Düşük Maliyetli Su Akış Sensörü ve Ortam Göstergesi: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Su değerli bir kaynaktır. Milyonlarca insan temiz içme suyuna erişemiyor ve her gün 4000 kadar çocuk suyla bulaşan hastalıklardan ölüyor. Yine de kaynaklarımızı israf etmeye devam ediyoruz. Bu projenin genel amacı, daha sürdürülebilir su kullanım davranışını motive etmek ve küresel su sorunları hakkında farkındalığı artırmaktır. Bu, bir borudaki su akışının kabaca nasıl tespit edileceğine ve ortam gösteriminin nasıl yapılacağına ilişkin bir talimattır. Piezo dönüştürücü, bazı LED'ler ve bir arduino kullanıyorum. Cihaz, sonunda sürdürülebilir davranışı motive eden ve su kullanımı konusunda farkındalığı artıran ikna edici bir teknolojinin kaba bir prototipidir. Bu, Carnegie Mellon Üniversitesi İnsan Bilgisayar Etkileşimi Enstitüsü'ndeki Yaşayan Ortamlar Laboratuvarı'nda Stacey Kuznetsov ve Eric Paulos tarafından yürütülen bir projedir. Yapımcı Stacey [email protected]://staceyk.orgEric [email protected]://www. paulos.net/Living Environments Labhttps://www.living-environments.netAşağıdaki video, su akışını algılamak için bir piezo elemanı yerine bir mikrofonun kullanıldığı bu projenin önceki bir versiyonunu göstermektedir. Piezo dönüştürücü kullanırken daha iyi performans elde edeceksiniz, bu nedenle bu talimat piezo yaklaşımını detaylandırıyor. Bu projenin fikirleri ve tasarımıyla ilgili yardımları için Briam Lim, Bryan Pendleton, Chris Harrison ve Stuart Anderson'a özel teşekkürler!

Adım 1: Materyalleri Toplayın

İhtiyacınız olacak: - Breadboard - Mikrodenetleyici (Arduino kullandım) - Mastik - Piezo Dönüştürücü (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402) - Birkaç LED (2 sarı kullandım, 2 kırmızı, 2 yeşil)- Mumluk veya benzeri büyüklükteki kap- Tel- 1 Mohm (veya diğer büyük değerli) direnç- 4.7K Dirençler (3)- 1K Dirençler (1)- Düşük Değerli Dirençler (LED'ler için)- Kırpma Telleri- Jumper Telleri- Mastik-op amp (LM613)

Adım 2: Devreyi Oluşturun

Devre, piezodan gelen sinyali artırmak için bir yükselticiden ve baz voltajı yükseltmek için bir voltaj bölücüden oluşur. Piezoyu oluşturan iki giriş arasında, sinyal için aşağı çekme direnci görevi gören yüksek değerli bir direnç vardır.

Adım 3: Devreyi Test Edin

Piezoyu devreye takın ve arduinoyu bağlayın. Voltaj bölücü, baz voltajı 2,5V'a ayarlar, bu nedenle sinyal için temel okumalar Arduino analog pininde 512 civarında olmalıdır (0 ile 1023 arasında yarı yol). Benimki 520 civarında +/-30 dalgalanıyor. Bu sayı civarında bir miktar dalgalanma görebilirsiniz.

Adım 4: Titreşimleri Algılamak için Sensörünüzü Kalibre Edin

Musluk açıldığında, borunun titreşimleri piezonun dalgalı bir akım üretmesine neden olur. Temel okuma 520 civarında azaldığından, titreşimleri algılamak için bu sayı etrafında bir genlik hesaplayabilirsiniz. Eşik değerim 130 olarak ayarlandı, ancak hissetmek istediğiniz titreşim türüne ve belirli piezo parçanızın hassasiyetine bağlı olarak bunu artırabilir veya azaltabilirsiniz. Sinyali test etmek için piezoyu düz bir yüzeye yapıştırmak için mastik kullanın. Farklı konumlarda ve farklı yoğunluklarda yüzeye dokunmayı veya çizmeyi deneyin, Arduino'da ne tür okumalar aldığınızı görün. Gürültüyü azaltmak için, girişin hareketli bir ortalamasını hesaplamanızı öneririm. Bu, rastgele statik akım nedeniyle yanlış pozitifleri önleyen dalga genliğini belirlemenin kaba bir yoludur. FFT gibi daha gelişmiş yöntemler de kullanılabilir.// Sample Codeint sensor = 2; // Analog inint değer =0; // Analog pinint avg için geçerli okuma; // Dalga genliğinin koşu ortalamasıint MIDPOINT = 520; // Temel okuma geçersiz kurulum() { Serial.begin(9600); ort = ORTA NOKTA; // orta noktada ortalamayı ayarla}void loop() { val = analogRead(sensör); // dalga genliğini hesapla if (val > ORTA NOKTA) { val = val - ORTA NOKTA; } başka { val = ORTA NOKTA - val; } // genlik ort = (ort * 0,5) + (değer * 0,5) için çalışan ortalamayı hesaplayın; if (ort > 130) { // titreşim algılandı! Serial.println("TAP"); gecikme(100); // Seri bağlantı noktasının aşırı yüklenmediğinden emin olmak için gecikme }}

Adım 5: Bir Ortam Ekranı Oluşturun

Sensörünüz düzgün çalışıyorsa, bilgileri göstermek için bir ortam ekranı ekleyebilirsiniz. LED'lerim, her renk iki LED tarafından aydınlatılacak şekilde eşleştirilir. Bunu yapmak için, her rengin 'in' (kısa) ucunu birbirine bağlayın ve Arduino'ya bağlamadan önce düşük değerli bir direnç kullanın. Tüm LED'lerin toprak (daha uzun) ucunu bağlayın ve Arduino'da toprağa bağlayın. LED'ler bağlandıktan sonra, ekranı yerleştirmek için mumluk kullanın. Mumluk alüminyumdan yapıldığından, devrenin kısa devre yapmasını önlemek için LED'leri yerleştirmeden önce kabın altına plastik parçası gibi bir yalıtkan koymak isteyebilirsiniz.

6. Adım: Ekranı Sürmek için Sensör Verilerini Kullanın

Ellerimi yıkamam yaklaşık 10 saniye sürüyor. Bu nedenle, musluk açıldıktan sonra ekranı ilk 10 saniye boyunca yeşil ışık gösterecek şekilde programladım. 10 saniye sonra sarı LED ler yanar. 20 saniye sonra su açık kalırsa ekran kırmızıya döner ve musluk 25 saniye veya daha uzun süre açık kalırsa kırmızı ışık yanıp sönmeye başlar. Alternatif ekranlar oluşturmak için hayal gücünüzü kullanın!

7. Adım: Sensörü ve Ekranı Bir Su Borusuna Monte Edin

Piezoyu musluğa takmak için mastik veya kil ve ekranı üste sabitlemek için başka bir mastik tabakası kullanın. Eşik genliğinizi veya 4. adımdaki 'ORTA NOKTA'yı yeniden ayarlamanız gerekebilir. Sinyal ayrıca sıcaklıktan biraz etkilenebilir. borunun.

8. Adım: Gelecek Önerileri

Arduino'yu pilden çıkarmayı seçebilirsiniz. Yaklaşan bir öğretici, doğrudan akan suyun kendisinden güç çekerek veya çevredeki ortam ışığı enerjisini kullanarak bu ekranı nasıl çalıştıracağınızı gösterecek!