Šoninis projektas: vandens grynumo testeris: 5 žingsniai

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-23 14:53

Šis projektas buvo mano mokymo programos dalis inžinerijos principų pamokoje kartu su ponia Berbawy. Ji kiekvienam iš mūsų skyrė 50 USD biudžetą, kad galėtume pateikti pagrįstą projekto pasiūlymą, kuris būtų pasiekiamas, tačiau ginčytų mūsų sugebėjimus.

Šis projektas sukurtas pagal šį MakeMagezine.com modelį. Jis matuoja skysčio elektrinį laidumą ir pagal garsą skleidžia garsą. Kuo garsesnis garsas, tuo švaresnis vanduo. Tai pagrįsta įtampos skirstytuvo koncepcija. Kuo laidesnis pavyzdys, tuo didesnė įtampa traukiama link viršutinės grandinės dalies, toliau nuo garsiakalbio. Dėl to garsiakalbis gauna mažesnę įtampą ir sumažina jo skleidžiamo garso stiprumą.

„Arduino“yra terpė tarp grandinės ir kompiuterio, kuriame fiksuojami rodmenys. Šį projektą įkvėpė neseniai atliktas projektas, kurį aš padariau pamokoje, kuri buvo įvadas į „Arduino“ir duonos maitinimas. Žengdamas žingsnį į priekį mesti iššūkį sau ir pritaikyti išmoktas sąvokas, stengiausi padaryti šį sudėtingesnį projektą.

Prekės

1. Duonos lentos dviguba magistralė

2. Arduino UNO

3. Jumper laidai

4. LM741 mikroschemų rinkinys

5. 555 laikmačio lustas

6. 2-3 colių garsiakalbis

7. 10K omų potenciometras

8. LED

9. Pataisykite virves su aligatoriaus spaustukais

10. Kartonas (dėžutės konstrukcijai)

11. Penai (variniai elektrodai)

1 žingsnis: sukurkite grandinę

Pirmasis žingsnis yra grandinės kūrimas. Šiai konstrukcijai naudojama grandinė iš pradžių man buvo gana bauginanti dėl jos sudėtingumo. Prieš paliesdami fizinę grandinę, geriau, jei virtualioje duonos lentelėje galite atlikti savo komponentų modeliavimą ar tam tikrą atvaizdavimą, kuris palengvintų fizinės grandinės sukūrimą. Tam tikslui naudojau TinkerCAD. Lengviausias būdas suskaidyti grandinę yra padalijus ją į 2 pagrindines dalis: viršutinę dalį aplink LM741 mikroschemą ir apatinę dalį aplink 555 laikmatį ir garsiakalbį. Iš pradžių projekte buvo naudojami laikini jungiamieji laidai, nes juos buvo lengva perkelti ir valdyti. Vėliau galutiniame projekte jie buvo pakeisti tiesiais jungiamaisiais laidais. Tai palengvina grandinės elementų trikčių šalinimą ir sekimą. Šis etapas užtruko ilgiausiai ir buvo baigtas beveik pačioje projekto pabaigoje.

2 žingsnis: grandinės reguliavimas (tikslus derinimas)

Užbaigus pradinę grandinę, dar reikėjo atlikti smulkesnius koregavimus. Potenciometrą reikėjo sukalibruoti, kad garsiakalbio skleidžiamas garsas nebūtų nei per silpnas, nei per garsus. Kaip minėta anksčiau, tai yra žingsnis, kai laikini laidai buvo pakeisti į nuolatinius, esančius galutinėje grandinėje. Tai užtruko gana ilgai dėl daugybės naudojamų laidų. Garsiakalbio laidai taip pat buvo nukirpti, kad garsiakalbį su duonos lenta jungiantis įrenginys būtų kuo mažesnis. Be to, siekiant pagerinti grandinės estetiką ir sumažinti lūžimo galimybę, rezistoriai ir šviesos diodas buvo nukirpti.

Taip pat buvo planuojama integruoti garsumo jutiklį, kad būtų galima išmatuoti garsiakalbio skleidžiamo garso stiprumą. Jutiklis iš pradžių buvo prijungtas prie „Arduino“analoginio prievado. Tada būtų sukurta „Arduino“programa, skirta jutikliui surinkti rodmenis. Vėliau ši idėja buvo pašalinta, nes jutiklis neveikė taip, kaip numatyta, ir buvo pakeistas kompiuteriu, kuris per mikrofoną paimtų rodmenis. Tai nėra idealu, nes kompiuteris yra didelis ir didelių gabaritų, tačiau tai buvo geriausias pasirinkimas.

3 žingsnis: bandymo etapas

Tai vienas svarbiausių bet kurio projekto gyvenimo etapų ir kartais gali būti labai erzinantis. Tokių grandinių problemų nustatymas gali užtrukti daug laiko ir varginantis. Šiuo atveju šviesos diodo naudojimas gali būti labai naudingas. Įdėjus šviesos diodą į kiekvieno atskiro serijos elemento dalį, galima patikrinti, ar srovė teka per tą grandinės dalį.

Šis etapas buvo laikas, per kurį buvo atlikta dauguma esminių projekto pakeitimų. Pokyčiai, tokie kaip 5 V įvesties įtraukimas vietoj 9 V įvesties, buvo vienas iš pakeitimų, atliktų šiame etape. 9 V įvestis iš garsiakalbio sukuria labai garsų garsą. Pakeitus „Arduino“energijos įvestį į 5 V, veikė daug geriau.

4 žingsnis: dėžutė

Ši projekto dalis buvo skirta estetikai ir tam, kad ji būtų kompaktiškesnė ir lengviau valdoma. Šis žingsnis neturėjo jokios įtakos projekto funkcionalumui. Dėžutė pagaminta iš kartono, o viršutinė ir viena šoninė dalis yra atviros, kad būtų galima lengvai įstumti ir įstumti komponentus. Tai buvo padaryta turint omenyje, kad „Arduino“kabelį turi būti galima lengvai prijungti prie grandinės. Be to, ši konstrukcija vizualiai daro grandinę patrauklesnę. Aš turėjau pagaminti lazeriu išpjautą dėžę iš medžio, bet klasėje pritrūko laiko dėl „Covid-19“.

5 žingsnis: kreditai

Šis projektas nebūtų buvęs įmanomas be ponios Berbawy, kuri parūpino finansavimą ir medžiagas šiam projektui įgyvendinti. Be to, esu dėkingas Svenui ir Deividui, kurie padėjo man rengiant projektą, duodami naudingų patarimų ir nurodydami, kaip veikia tam tikros dalys.