Kit de sonda química Arduino: temperatura i conductivitat: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Un professor de química amb el qual treballo volia deixar als seus estudiants construir un kit de sensors per provar la conductivitat i la temperatura. Hem extret uns quants projectes i recursos diferents i els he combinat en un sol projecte. Vam combinar un projecte LCD, una sonda de conductivitat i una sonda de sensor de temperatura.

A la imatge es mostra el producte final.

Pas 1: subministraments

Necessitarà:

• Arduino Uno (he utilitzat el Sparkfun Inventors Kit)
• Taula de pa
• Filferros de pont
• Cables de clip de cocodril
• Resistències de 10 k ohmis (x2)
• Pantalla LCD
• Sensor de temperatura (DS18B20)
• Sonda de conductivitat (versió DIY al pas 6)
• Cinta elèctrica
• Soldador
• Soldar
• Tallador de fil / pelador
• Alicates

Pas 2: Esquema de cablejat

Per fer un pla que els estudiants poguessin seguir, vaig aprendre a fer un diagrama de cablejat. Vaig utilitzar el programari anomenat Fritzing.

Pas 3: Creeu el circuit LCD

Conceptualment ho divideixo en 3 parts; la pantalla LCD, el sensor de temperatura i la sonda de conductivitat.

Vaig construir el circuit LCD seguint les instruccions de la Guia del kit d’inventors Sparkfun: circuit # 15. No intentaré escriure totes les connexions de pins (estudieu el diagrama del circuit).

Modificacions del disseny original:

• Vaig desplaçar la pantalla LCD cap a l'extrem superior de la taula per poder conservar espai a l'extrem inferior de la placa.
• Vaig girar el trimpot blau de 180 * i vaig canviar els cables positiu i negatiu perquè coincidissin.

Un cop finalitzat el cablejat, vaig penjar un esbós bàsic de prova LCD.

Des de temps immemorials, tots els primers programes de codificació haurien de ser "HOLA MÓN".

Pas 4: prepareu el sensor de temperatura

La fotografia de stock mostra els cables nus originals. Són massa curts a la configuració original.

Passos per aconseguir finalitats útils:

1. Tireu la funda negra d’un centímetre o dos més
2. Tireu els cables individuals per exposar 0,5 polzades de coure
3. Esteneu el coure pelat perquè es puguin inserir a la pissarra

Pas 5: connecteu el sensor de temperatura

El sensor de temperatura té 3 cables

• Vermell = Vcc (positiu)
• Negre = Terra (negatiu)
• Blanc = Senyal

Els cables negre i vermell entren als seus respectius rails positius i negatius a la taula de treball. La documentació del sensor de temperatura (al lloc web de Sparkfun) és escassa. Però moltes de les ressenyes van comentar que es necessita una resistència pull-up de 10K Ohm. Després de proves i errors, vaig descobrir que això era correcte. Aquest també és un sensor de temperatura digital, de manera que cal connectar-lo als pins digitals de l’Arduino.

Cablatge del cable blanc

• El cable blanc del sensor està connectat a la fila 25 de la placa de pa (qualsevol fila està bé)
• Es connecta una resistència de 10K Ohm a la fila 25 i al carril positiu (aquesta és la resistència de tracció)

• Un cable de pont blanc està connectat a la fila 25 i al pin digital 7 de l’Arduino.

  Vaig intentar mantenir els cables del pont de senyal blancs per simplicitat, però qualsevol color funcionarà

Pas 6: sonda de conductivitat de bricolatge

He seguit les instruccions d’aquest exemple per construir un sensor de conductivitat.

Amb un tros de filferro de nichrome (adquirit al professor de química), vaig tallar dues longituds iguals d’uns 6 de llargada. Les vaig doblegar tal com es veu a les fotos i les vaig gravar en una secció amb un bolígraf Bic (sobrant del meu Perfect Pocket Pen 'ible) amb cinta elèctrica. Amb els bucles dels cables de la sonda, puc utilitzar clips de cocodril per connectar la sonda a la placa de control.

Alternatives:

Hem provat aquest concepte de sonda de conductivitat amb "filferro" fabricat per clips de paper sense flexió. Això ens va donar lectures similars i molt probablement utilitzarem els clips amb els estudiants. El filferro del clip probablement es corroirà molt més ràpidament, però es tracta bàsicament de consumibles per llençar.

Pas 7: connecteu la sonda de conductivitat

Una vegada més, hem seguit aquestes instruccions per connectar la sonda a la placa de configuració i a l'arduino.

Cableja la sonda:

• Un cable pont vermell està connectat al carril positiu

  Un clip de cocodril VERMELL connecta aquest fil VERMELL a un costat de la sonda de conductivitat

• Una resistència de 10 k Ohm està connectada a la fila 28 i al carril negatiu
• Un cable pont blanc es connecta a la fila 28 i al pin analògic A0 de l’Arduino

• Es connecta un cable de pont NEGRE a la fila 28

  Un clip de cocodril NEGRE connecta aquest fil NEGRE a l’altra banda de la sonda de conductivitat

Pas 8: Codificació

De nou, he combinat el codi dels 3 projectes; LCD, temperatura i conductivitat. És bastant senzill i el codi es comenta bé. Haureu de descarregar i instal·lar algunes biblioteques addicionals perquè funcioni. Necessitareu les biblioteques DallasTemperature i OneWire.