Система мониторинга воды (Arduino Uno) WIP: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Эта система служит моей итерацией недорогого устройства для мониторинга воды в небольшом форм-факторе. Вдохновение для этого дизайна было получено в результате проведения научной олимпиады под названием «Качество воды». То, что изначально было просто измерителем солености, превратилось в эту систему, которая определяет температуру, pH и мутность любого источника воды.

Шаг 1: материалы

Вот что вам нужно для завершения этого проекта.

Список деталей

• Ардуино Уно
• Программа Arduino
• Макетная плата
• Картонная коробка
• Программа Fritzing
• Термоусадочная трубка
• Провода перемычки
• Модуль GPS
• ЖК-модуль
• Модуль SD-карты
• Датчик pH
• Температурный зонд
• Датчик мутности

Список инструментов

• Клей
• Тепловая пушка
• Ножницы
• Припой
• Паяльник
• Лента
• Инструмент для зачистки проводов

Шаг 2: установка коробки

Этот монитор очень легкий и универсален по форм-фактору. Начните с поиска шасси для хранения всего устройства (не менее # кубических дюймов) и вырезания необходимых отверстий (прямоугольник 1 x # дюйм и круг диаметром 1 # дюйм) для ЖК-модуля и датчиков, чтобы они могли нормально функционировать.. В моем примере я модифицировал картонную коробку для своего шасси.

Резюме

1. Найдите контейнер для системы размером не менее (# x # x # дюймов)
2. Вырежьте 2 отверстия (прямоугольник # x # дюйм и круг диаметром # дюйм).

Шаг 3: Настройка Arduino и макетной платы

После того, как шасси было выбрано и правильно модифицировано, подключите отверстия Arduino 5V и GND с помощью перемычек к линиям шины + и - (отверстия вдоль длинной красной линии для + и отверстия вдоль синей линии для -). Теперь, когда Arduino включен, на макетную плату будет подаваться питание, и она станет основой для остальных компонентов.

Резюме

Подключите отверстия Arduino 5V и GND к линиям + и - шины, которые вы будете использовать на макетной плате

Шаг 4: Подключение датчиков

Все три датчика в этом проекте используют трехпроводную схему: красный провод подключается к источнику питания, черный - к земле, а желтый / синий - к соответствующим входным контактам. Входной провод датчика температуры подключается к #, входной провод датчика pH - к #, а входной сигнал мутности - к #. При необходимости используйте паяльник и припой для создания прочного соединения и термоусадочную трубку, чтобы добавить структурной целостности соединения.

Резюме

1. Подключите датчики к макетной плате, красный к линии шины +, черный к линии шины - и желтый / синий к правильным входным слотам на Arduino.
2. Интервал температуры: ??, интервал pH: ??, интервал мутности: ??
3. Спаяйте провода вместе и используйте термоусадочные трубки для лучшего соединения с макетной платой.

Шаг 5: Подключение модулей

Все модули в этом проекте имеют разные типы соединений и поэтому по-разному взаимодействуют с Arduino. SDA переходит к A4, а SCL переходит к A5 для ЖК-дисплея. RXD переходит на цифровой контакт 6, а TXD - на цифровой контакт 7 для GPS. CS переходит к цифровому выводу 4, SCR переходит к цифровому выводу 13, MISO переходит к цифровому выводу 12, а MOSI переходит к цифровому выводу 11 для модуля SD-карты. Для всех модулей VCC подключается к источнику питания, а GND - к земле. При необходимости следует использовать паяльник и припой для подключения проводов к модулям, чтобы обеспечить надежное соединение.

Резюме

1. Подключите все линии модуля VCC к линии + bus, а линии GND к линии - bus.
2. Подключите SDA к A4 и SCL к A5 для ЖК-модуля.
3. Подключите RXD к цифровому контакту 6 и TXD к цифровому контакту 7 для модуля GPS.
4. Подключите CS к цифровому выводу 4, SCR к цифровому выводу 13, MISO к цифровому выводу 12 и MOSI к цифровому выводу 11 для модуля SD-карты.

Шаг 6: Собираем оборудование вместе

Когда проводка между всеми модулями и датчиками завершена, теперь вы можете разместить Arduino и компоненты в шасси. Организация не имеет значения, если у ЖК-дисплея есть доступ к прямоугольному вырезу из шага 1, а датчики могут проходить через вырез из шага 1.

Резюме

Поместите компоненты в корпус из шага 1, убедившись, что датчики имеют доступ к круглому вырезу, а ЖК-экран имеет доступ к прямоугольному вырезу

Шаг 7. Загрузка кода

Код является наиболее неотъемлемой частью всей этой системы, которая сообщает Arduino, как управлять сигналами и преобразовывать их в показания, которые можно отображать и сохранять. Ниже я показал аннотированное изображение кода, которое попытается объяснить каждую часть и ее назначение. Вы можете просто скопировать и вставить этот код в программу Arduino и с помощью USB-кабеля, который подключается к Arduino Uno, загрузить его в микроконтроллер.

Резюме

Скопируйте и вставьте код (при необходимости измените) в программу Arduino и загрузите на плату Arduino Uno

Шаг 8: Последние штрихи и дополнения

С готовым устройством любые показания датчиков будут сохраняться на SD-карту, которая вставлена в модуль SD-карты с определенным форматом. Эти данные затем могут быть скомпилированы в карту Google, как показано по ссылке ниже, чтобы лучше графически представить демографические данные о воде в данной местности.

drive.google.com/open?id=115okKUld8k8akZKj…

Резюме

Собирайте и документируйте данные с устройства любым удобным для вас способом

Шаг 9: Завершение

Теперь система завершена и будет измерять температуру, мутность и pH любого источника воды.

Есть множество других возможностей того, что можно сделать с помощью этой системы мониторинга воды, которые только и ждут своего изучения. Было бы интересно посмотреть, как вы решите использовать этот проект для достижения своих целей.