokynov v Sprievodcovi súpravou Sparkfun Inventor's Kit: Okruh č. 15. Nebudem sa pokúšať vypisovať všetky pinové spojenia (preštudujte si schéma zapojenia).

Úpravy pôvodného dizajnu:

• Posunul som LCD na horný koniec dosky, aby som mohol ušetriť miesto na spodnom konci dosky.
• Otočil som modrý trimpátor o 180* a vymenil kladné a záporné vodiče tak, aby sa zhodovali.

Po dokončení zapojenia som nahral základný testovací náčrt displeja LCD.

Od nepamäti by všetky prvé kódovacie programy mali mať „AHOJ SVET“.

Krok 4: Pripravte snímač teploty

Na fotke na fotke sú pôvodné holé vodiče. V pôvodnej konfigurácii sú príliš krátke.

Kroky na dosiahnutie použiteľných koncov:

1. Odizolujte čierne puzdro o jeden alebo dva palce navyše
2. Odizolujte jednotlivé drôty, aby ste odhalili 0,5 palca medi
3. Cínovanú meď cínujte, aby sa dali vložiť do dosky na pečenie

Krok 5: Pripojte snímač teploty

Snímač teploty má 3 vodiče

• Červená = Vcc (pozitívna)
• Čierna = uzemnená (negatívna)
• Biela = signál

Červený a čierny vodič ide do príslušných kladných a záporných koľajníc na doske. Dokumentácia k snímaču teploty (na webovej stránke Sparkfun) je riedka. Mnoho recenzií však uviedlo, že potrebujete zdvíhací odpor 10 K Ohm. Po pokusoch a omyloch som zistil, že je to správne. Toto je tiež digitálny snímač teploty, takže sa musí zapojiť do digitálnych pinov na Arduine.

Zapojenie bieleho drôtu

• Biely senzorový vodič je zapojený do radu 25 na doske na chlieb (akýkoľvek rad je v poriadku)
• Rezistor 10K Ohm je zapojený do radu 25 a kladnej koľajnice (toto je výsuvný odpor)

• Biely prepojovací vodič je zapojený do radu 25 a digitálneho pinu 7 na Arduine.

  Snažil som sa kvôli jednoduchosti ponechať prepojovacie vodiče signálu biele, ale každá farba bude fungovať

Krok 6: Sonda vodivosti pre domácich majstrov

Pri zostavovaní snímača vodivosti som postupoval podľa pokynov v tomto prípade.

Pomocou kusu nichrómového drôtu (získaného od učiteľa chémie) som nastrihal dve rovnaké dĺžky asi na 6 palcov. Ohnul som ich, ako je vidieť na fotografiách, a prilepil ich páskou k časti Bic pen (zvyšky z môjho perfektného vreckového pera)) s elektrickou páskou. So slučkami na vodičoch sondy môžem pomocou aligátorových svoriek pripojiť sondu k doske na chlieb.

Alternatívy:

Tento koncept vodivostnej sondy sme testovali pomocou „drôtu“vyrobeného neohýbaním kancelárskych sponiek. Vďaka tomu sme dostali podobné čítanie a so študentmi pravdepodobne použijeme kancelárske sponky. Drôt na kancelársku sponku bude pravdepodobne korodovať oveľa rýchlejšie, ale v zásade ide o vyhodený spotrebný materiál.

Krok 7: Pripojte sondu vodivosti

Opäť sme postupovali podľa týchto pokynov, aby sme sondu zapojili do dosky a arduina.

Pripojte sondu:

• ČERVENÝ prepojovací vodič je zapojený do kladnej lišty

  ČERVENÁ svorka aligátora spája tento ČERVENÝ vodič s jednou stranou sondy vodivosti

• Odpor 10k Ohm je zapojený do radu 28 a negatívnej koľajnice
• BIELY prepojovací vodič je zapojený do radu 28 a analógového kolíka A0 na Arduine

• Do radu 28 je zapojený ČIERNY prepojovací vodič

  ČIERNA aligátorová svorka pripája tento ČIERNY vodič na druhú stranu sondy vodivosti

Krok 8: Kódovanie

Opäť som skombinoval kód z 3 projektov; LCD, teplota a vodivosť. Je to celkom jednoduché a kód je dobre komentovaný. Aby to fungovalo, budete si musieť stiahnuť a nainštalovať niekoľko ďalších knižníc. Budete potrebovať knižnice DallasTemperature a OneWire.