Pigių vandens srauto jutiklis ir aplinkos ekranas: 8 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:50

Vanduo yra vertingas išteklius. Milijonai žmonių neturi prieigos prie švaraus geriamojo vandens, o nuo vandens užterštų ligų kasdien miršta net 4000 vaikų. Tačiau ir toliau švaistome savo išteklius. Pagrindinis šio projekto tikslas yra motyvuoti tvaresnį vandens naudojimo elgesį ir didinti informuotumą apie pasaulines vandens problemas. Tai yra instrukcija, kaip grubiai aptikti vandens srautą vamzdyje ir valdyti aplinkos ekraną. Aš naudoju pjezo keitiklį, kai kuriuos šviesos diodus ir arduino. Prietaisas yra apytikslis prototipas to, kas ilgainiui taps įtikinama technologija, kuri motyvuoja tvarų elgesį ir didina supratimą apie vandens naudojimą. Tai Stacey Kuznecovo ir Erico Pauloso projektas Carnegie Mellon universiteto žmogaus kompiuterių sąveikos instituto gyvenamosios aplinkos laboratorijoje. Parengė Stacey [email protected]://staceyk.orgEric [email protected]:// www. paulos.net/Living Environments Labhttps://www.living-environments.net Toliau pateiktame vaizdo įraše pavaizduota ankstesnė šio projekto versija, kai vandens srautui aptikti naudojamas mikrofonas, o ne pjezo elementas. Naudodami pjezo keitiklį pasieksite geresnių rezultatų, todėl šioje instrukcijoje išsamiai aprašomas pjezo metodas. Ypatingas ačiū Briam Lim, Bryan Pendleton, Chris Harrison ir Stuart Anderson už pagalbą kuriant idėjas ir kuriant šį projektą!

1 žingsnis: Surinkite medžiagas

Jums reikės:- duonos lentos- mikrovaldiklio (naudojau „Arduino“)- mastikos- pjezo keitiklio (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- kelių šviesos diodų (naudojau 2 geltonus, 2 raudonos, 2 žalios)- žvakidė ar panašaus dydžio indas- viela- 1 mohmo (arba kitos didelės vertės) rezistorius- 4,7 K rezistoriai (3)- 1K rezistoriai (1)- mažos vertės rezistoriai (šviesos diodams)- Apipjaustymo laidai- jungiamieji laidai- mastikos- stiprintuvas (LM613)

2 žingsnis: sukurkite grandinę

Grandinę sudaro stiprintuvas, skirtas padidinti pjezo signalą, ir įtampos skirstytuvas, skirtas pakelti bazinę įtampą. Tarp dviejų įėjimų, sudarančių pjezo, yra didelės vertės rezistorius, kuris veikia kaip signalo ištraukiamas rezistorius.

3 žingsnis: išbandykite grandinę

Pritvirtinkite pjezo prie grandinės ir prijunkite arduino. Įtampos skirstytuvas nustato bazinę įtampą 2,5 V, todėl pagrindiniai signalo rodmenys turėtų būti maždaug 512 „Arduino“analoginiame kaištyje (pusiaukelėje nuo 0 iki 1023). Mano svyruoja +/- 30 apie 520. Aplink šį skaičių galite pastebėti tam tikrus svyravimus.

4 žingsnis: kalibruokite jutiklį, kad aptiktų vibracijas

Kai čiaupas yra įjungtas, dėl vamzdžio virpesių pjezo sukurs kintančią srovę. Kadangi bazinis rodmuo sumažėja maždaug 520, galite apskaičiuoti amplitudę aplink šį skaičių, kad aptiktų vibracijas. Mano riba yra 130, bet jūs galite ją padidinti arba sumažinti, priklausomai nuo vibracijos tipo, kurį norite pajusti, ir jūsų konkretaus pjezo gabalo jautrumo. Norėdami patikrinti signalą, naudokite mastiką, kad pritvirtintumėte pjezo prie lygaus paviršiaus. Pabandykite bakstelėti ar subraižyti paviršių skirtingose vietose ir skirtingu intensyvumu, kad pamatytumėte, kokio tipo rodmenis gaunate „Arduino“. Norėdami sumažinti triukšmą, rekomenduoju apskaičiuoti slankųjį įvesties vidurkį. Tai grubus bangos amplitudės nustatymo būdas, leidžiantis išvengti klaidingų teigiamų rezultatų dėl atsitiktinės statinės srovės. Taip pat gali būti naudojami pažangesni metodai, tokie kaip FFT.// „Codeint sensor“pavyzdys = 2; // Analog inint val = 0; // Dabartinis analoginio pinint avg rodmuo; // Bangos amplitudės bėgimo vidurkis MIDPOINT = 520; // Bazinio skaitymo void setup () {Serial.begin (9600); vid. = MIDPOINT; // nustatyti vidurkį vidurio taške} void loop () {val = analogRead (sensor); // Apskaičiuokite bangos amplitudę, jei (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } else {val = MIDPOINT - val; } // apskaičiuoti einamąjį vidurkį iš amplituto avg = (avg * 0,5) + (val * 0,5); jei (vid.> 130) {// aptikta vibracija! Serial.println („TAP“); vėlavimas (100); // atidėti, kad įsitikintumėte, jog nuoseklusis prievadas nėra perkrautas}}

5 veiksmas: sukurkite aplinkos ekraną

Jei jutiklis veikia tinkamai, galite pridėti aplinkos ekraną, kad būtų rodoma informacija. Mano šviesos diodai suporuoti taip, kad kiekviena spalva būtų apšviesta dviem šviesos diodais. Norėdami tai padaryti, prijunkite kiekvienos spalvos „trumpą“laidą ir prieš jungdamiesi prie „Arduino“naudokite mažos vertės rezistorių. Prijunkite visų šviesos diodų įžeminimo (ilgesnį) laidą ir pritvirtinkite prie „Arduino“žemės. Kai šviesos diodai bus prijungti, naudokite žvakidę, kad ekranas būtų patalpintas. Kadangi žvakidė pagaminta iš aliuminio, prieš įdėdami šviesos diodus, į indo dugną galite įdėti izoliatorių, pvz., Plastiko gabalėlį, kad grandinė nesutrumpėtų.

6 veiksmas: naudokite jutiklio duomenis ekranui vairuoti

Plauti rankas užtrunka apie 10 sekundžių. Taigi, aš užprogramavau, kad ekranas rodytų žalią šviesą pirmąsias 10 sekundžių po čiaupo įjungimo. Po 10 sekundžių įsijungia geltonas šviesos diodas. Ekranas tampa raudonas, jei vanduo lieka įjungtas po 20 sekundžių, ir pradeda mirksėti raudona lemputė, jei čiaupas teka 25 sekundes ar ilgiau. Naudokite savo vaizduotę, kad sukurtumėte alternatyvius ekranus!

7 žingsnis: sumontuokite jutiklį ir ekraną ant vandens vamzdžio

Naudokite mastiką arba molį, kad pritvirtintumėte pjezo prie čiaupo, ir kitą mastikos sluoksnį, kad ekranas būtų pritvirtintas viršuje. Gali tekti iš naujo sureguliuoti slenksčio amplitudę arba „MIDPOINT“nuo 4 veiksmo. Signalą taip pat gali šiek tiek paveikti temperatūra iš vamzdžio.

8 žingsnis: ateities pasiūlymai

Galite pasirinkti išjungti „Arduino“akumuliatorių. Būsimoje pamokoje bus parodyta, kaip paleisti šį ekraną, imant energiją tiesiai iš tekančio vandens arba panaudojant supančios aplinkos šviesos energiją!