Sporedni projekat: Ispitivač čistoće vode: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Ovaj projekat je bio dio mog nastavnog plana i programa u klasi Principi inženjerstva sa gospođom Berbawy. Dodijelila nam je svakoga s budžetom od 50 USD da smislimo razuman prijedlog projekta, nešto što bi bilo ostvarivo, a ipak osporilo naše sposobnosti.

Ovaj projekat je zasnovan na ovom modelu sa sajta MakeMagezine.com. Mjeri električnu vodljivost tekućine i reproducira zvuk na temelju vodljivosti. Što je glasniji zvuk, voda je čistija. To se temelji na konceptu razdjelnika napona. Što je uzorak više provodljiv, više napona dolazi do gornjeg dijela kola, dalje od zvučnika. Zbog toga zvučnik prima manji napon smanjujući jačinu zvuka koji proizvodi.

Arduino služi kao medij između kola i računara na kojem se bilježe očitanja. Ovaj projekt je inspiriran nedavnim projektom koji sam radio na satu koji je bio uvod u Arduino i ukrcavanje na kruh. Kao korak naprijed da se izazovem i primijenim koncepte koje sam naučio, nastojao sam ovaj projekt učiniti kompliciranijim.

Supplies

1. Breadboard dual bus

2. Arduino UNO

3. Žice za kratkospojnike

4. LM741 set čipova

5. Čip mjerača vremena 555

6. Zvučnik od 2-3 inča

7. 10K ohm potenciometar

8. LED

9. Zakrpni kabeli s kopčama od aligatora

10. Karton (za izradu kutija)

11. Peni (bakarne elektrode)

Korak 1: Izgradnja kruga

Prvi korak je izgradnja kola. Krug koji se koristio za ovu konstrukciju bio mi je u početku prilično zastrašujući zbog svoje složenosti. Prije nego što dodirnete fizičko kolo, bolje je da napravite simulaciju ili neku vrstu mapiranja vaših komponenti na virtualnoj ploči koja bi vam olakšala izradu fizičkog kruga. U tu svrhu koristio sam TinkerCAD. Najjednostavniji način da prekinete krug dijeljenjem na 2 glavna dijela: gornji dio oko čipa LM741 i donji dio oko 555 mjerača vremena i zvučnika. U početku su se u projektu koristile privremene kratkospojne žice jer se lako kretale i rukovale. Oni su kasnije zamijenjeni ravnim kratkospojnicima u konačnom projektu. To olakšava rješavanje problema i praćenje elemenata u krugu. Ova faza je trajala najduže vrijeme i nije završena gotovo do samog kraja projekta.

Korak 2: Podešavanje kola (fino podešavanje)

Nakon što je rudimentarni krug završen, još je potrebno izvršiti sitnija prilagođavanja. Potenciometar je potrebno kalibrirati tako da zvuk koji proizvodi zvučnik nije previše slab ili preglasan. Kao što je ranije spomenuto, ovo je korak u kojem su privremene žice promijenjene u stalne koje su bile prisutne u završnom krugu. To je potrajalo prilično dugo zbog velikog broja korištenih žica. Žice do zvučnika također su prerezane kako bi konstrukcija koja spaja zvučnik s matičnom pločom bila što je moguće manja. Dodatno, kako bi se poboljšala estetika kola, kao i smanjila mogućnost loma, otpornici i LED dioda su isječeni.

U planu je bio i integriranje senzora jačine zvuka za mjerenje jačine zvuka koji proizvodi zvučnik. Senzor bi prvobitno bio spojen na Arduino analogni port. Tada bi se stvorio Arduino program za senzor da pokupi očitanja. Ova ideja je kasnije izgrebljena jer senzor nije radio kako je predviđeno i zamijenjen je računarom koji bi očitavao očitanja putem mikrofona. Ovo nije idealno jer je računar veliki i glomazan, ali to je bila najbolja opcija.

Korak 3: Faza testiranja

Ovo je jedna od najvažnijih faza u životu bilo kojeg projekta i ponekad može biti vrlo neugodna. Uočavanje problema u ovakvom krugu može biti dugotrajno i frustrirajuće. U ovom scenariju upotreba LED diode može biti vrlo korisna. Postavljanje LED diode u dio na svakom pojedinačnom serijskom elementu može se koristiti za provjeru prolazi li struja kroz taj dio kola.

Ova faza je vrijeme u kojem je napravljena većina velikih promjena na projektu. Promjene poput uključivanja 5V ulaza umjesto 9V ulaza bila je jedna od promjena koje su nastale u ovoj fazi. Ulaz 9V stvarao je vrlo glasan zvuk iz zvučnika. Promjenom ulaznog napajanja na 5V iz Arduina, radilo se mnogo bolje.

Korak 4: Kutija

Ovaj dio projekta bio je za estetiku, kako bi bio kompaktniji i lakši za rukovanje. Ovaj korak ni na koji način nije utjecao na funkcionalnost projekta. Kutija je izrađena od kartona, a gornja i jedna bočna strana su otvorene za lako uvlačenje i izvlačenje komponenti. To je učinjeno imajući na umu da se Arduino kabel mora lako moći spojiti na kolo. Dodatno, ovaj dizajn također čini kolo vizualno privlačnijim. Trebao sam napraviti laserski izrezanu kutiju od drveta, ali mi je nestalo vremena u učionici zbog Covid-19.

Korak 5: Krediti

Ovaj projekt ne bi bio moguć bez gospođe Berbawy koja je osigurala sredstva i materijale za realizaciju ovog projekta. Dodatno sam zahvalan Svenu i Davidu koji su mi pomogli pri izradi projekta dajući korisne savjete i poučavajući me o tome kako određeni dijelovi funkcioniraju.