Arduino Chemistry Probe Kit - Temperatur och konduktivitet: 8 steg

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-23 15:11

En kemilärare som jag arbetar med ville låta sina elever bygga ett sensorkit för att testa konduktivitet och temperatur. Vi drog några olika projekt och resurser och jag kombinerade dem till ett projekt. Vi kombinerade ett LCD -projekt, konduktivitetsprobe och temperatursensorsond.

På bilden är slutprodukten.

Steg 1: Tillbehör

Du kommer behöva:

• Arduino Uno (jag använde Sparkfun Inventors Kit)
• Bakbord
• Jumper Wires
• Alligator Clip Wires
• 10K Ohm motstånd (x2)
• LCD skärm
• Temperaturgivare (DS18B20)
• Konduktivitetsprobe (DIY -version i steg 6)
• Eltejp
• Lödkolv
• Löda
• Wire Cutter/Stripper
• Tång

Steg 2: Anslutningsdiagram

För att göra en plan som eleverna kunde följa fick jag lära mig att göra ett kopplingsschema. Jag använde programmet Fritzing.

Steg 3: Bygg LCD -kretsen

Konceptuellt delade jag upp detta i 3 delar; LCD, Temp Sensor och konduktivitetsproben.

Jag byggde LCD -kretsen genom att följa instruktionerna i Sparkfun Inventor's Kit Guide: Circuit #15. Jag tänker inte försöka skriva ut alla stiftanslutningar (studera kretsschemat).

Mods till den ursprungliga designen:

• Jag flyttade LCD -skärmen till den övre änden av brödbrädan så att jag kunde spara utrymme på brädans nedre ände.
• Jag roterade den blå trimpoten 180* och bytte positiva och negativa trådar för att matcha.

Efter att ledningen var klar laddade jag upp en grundläggande LCD -testskiss.

Från urminnes tider bör alla första kodningsprogram vara "HELLO WORLD".

Steg 4: Förbered tempsensorn

Lagerfotot visar de ursprungliga nakna trådarna. De är för korta i den ursprungliga konfigurationen.

Steg för att göra användbara ändar:

1. Ta bort den svarta manteln en extra tum eller två
2. Strip de enskilda trådarna för att avslöja 0,5 tum koppar
3. Tina den rena kopparen så att de kan sättas in i brödbrädan

Steg 5: Anslut tempsensorn

Temp -sensorn har 3 trådar

• Röd = Vcc (positiv)
• Svart = mark (negativ)
• Vit = Signal

De röda och svarta trådarna går in i sina respektive positiva och negativa skenor på brödbrädet. Dokumentationen om temp -sensorn (på Sparkfun -webbplatsen) är gles. Men många av recensionerna kommenterade att du behöver ett 10K Ohm uppdragningsmotstånd. Efter försök och fel upptäckte jag att detta var korrekt. Detta är också en digital temperatursensor, så den måste anslutas till de digitala stiften på Arduino.

Anslutning av den vita ledningen

• Den vita sensortråden är ansluten till rad 25 på brödbrädet (vilken rad som helst är fin)
• Ett 10K Ohm-motstånd är anslutet till rad 25 och den positiva skenan (detta är uppdragningsmotståndet)

• En vit bygelkabel är ansluten till rad 25 och digital stift 7 på Arduino.

  Jag försökte hålla mina signalledningstrådar vita för enkelhets skull, men vilken färg som helst fungerar

Steg 6: DIY konduktivitetsprobe

Jag följde instruktionerna i detta exempel för att bygga en konduktivitetssensor.

Med en bit nikromtråd (köpt från kemiläraren) klippte jag två lika långa längder ca 6 långa. Jag böjde dem som ses på bilderna och tejpade dem till en sektion av en Bic -penna (rester från min Perfect Pocket Pen 'ible) med elektrisk tejp. Med öglorna på sondtrådarna kan jag använda krokodilklämmor för att ansluta sonden till brödbrädan.

Alternativ:

Vi testade detta koncept för konduktivitetsprober med hjälp av "tråd" gjord av oböjda gem. Det gav oss liknande avläsningar och vi kommer sannolikt att använda gemen med eleverna. Pappersklippstråden kommer sannolikt att korrodera mycket snabbare, men dessa är i princip kastade förbrukningsartiklar.

Steg 7: Koppla konduktivitetsproben

Återigen följde vi dessa instruktioner för att sätta in sonden i brödbrädan och arduino.

Wire Proben:

• En RÖD bygelkabel är ansluten till den positiva skenan

  Ett RÖDT krokodilklämma ansluter denna RÖDA tråd till ena sidan av konduktivitetsproben

• En 10k Ohm resistor är ansluten till rad 28 och den negativa skenan
• En VIT bygelkabel är ansluten till rad 28 och analog stift A0 på Arduino

• En SVART bygelkabel är ansluten till rad 28

  Ett SVART alligatorklämma ansluter denna SVARTa tråd till andra sidan av konduktivitetsproben

Steg 8: Kodning

Återigen kombinerade jag koden från de tre projekten; LCD, temp och konduktivitet. Det är ganska rakt fram och koden kommenteras bra. Du måste ladda ner och installera några extra bibliotek för att få det att fungera. Du kommer att behöva DallasTemperature- och OneWire -biblioteken.