Amonyak Tespit Kiti Nasıl Yapılır: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu eğitimde, amonyak konsantrasyonunu ölçmek için amonyak sensörleri, arduino ve ahududu nasıl kullanılacağını göstereceğiz ve bir sızıntı veya havada çok yüksek bir konsantrasyon varsa uyarılar sağlayacağız!

Bu proje bizim okul projemiz, aslında okulumuzun kimya laboratuvarı havadaki amonyak konsantrasyonunun çok yüksek olup olmadığını tespit edecek bir sistem istedi. Laboratuarda kimyasal laboratuar başlığı vardır ve öğrencilerin kimyasal buharları emmek için bu davlumbazları açmaları gerekir. Ancak başlığı açmayı unuturlarsa, laboratuvarın içinde zehirli buharlar yayılabilir. Bu sistem, sorumlu öğretmenin, bu davlumbazların dışında Amonyak (zehirli bir gaz olan) algılandığında bir uyarı almasına izin verecektir.

Adım 1: Malzemeler

Bu proje için ihtiyacınız olacak:

- 2 adet Amonyak Sensörü MQ-137 (veya istediğiniz kadar)

- 1 adet Arduino Uno (bir seri porta sahiptir)

- 1x Genuino Mega 2560 (veya 2 veya daha fazla seri bağlantı noktasına sahip diğer kartlar)

- 2 adet HC-05 Bluetooth modülü

- 1 adet Raspberry Pi modeli 3B

- 1x Pil 9V

- Teller, kablolar ve dirençler

Adım 2: Sensörlerden Veri Alma

Sensörler bir arduino Uno'ya bağlanır.

Bu uygulamayı gerçekleştirmek için bu sensöre güç verilmelidir. Bunu yapmak için 5V ve arduino kartının kütlesi kullanılır. Ayrıca analog giriş A0, sensör tarafından verilen direnç değerinin geri kazanılmasını mümkün kılar. Ayrıca, Arduino güç

Ne yazık ki, bu sensörler amonyak konsantrasyonuyla orantılı doğrusal bir çıktı sağlamaz. Bu sensörler, konsantrasyonla ilgili direnci değiştiren bir elektrokimyasal hücreden yapılmıştır. Konsantrasyonla direnç artar.

Bunlarla ilgili asıl sorun, farklı gaz türlerini ölçmek için yapılmış olmaları ve elektrokimyasal hücrenin garip tepki vermesidir. Örneğin, aynı sıvı amonyak numunesi için her iki sensör de farklı çıktı sağlar. Ayrıca oldukça yavaşlar.

Her iki durumda da, sensör tarafından sağlanan direnç, bir eğilim eğrisi kullanılarak arduino tarafından 0-5V'a ve ardından "ppm"ye (= milyonda parça, gaz konsantrasyonunu ölçmek için ilgili bir birimdir) dönüştürülür ve denklemi şu şekilde sağlanır: bu sensörlerin dokümantasyonu.

3. Adım: Bluetooth ile Veri Gönderme

Sensörleri laboratuvarda çeşitli yerlere yerleştirmek için doğrudan 9V pil ile çalışan bir Arduino kartına bağlanırlar. Havadaki amonyak sonuçlarını Rapsberry kartına iletmek için bluetooth modülleri kullanılır. Doğrudan sensör kartına bağlanan ilk karta bağımlı denir.

Bluetooth modüllerini kullanmak için önce yapılandırılmaları gerekir. Bunun için modülün EN pinini 5V'a bağlayınız (2 sn'de bir ledin yanıp söndüğünü görmelisiniz) ve modül üzerindeki butona basınız. Arduino'da boş bir kodu telekodlayın ve modülün RX pinini arduino'nun TX pinine bağlayın veya tam tersi. Bundan sonra, seri monitöre gidin, doğru Baud hızını seçin (bizim için 38400 Br idi) ve AT yazın.

Seri monitör "Tamam" gösteriyorsa AT moduna girmişsinizdir. Artık modülü bağımlı veya Ana olarak ayarlayabilirsiniz. AT modu için tüm komutları içeren bir pdf aşağıda bulabilirsiniz.

Aşağıdaki web sitesi bluetooth modülümüz için AT moduna geçme adımlarını göstermektedir:

Bluetooth modülü, voltaj bölücü, toprak, TX ve RX pinleri ile arduino'nun 4 pinini, 3.3V'u kullanır. TX ve RX pinlerinin kullanılması, verilerin kartın seri portundan aktarıldığı anlamına gelir.

Bluetooth modülünün RX pininin Arduino'nun TX pinine bağlı olduğunu ve bunun tersi olduğunu unutmayınız.

Bluetooth modüllerinin her iki ledinin birbirine bağlandığında yaklaşık 2 saniyede bir 2 kez yanıp söndüğünü görmelisiniz.

Hem makbuz hem de gönderme kodu aynı kart üzerinde gerçekleştirilir ve daha sonra buraya eklenir.

