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Kit sonda chimica Arduino - Temperatura e conducibilità: 8 passaggi
Kit sonda chimica Arduino - Temperatura e conducibilità: 8 passaggi

Video: Kit sonda chimica Arduino - Temperatura e conducibilità: 8 passaggi

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Anonim
Kit sonda chimica Arduino - Temperatura e conducibilità
Kit sonda chimica Arduino - Temperatura e conducibilità

Un insegnante di chimica con cui lavoro voleva lasciare che i suoi studenti costruissero un kit di sensori per testare la conduttività e la temperatura. Abbiamo raccolto alcuni progetti e risorse diversi e li ho combinati in un unico progetto. Abbiamo combinato un progetto LCD, una sonda di conducibilità e una sonda del sensore di temperatura.

Nella foto è il prodotto finale.

Passaggio 1: materiali di consumo

Forniture
Forniture
Forniture
Forniture
Forniture
Forniture

Avrai bisogno:

  • Arduino Uno (ho usato il kit Sparkfun Inventors)
  • tagliere
  • Cavi per ponticelli
  • Fili a coccodrillo
  • Resistori da 10K Ohm (x2)
  • Display LCD
  • Sensore di temperatura (DS18B20)
  • Sonda di conducibilità (versione fai da te al punto 6)
  • Nastro elettrico
  • Saldatore
  • Saldare
  • Tagliafili/Spelafili
  • Pinze

Passaggio 2: schema elettrico

Schema elettrico
Schema elettrico

Per creare un piano che gli studenti potessero seguire, ho imparato a creare uno schema elettrico. Ho usato il software chiamato Fritzing.

Passaggio 3: costruire il circuito LCD

Costruisci il circuito LCD
Costruisci il circuito LCD
Costruisci il circuito LCD
Costruisci il circuito LCD
Costruisci il circuito LCD
Costruisci il circuito LCD
Costruisci il circuito LCD
Costruisci il circuito LCD

Concettualmente ho diviso questo in 3 parti; LCD, sensore di temperatura e sonda di conducibilità.

Ho costruito il circuito LCD seguendo le istruzioni nella guida del kit per inventori di Sparkfun: Circuit #15. Non ho intenzione di tentare di digitare tutte le connessioni dei pin (studiare lo schema elettrico).

Modifiche al design originale:

  • Ho spostato l'LCD all'estremità superiore della breadboard in modo da poter risparmiare spazio sull'estremità inferiore della scheda.
  • Ho ruotato il trimpot blu di 180* e ho scambiato i fili positivo e negativo in modo che corrispondano.

Dopo che il cablaggio è stato completato, ho caricato uno schizzo di prova LCD di base.

Da tempo immemorabile, tutti i primi programmi di codifica dovrebbero essere "HELLO WORLD".

Passaggio 4: preparare il sensore di temperatura

Prepara il sensore di temperatura
Prepara il sensore di temperatura
Prepara il sensore di temperatura
Prepara il sensore di temperatura
Prepara il sensore di temperatura
Prepara il sensore di temperatura

La foto di serie mostra i fili scoperti originali. Sono troppo corti nella configurazione originale.

Passaggi per rendere utilizzabili le estremità:

  1. Striscia la guaina nera di un pollice o due in più
  2. Spelare i singoli fili per esporre 0,5 pollici di rame
  3. Stagnare il rame nudo in modo che possano essere inseriti nella breadboard

Passaggio 5: collegare il sensore di temperatura

Cablare il sensore di temperatura
Cablare il sensore di temperatura
Cablare il sensore di temperatura
Cablare il sensore di temperatura
Cablare il sensore di temperatura
Cablare il sensore di temperatura

Il sensore di temperatura ha 3 fili

  • Rosso = Vcc (positivo)
  • Nero = Massa (Negativo)
  • Bianco = Segnale

I fili Rosso e Nero vanno nei rispettivi binari Positivo e Negativo sulla breadboard. La documentazione sul sensore di temperatura (sul sito Web Sparkfun) è scarsa. Ma molte delle recensioni hanno commentato che è necessario un resistore di pull-up da 10K Ohm. Dopo tentativi ed errori ho scoperto che questo era corretto. Questo è anche un sensore di temperatura digitale, quindi deve essere collegato ai pin digitali di Arduino.

Cablaggio del filo bianco

  • Il filo del sensore bianco è inserito nella riga 25 sulla breadboard (qualsiasi riga va bene)
  • Un resistore da 10K Ohm è collegato alla riga 25 e al binario positivo (questo è il resistore di pull-up)
  • Un ponticello bianco è collegato alla riga 25 e al pin digitale 7 sull'Arduino.

    Ho cercato di mantenere i cavi dei ponticelli del segnale bianchi per semplicità, ma qualsiasi colore funzionerà

Passaggio 6: sonda di conducibilità fai-da-te

Sonda di conducibilità fai da te
Sonda di conducibilità fai da te
Sonda di conducibilità fai da te
Sonda di conducibilità fai da te
Sonda di conducibilità fai da te
Sonda di conducibilità fai da te
Sonda di conducibilità fai da te
Sonda di conducibilità fai da te

Ho seguito le istruzioni su questo esempio per costruire un sensore di conduttività.

Usando un pezzo di filo di nichelcromo (acquistato dall'insegnante di chimica), ho tagliato due lunghezze uguali lunghe circa 6 pollici. Le ho piegate come si vede nelle foto e le ho fissate a una sezione di una penna Bic (avanti dalla mia Perfect Pocket Pen 'ible) con nastro isolante. Con i cappi sui fili della sonda, posso usare i coccodrilli per collegare la sonda alla breadboard.

Alternative:

Abbiamo testato questo concetto di sonda di conduttività utilizzando un "filo" formato da graffette inflessibili. Questo ci ha fornito letture simili e molto probabilmente useremo le graffette con gli studenti. Il filo della graffetta probabilmente si corroderà molto più velocemente, ma questi sono essenzialmente materiali di consumo usa e getta.

Passaggio 7: cablare la sonda di conduttività

Cablare la sonda di conducibilità
Cablare la sonda di conducibilità
Cablare la sonda di conducibilità
Cablare la sonda di conducibilità
Cablare la sonda di conducibilità
Cablare la sonda di conducibilità
Cablare la sonda di conducibilità
Cablare la sonda di conducibilità

Anche in questo caso abbiamo seguito queste istruzioni per collegare la sonda alla breadboard e all'arduino.

Cablare la sonda:

  • Un ponticello ROSSO è collegato alla guida Positiva

    Una clip a coccodrillo ROSSA collega questo filo ROSSO a un lato della sonda di conduttività

  • Un resistore da 10k Ohm è collegato alla riga 28 e al binario negativo
  • Un ponticello BIANCO è collegato alla riga 28 e al pin analogico A0 sull'Arduino
  • Un ponticello NERO è inserito nella riga 28

    Una clip a coccodrillo NERA collega questo filo NERO all'altro lato della sonda di conduttività

Passaggio 8: codifica

codifica
codifica
codifica
codifica

Ancora una volta, ho combinato il codice dei 3 progetti; LCD, temperatura e conducibilità. È abbastanza semplice e il codice è commentato bene. Dovrai scaricare e installare alcune librerie extra per farlo funzionare. Avrai bisogno delle librerie DallasTemperature e OneWire.

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