Arduino Uno ile Su Probu: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Bu eğitimde, iletkenliği, dolayısıyla herhangi bir sıvının kirlilik derecesini ölçmek için kendi DIY su probunuzu nasıl monte edeceğinizi öğreneceksiniz.

Su probu nispeten basit bir cihazdır. Çalışmaları, saf suyun aslında çok iyi bir elektrik yükü taşımadığı gerçeğine dayanır. Yani bu cihazla gerçekten yaptığımız şey, (çoğunlukla iletken olmayan) suda yüzen iletken parçacıkların konsantrasyonunu değerlendirmektir.

Su çok nadiren temel kimyasal formülünün toplamıdır: iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomu. Tipik olarak su, içinde çözünmüş mineraller, metaller ve tuzlar gibi diğer maddeleri de içeren bir karışımdır. Kimyada su çözücüdür, diğer maddeler çözünendir ve bir araya geldiklerinde bir çözelti oluştururlar. Çözünenler iyonlar oluşturur: elektrik yükü taşıyan atomlar. Bu iyonlar aslında elektriği suda hareket ettiren şeydir. Bu nedenle iletkenliği ölçmek, bir su örneğinin ne kadar saf (gerçekten, ne kadar saf olmayan) olabileceğini öğrenmenin iyi bir yoludur: sulu çözeltide ne kadar çok şey çözülürse, elektrik o kadar hızlı hareket eder.

Gereçler

• 1x Arduino Uno kartı
• 1x 5x7cm PCB
• 1x Şasi montaj bağlama direği Katı çekirdekli tel
• 1x 10kOhm direnç
• arduino için erkek başlık şeritleri

Adım 1: Probu Birleştirin

Montaj işleminin bir videosu burada mevcuttur.

PCB üzerine bir erkek başlık şeridi (yaklaşık 10 pim) lehimleyin.

Bir pinin arduino kartındaki GND'ye, diğerinin A5'e ve üçüncünün A0'a girmesi gerektiğine dikkat edin. 10kOhm direncini alın. Bir ucunu arduino kartındaki GND'ye giren başlık pimine, direncin diğer ucunu arduino kartındaki A0'da biten başlık pimine lehimleyin. Bu şekilde direnç temel olarak arduino kartında GND ve A0 arasında bir köprü oluşturacaktır.

İki parça tek damarlı tel alın (her biri yaklaşık 30 cm uzunluğunda) ve her parçanın iki ucunu soyun. İlk telin bir ucunu A5 ile biten başlık pimine lehimleyin; ikinci tel parçasının bir ucunu arduino kartında A0 ile biten başlık pimine lehimleyin.

Katı çekirdek tel parçalarının diğer uçlarını bağlama direğine bağlayın. Bir ucu direğin kırmızı kısmına, diğer ucu ise cilt direğinin siyah kısmına girer.

Şimdi iki parça tek damarlı tel (her biri yaklaşık 10 cm uzunluğunda) kesin ve her bir telin iki ucunu soyun. Her bir tel parçasının bir ucunu bağlama direğinin metal uçlarına bağlayın. Tek damarlı teli yerine sabitlemek için cıvataları kullanın. Diğer uçları kıvırın.

Son olarak, PCB'yi arduino kartına yerleştirmeyi deneyin ve bir pimin GND'ye, diğerinin A0'a ve üçüncü pimin A5'e girdiğinden emin olun.

Adım 2: Arduino Kartını Programlayın

Çalışan bir su sondasına sahip olmak için, arduino uno kartına belirli bir program yüklemeniz gerekir.

