Sidoprojekt: Tester för vattenrenhet: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Detta projekt var en del av min läroplan i min Principles of Engineering -klass med Berbawy. Hon tilldelade oss var och en med en budget på $ 50 för att komma med ett rimligt projektförslag, något som skulle vara uppnåeligt, men ändå utmana våra förmågor.

Detta projekt är baserat på denna modell från MakeMagezine.com. Den mäter vätskans elektriska konduktivitet och spelar ett ljud baserat på konduktiviteten. Ju högre ljud desto renare vatten. Detta är baserat på konceptet med en spänningsdelare. Ju mer ledande provet desto mer spänning dras mot kretsens övre del, bort från högtalaren. Detta gör att högtalaren får mindre spänning och minskar ljudstyrkan för det ljud som den producerar.

Arduino fungerar som ett medium mellan kretsen och datorn där avläsningarna fångas. Detta projekt inspirerades av ett projekt som jag nyligen hade gjort i en klass som var introduktion till Arduino och brödpensionering. Som ett steg framåt för att utmana mig själv och tillämpa de koncept som jag hade lärt mig, försökte jag göra detta mer komplicerade projekt.

Tillbehör

1. Dubbelbrödbräda

2. Arduino UNO

3. Bygeltrådar

4. LM741 chipset

5. 555 timerchip

6. 2-3 tums högtalare

7. 10K ohm potentiometer

8. LED

9. Lappkablar med krokodilklämmor

10. Kartong (för lådkonstruktion)

11. Pennies (kopparelektroder)

Steg 1: Bygg kretsen

Det första steget är att bygga kretsen. Kretsen som användes för detta bygge var från början ganska skrämmande för mig på grund av dess komplexitet. Innan du rör vid den fysiska kretsen är det bättre om du kan göra en simulering eller någon form av kartläggning av dina komponenter på en virtuell brödbräda som skulle göra det lättare för dig att göra den fysiska kretsen. För detta ändamål använde jag TinkerCAD. Det enklaste sättet att bryta ner kretsen är genom att dela den i 2 huvudsektioner: Den övre sektionen runt LM741 -chipet och den nedre delen runt 555 -timern och högtalaren. Ursprungligen användes tillfälliga bygelstrådar i projektet eftersom de var lätta att flytta runt och hantera. Dessa ersattes senare med de raka bygeltrådarna i det sista projektet. Detta gör det lättare att felsöka och hålla reda på elementen i kretsen. Denna fas tog den längsta tiden och slutfördes först förrän i slutet av projektet.

Steg 2: Justera kretsen (finjustering)

När den rudimentära kretsen var klar, behövde ännu finare justeringar göras. Potentiometern behövde kalibreras så att ljudet från högtalaren varken blir för svagt eller för högt. Som nämnts tidigare är detta steget där de tillfälliga ledningarna byttes till de permanenta som fanns i den slutliga kretsen. Detta tog ganska lång tid på grund av det stora antalet trådar som användes. Trådarna till högtalaren klipptes också för att göra kontrasten som ansluter högtalaren till brödbrädan så liten som möjligt. För att förbättra kretsens estetik samt minska risken för brott klipptes motstånden och lysdioden.

Det fanns en plan att också integrera en ljussensor för att mäta ljudnivån för det ljud som produceras av högtalaren. Sensorn skulle ursprungligen vara ansluten till Arduino Analog -porten. Ett Arduino -program skulle sedan skapas för sensorn att hämta avläsningar. Denna idé skrapades senare eftersom sensorn inte fungerade som avsett och ersattes med en dator som skulle hämta avläsningar via mikrofon. Detta är inte perfekt, eftersom en dator är stor och skrymmande, men det var det bästa alternativet.

Steg 3: Testfas

Detta är ett av de viktigaste stadierna i ett projekts liv och kan ibland vara väldigt irriterande. Att upptäcka problem i en krets som denna kan vara mycket tidskrävande och frustrerande. I detta scenario kan det vara mycket användbart att använda en LED. Att sätta en lysdiod i delen på varje enskilt serieelement kan användas för att testa om strömmen strömmar genom den delen av kretsen.

Denna fas var den tid då de flesta av de stora förändringarna av projektet gjordes. Ändringar som att inkludera en 5V -ingång istället för en 9V -ingång var en av de förändringar som åstadkoms under detta skede. Ingången på 9V skapade ett mycket högt ljud från högtalaren. Genom att ändra strömförsörjningen till 5V från Arduino fungerade mycket bättre.

Steg 4: Boxen

Denna del av projektet var för estetik och för att göra det mer kompakt och lätt att hantera. Detta steg har inte på något sätt påverkat projektets funktionalitet. Lådan är tillverkad av kartong, med ovansidan och en av sidorna öppen för att enkelt kunna skjuta in och ut komponenterna. Detta gjordes med tanke på att Arduino -kabeln enkelt måste kunna anslutas till kretsen. Dessutom gör denna design kretsen mer visuellt tilltalande. Jag borde ha gjort en laserskärad låda av trä, men jag fick slut på tid i klassrummet på grund av Covid-19.

Steg 5: Poäng

Detta projekt hade inte varit möjligt utan Berbawy som gav finansiering och material för att detta projekt skulle kunna hända. Jag är dessutom tacksam till Sven och David som hjälpte mig under projektets gång genom att ge hjälpsamma råd och instruera mig om hur vissa delar fungerade.