Senzor protoka vode po niskim cijenama i ambijentalni prikaz: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Voda je dragocjen resurs. Milioni ljudi nemaju pristup čistoj vodi za piće, a čak 4000 djece svakodnevno umire od zagađenih voda. Ipak, i dalje smo rasipni sa svojim resursima. Sveobuhvatni cilj ovog projekta je motivirati održivije ponašanje u korištenju vode i podići svijest o globalnim problemima vode. Ovo je uputstvo o tome kako grubo otkriti protok vode u cijevi i pokrenuti ambijentalni prikaz. Koristim piezo sondu, neke LED diode i arduino. Uređaj je grubi prototip onoga što će na kraju postati uvjerljiva tehnologija koja motivira održivo ponašanje i podiže svijest o korištenju vode. Ovo su projekt Stacey Kuznetsov i Eric Paulos iz Laboratorije za životno okruženje, na Institutu za interakciju ljudskih računara Univerziteta Carnegie Mellon. Izradio Stacey [email protected]://staceyk.orgEric [email protected]:// www. paulos.net/Living Environments Labhttps://www.living-environments.netVideo ispod prikazuje prethodnu verziju ovog projekta, gdje se umjesto piezo elementa koristi mikrofon za otkrivanje protoka vode. Postići ćete bolje performanse korištenjem piezo sonde, pa ovo uputstvo detaljno opisuje piezo pristup. Posebno zahvaljujemo Briam Lim, Bryanu Pendletonu, Chrisu Harrisonu i Stuartu Andersonu na pomoći oko ideja i dizajna ovog projekta!

Korak 1: Prikupite materijale

Trebat će vam:- Oglasna ploča- Mikrokontroler (koristio sam Arduino)- Mastika- Piezo pretvarač (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- Nekoliko LED dioda (koristio sam 2 žute, 2 crvena, 2 zelena)- Držač za svijeće ili posuda slične veličine- Žica- 1 Mohm (ili druga velika vrijednost) otpornik- Otpornici 4,7K (3)- 1K otpornici (1)- Otpornici male vrijednosti (za LED diode)- Vezne žice- Žice za preskakanje- Optičko pojačalo (LM613)

Korak 2: Izgradite krug

Krug se sastoji od pojačala za povećanje signala iz pieza i djelitelja napona za podizanje baznog napona. Između dva ulaza, koji čine piezo, postoji otpornik velike vrijednosti koji djeluje kao padajući otpornik za signal.

Korak 3: Testirajte krug

Priključite piezo na kolo i spojite arduino. Razdjelnik napona postavlja osnovni napon na 2,5 V, pa bi očitavanja baze za signal trebala biti oko 512 na Arduino analognom pinu (na pola puta između 0 i 1023). Moja fluktuira +/- 30 oko 520. Možda ćete vidjeti određene fluktuacije oko ovog broja.

Korak 4: Kalibrirajte svoj senzor za otkrivanje vibracija

Kada je slavina uključena, vibracije cijevi će uzrokovati da piezo stvara fluktuirajuću struju. Budući da se očitavanje baze sužava oko 520, možete izračunati amplitudu oko ovog broja kako biste otkrili vibracije. Moj prag je postavljen na 130, ali to možete povećati ili smanjiti u zavisnosti od vrste vibracija koje želite osjetiti i osjetljivosti vašeg određenog piezo komada. Da biste testirali signal, upotrijebite mastiks za pričvršćivanje pieza na ravnu površinu. Pokušajte dodirnuti ili grebati po površini na različitim lokacijama i različitog intenziteta da vidite kakvu vrstu očitanja dobivate na Arduinu. Da biste smanjili šum, preporučujem izračunavanje pokretnog prosjeka ulaza. Ovo je grub način određivanja amplitude valova koji izbjegava lažno pozitivne rezultate uslijed slučajne statičke struje. Mogu se koristiti i naprednije metode kao što je FFT.// Uzorak Codeint senzora = 2; // Analogni inint val = 0; // Trenutna očitanja za analogni pinint avg; // Tekući prosjek valne amplitude MIDPOINT = 520; // Osnovna osnova za čitanje () {Serial.begin (9600); avg = MIDPOINT; // postavljanje prosjeka na sredini} void loop () {val = analogRead (sensor); // Računamo amplitudu valova if (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } else {val = MIDPOINT - val; } // izračunati tekući prosjek za amplitutu avg = (avg * 0,5) + (val * 0,5); if (prosj.> 130) {// otkrivena vibracija! Serial.println ("TAP"); kašnjenje (100); // odlaganje radi osiguranja da serijski port nije preopterećen}}

Korak 5: Kreirajte ambijentalni prikaz

Ako vaš senzor radi ispravno, možete dodati ambijentalni zaslon za prikaz informacija. Moje LED diode su uparene tako da svaka boja svijetli s dvije LED diode. Da biste to učinili, spojite "in" (kratki) vodič svake boje zajedno i upotrijebite otpornik male vrijednosti prije spajanja na Arduino. Spojite uzemljeni (duži) kabel svih LED dioda i pričvrstite ga na masu na Arduinu. Nakon što su LED diode spojene, upotrijebite svijećnjak za smještaj ekrana. Budući da je držač za svijeće izrađen od aluminija, možda ćete htjeti staviti izolator, poput komada plastike, na dno spremnika prije umetanja LED dioda kako biste spriječili kratki spoj strujnog kruga.

Korak 6: Koristite podatke senzora za pokretanje zaslona

Potrebno mi je oko 10 sekundi da operem ruke. Tako sam programirao zaslon da prikazuje zeleno svjetlo prvih 10 sekundi nakon uključivanja slavine. Nakon 10 sekundi, upali se žuta LED dioda. Zaslon postaje crven ako voda ostane uključena nakon 20 sekundi, a počinje treperiti crveno svjetlo ako slavina ostane da radi 25 sekundi ili više. Pomoću mašte možete stvoriti alternativne zaslone!

Korak 7: Montirajte senzor i zaslon na vodovodnu cijev

Upotrijebite mastiks ili glinu za pričvršćivanje pieza na slavinu, a drugi sloj mastiksa za pričvršćivanje zaslona na vrhu. Možda ćete morati podesiti amplitudu praga ili "MIDPOINT" iz koraka 4. Na signal može utjecati i temperatura cevi.

Korak 8: Budući prijedlozi

Možete izabrati da izbacite Arduino iz baterije. Predstojeći vodič će vam pokazati kako pokrenuti ovaj ekran crpeći snagu direktno iz same tekuće vode ili koristeći okolnu svjetlosnu energiju!