Комплект химического зонда Arduino - температура и проводимость: 8 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Учитель химии, с которым я работаю, хотел дать своим ученикам возможность собрать набор датчиков для проверки проводимости и температуры. Мы вытащили несколько разных проектов и ресурсов, и я объединил их в один проект. Мы объединили ЖК-проект, датчик проводимости и датчик температуры.

На фото - конечный продукт.

Шаг 1. Расходные материалы

Тебе понадобится:

• Arduino Uno (я использовал Sparkfun Inventors Kit)
• Макетная плата
• Провода перемычки
• Провода с зажимом типа "крокодил"
• Резисторы 10 кОм (x2)
• ЖК дисплей
• Датчик температуры (DS18B20)
• Зонд проводимости (версия для самостоятельной сборки на шаге 6)
• Электроизоляционная лента
• Паяльник
• Припой
• Кусачки / Стриппер
• Плоскогубцы

Шаг 2: Схема подключения

Чтобы составить план, которому студенты могли бы следовать, мне нужно было научиться составлять электрическую схему. Я использовал программу под названием Fritzing.

Шаг 3: Постройте ЖК-схему

Концептуально я разделил это на 3 части; ЖК-дисплей, датчик температуры и датчик проводимости.

Я построил ЖК-схему, следуя инструкциям в руководстве Sparkfun Inventor's Kit Guide: Схема №15. Я не собираюсь печатать все соединения контактов (изучите принципиальную схему).

Моды к оригинальному дизайну:

• Я переместил ЖК-дисплей на верхний конец макета, чтобы сэкономить место на нижнем конце платы.
• Я повернул синюю подставку на 180 * и поменял местами положительный и отрицательный провода, чтобы они совпадали.

После того, как подключение было завершено, я загрузил базовый тестовый эскиз ЖК-дисплея.

С незапамятных времен все первые программы кодирования должны быть «HELLO WORLD».

Шаг 4: Подготовьте датчик температуры

На стоковом фото показаны оригинальные неизолированные провода. В исходной конфигурации они слишком короткие.

Шаги, чтобы сделать полезные концы:

1. Снимите черную оболочку еще на дюйм или два.
2. Зачистите отдельные провода, чтобы обнажить 0,5 дюйма меди.
3. Лужите неизолированную медь, чтобы их можно было вставить в макетную плату.

Шаг 5: Подключите датчик температуры

Датчик температуры имеет 3 провода

• Красный = Vcc (положительный)
• Черный = Земля (отрицательный)
• Белый = сигнал

Красный и черный провода входят в соответствующие положительные и отрицательные шины на макетной плате. Документация по датчику температуры (на сайте Sparkfun) скудна. Но во многих обзорах отмечалось, что вам нужен подтягивающий резистор на 10 кОм. После проб и ошибок я обнаружил, что это правильно. Это также цифровой датчик температуры, поэтому его необходимо подключать к цифровым контактам на Arduino.

Подключение белого провода

• Провод датчика белого цвета вставлен в 25-й ряд на макетной плате (подойдет любой ряд).
• Резистор 10 кОм подключен к ряду 25 и положительной шине (это подтягивающий резистор).

• Белая перемычка вставлена в ряд 25 и цифровой контакт 7 на Arduino.

  Я старался для простоты оставить свои сигнальные перемычки белыми, но подойдет любой цвет

Шаг 6: Зонд проводимости своими руками

Я следовал инструкциям в этом примере, чтобы построить датчик проводимости.

Используя кусок нихромовой проволоки (приобретенный у учителя химии), я вырезал два одинаковых отрезка длиной около 6 дюймов. Я согнул их, как показано на фотографиях, и приклеил их к секции ручкой Bic (остатки от моей Perfect Pocket Pen 'ible С помощью петель на проводах зонда я могу использовать зажимы из крокодиловой кожи для соединения зонда с макетной платой.

Альтернативы:

Мы протестировали эту концепцию зонда проводимости, используя «проволоку», полученную путем разгибания канцелярских скрепок. Это дало нам аналогичные показания, и мы, скорее всего, будем использовать скрепки со студентами. Проволока для скрепки, вероятно, подвергнется коррозии намного быстрее, но это, по сути, одноразовые расходные материалы.

Шаг 7: Подключите датчик проводимости

Мы снова выполнили эти инструкции, чтобы подключить зонд к макетной плате и Arduino.

Подключите зонд:

• КРАСНАЯ перемычка вставлена в положительную шину.

  КРАСНЫЙ зажим из кожи аллигатора соединяет этот КРАСНЫЙ провод с одной стороной зонда проводимости

• Резистор 10 кОм подключен к 28-му ряду и отрицательной шине.
• БЕЛАЯ перемычка вставлена в ряд 28 и аналоговый вывод A0 на Arduino.

• ЧЕРНАЯ перемычка вставлена в 28-й ряд.

  ЧЕРНЫЙ зажим из кожи аллигатора соединяет этот ЧЕРНЫЙ провод с другой стороной зонда проводимости

Шаг 8: кодирование

Опять же, я объединил код из трех проектов; ЖК-дисплей, температура и проводимость. Это довольно просто, и код хорошо прокомментирован. Вам нужно будет загрузить и установить несколько дополнительных библиотек, чтобы он заработал. Вам потребуются библиотеки DallasTemperature и OneWire.