Adım 4: Veri Alma ve Raspberry Pi'ye Aktarma

Projenin bu kısmı arduino mega tarafından yapılmıştır.

Bu kart, verileri ve ahududu pi'yi alacak şekilde yapılandırılmış bir bluetooth modülüne bağlanmıştır. Usta denir.

Bu durumda bluetooth modülü bir seri port kullanır ve veriler başka bir seri port kullanılarak ahududu pi'ye aktarılır. Bu yüzden 2 veya daha fazla seri portlu bir karta ihtiyacımız var.

Kod neredeyse öncekiyle aynı.

Adım 5: Günlük Verileri ve Uyarı Özelliği

Raspberry pi, verileri her 5 saniyede bir (örneğin değişebilir) bir.csv dosyasına kaydeder ve sd kartın kapasitesi dahilinde kaydeder.

Aynı zamanda ahududu konsantrasyonunun çok yüksek olup olmadığını kontrol eder (örneğin 10ppm'den fazla değişebilir) ve bu durumda bir uyarı e-postası gönderir.

Ancak ahududu e-postayı göndermeden önce küçük bir yapılandırmaya ihtiyacı var. Bunun için "/etc/ssmtp/ssmtp.conf" dosyasına giriniz ve kişisel bilgilerinize göre parametreleri değiştiriniz. Aşağıda bir örnek bulabilirsiniz (code_raspberry_conf.py).

Ana kod (blu_arduino_print.py) söz konusu olduğunda, USB iletişim portu ile çalışmak için "seri" gibi bazı kitaplıkları veya e-postayı göndermek için "ssmtp" kitaplığını içe aktarması gerekir.

Verileri Bluetooth ile gönderirken bazen bir hata olabilir. Gerçekten de, ahududu yalnızca \n ile sonlanan bir sayı olduğunda bir satırı okuyabilir. Ancak, ahududu bazen "\r\n" veya sadece "\n" gibi başka bir şey alabilir. Bu nedenle, programın kapanmasını önlemek için Dene - Hariç komutunu kullandık.

Sonrası sadece bir grup "if" koşulu.

Adım 6: Vaka Yapmak

Gerekli ekipman:

- 1 adet 220*170*85 mm buat

- 1 adet 153*110*55 mm buat

- Yeşil ertalon 500*15*15 mm

- 1,5 metre elektrik kabloları

- 2 bluetooth modülü

- 1 Ahududu

- 1 Arduino Mega

- 1 Genuino

- 9v pil

- 1 adet Ahududu / Arduino bağlantı kablosu

- 2K ohm'luk 2 direnç

- 1K ohm'luk 2 direnç

- Lehimleme makinesi

- Sondaj makinesi

- Delme uçları

- Pense kesme

- Testere

Kesimlerin yapıldığı iki elektrik bağlantı kutusundan başladık. İlk olarak, sensör/verici elemanının gerçekleştirilmesi: Genuino kartını yeşil ERTALON'da yapılan yere sabitlemek için iki destek. Daha sonra amonyak sensörünü yerleştirmek için kapağı kesip sabitlemek gerekiyordu. Kablolar sensörden Genuino kartına bağlandı. Daha sonra bluetooth modülünü kutunun üzerine koyduk, kabloları lehimledik ve kart ile bağladık. Son olarak, 9V pilli güç kaynağı entegre edildi ve kablolandı. Sensör bittiğinde, alıcı üzerinde çalışmaya başlayabildik. Bunun için daha önce olduğu gibi iki elektronik kartın (Raspberry ve Arduino mega) desteklerini yaparak başladık. Sonra Raspberry'den kablolar ve fişler için yuvaları kesiyoruz. Bluetooth modülü öncekiyle aynı şekilde düzeltildi. Ardından, iki elektronik kartın havalandırılmasını sağlamak ve aşırı ısınma riskini önlemek için kutunun üst kısmında delikler açılmıştır. Bu adımı tamamlamak için tüm kablolar bağlandı ve projeye yalnızca güç verilmesi ve test edilmesi gerekiyor.

7. Adım: İyileştirmeler

İyileştirme açısından, birkaç nokta çağrılabilir:

- Daha performanslı sensör seçimi. Gerçekten de, havadaki amonyak görünümünü hızlı bir şekilde algılamazlar. Buna bir de amonyak ile doyduktan sonra, ondan kurtulmak için belirli bir zamana ihtiyaçları olduğunu ekleyin.

- Projemizin temelinde belirtildiği gibi doğrudan Bluetooth modülüne sahip bir arduino kartı kullanıldı. Ne yazık ki, Genuino 101 artık Avrupa pazarında mevcut değil.

- Konsantrasyonu sürekli olarak bilmek için sensörün bulunduğu kutuya bir ekran entegre edin

- csv dosyasında depolanan verilerden bir grafiğin otomatik olarak oluşturulmasını sağlayın.