İşte yüklemeniz gereken taslak:

/* Suyun elektriksel iletkenliğini ölçen bir Arduino aygıtı için Su İletkenlik Monitör Çizimi. Bu örnek kod, kamu malı olan örnek koda dayanmaktadır. */ const float ArduinoVoltage = 5.00; // BUNU 3.3v Arduinos için DEĞİŞTİRİN const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; const şamandıra direnciValue = 10000.0; int eşik = 3; int inputPin = A0; int çıktıPin = A5; geçersiz kurulum() { Serial.begin(9600); pinMode(outputPin, OUTPUT); pinMode(inputPin, INPUT); } void loop() { int analogValue=0; int eskiAnalogDeğer=1000; float returnVoltage=0.0; şamandıra direnci=0.0; çift Siemens; yüzer TDS=0.0; while(((oldAnalogValue-analogValue)>threshold) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println("Bunun metal olmadığına emin misiniz?"); delay(5000); }

Tam kod burada da mevcuttur.

Adım 3: Su Sondasını Kullanma

Kodu yükledikten sonra, su sondasının iki kıvrık ucunu bir sıvıya daldırın ve seri monitörü açın.

Sondadan size sıvının direnci ve dolayısıyla iletkenliği hakkında kabaca bir fikir veren okumalar alıyor olmalısınız.

Sadece iki kıvrık ucu bir metal parçasına bağlayarak probunuzun düzgün çalışıp çalışmadığını kolayca test edebilirsiniz. Seri monitör aşağıdaki mesajı döndürürse: “Bunun metal olmadığından emin misiniz?”, probun size doğru okumalar verdiğinden emin olabilirsiniz.

Musluk suyu için yaklaşık 60 microSiemens iletkenlik elde ediyor olmalısınız.

Şimdi suya biraz bulaşık deterjanı eklemeye çalışın ve ne okumalar aldığınızı görün.

Bu sefer sıvının iletkenliği yaklaşık 170 microSiemens'e kadar çıkıyor.

Adım 4: Su Kirliliği

Su iletkenliği ve su kirliliği arasında doğrudan bir bağlantı vardır. İletkenlik suda çözünen yabancı maddelerin miktarının bir göstergesi olduğundan, bir sıvı ne kadar iletkense o kadar kirli demektir.

Su kirliliğinin sonuçları birçok yönden olumsuzdur. Bir örnek, yüzey gerilimi kavramıyla ilgilidir.

Polariteleri nedeniyle, su molekülleri birbirlerine güçlü bir şekilde çekilir, bu da suya yüksek bir yüzey gerilimi verir. Su yüzeyindeki moleküller, su üzerinde çok hafif nesneleri destekleyecek kadar güçlü bir tür "deri" oluşturmak için "birbirine yapışır". Su üzerinde yürüyen böcekler bu yüzey geriliminden yararlanırlar. Yüzey gerilimi, suyun ince bir tabaka halinde yayılmak yerine damlalar halinde kümelenmesine neden olur. Aynı zamanda suyun bitki kökleri, gövdeleri ve vücudunuzdaki en küçük kan damarlarından geçmesine izin verir - bir molekül ağaç kökünden yukarı veya kılcal damar boyunca hareket ederken, diğerlerini de kendisiyle birlikte "çeker".

Bununla birlikte, yabancı maddeler (örneğin bulaşık deterjanı) suda çözündüğünde, bu, suyun yüzey gerilimini tamamen değiştirerek bir takım sorunlara neden olur.

Evde yapabileceğiniz bir deney, yüzey gerilimini ve kirletici suyun sonuçlarını göstermeye yardımcı olacaktır.

Bir ataş alın ve suyla dolu bir kaseye nazikçe indirin. Ataş daha sonra yüzeyde kalmalı ve yüzmelidir.

Bununla birlikte, su kabına tek bir damla bulaşık deterjanı veya başka bir kimyasal girerse, bu, ataşın hemen batmasına neden olur.

Buradaki benzetme, ataş ile üzerinde yürümek için suyun yüzey geriliminden yararlanan böcekler arasındadır. Bir su rezervuarına (bu bir göl, bir akarsu vb. olabilir) yabancı maddeler girdiğinde, yüzey gerilimi değişir ve bu böcekler artık yüzeyde yüzemezler. Sonuçta bu onların yaşam döngülerini etkiler.

Bu deneyin videosunu buradan izleyebilirsiniz.