פרויקט צד: בודק טוהר מים: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

פרויקט זה היה חלק מתכנית הלימודים שלי בשיעור עקרונות ההנדסה שלי עם גב 'ברבאווי. היא הקצתה לכולנו תקציב של 50 $ כדי להציע הצעת פרויקט סבירה, דבר שאפשר יהיה להשיג, ובכל זאת לאתגר את היכולות שלנו.

פרויקט זה מבוסס על מודל זה מבית MakeMagezine.com. הוא מודד מוליכות חשמלית של נוזל ומשמיע צליל המבוסס על מוליכות. ככל שהצליל חזק יותר המים נקיים יותר. זה מבוסס על הרעיון של מחלק מתח. ככל שהמדגם מוליך יותר, כך המתח ימשך כלפי החלק העליון של המעגל, הרחק מהרמקול. זה גורם לרמקול לקבל מתח נמוך יותר ופוחתת עוצמת הקול שהוא מייצר.

הארדואינו משמש אמצעי בין המעגל למחשב שבו נקלטות הקריאות. הפרויקט הזה היה בהשראת פרויקט שעשיתי לאחרונה בשיעור שהיה היכרות עם ארדואינו ופרישת לחם. כצעד קדימה לאתגר את עצמי וליישם את המושגים שלמדתי, השתדלתי להפוך את הפרויקט הזה למסובך יותר.

אספקה

1. אוטובוס כפול לחם

2. ארדואינו UNO

3. חוטי מגשר

4. סט שבבים LM741

5. שבב טיימר 555

6. רמקול 2-3 אינץ '

7. פוטנציומטר 10K אוהם

8. לד

9. כבלי תיקון עם קליפסי תנין

10. קרטון (לבניית קופסאות)

11. גרושים (אלקטרודות נחושת)

שלב 1: בניית המעגל

השלב הראשון הוא בניית המעגל. המעגל המשמש לבנייה זו היה בתחילה די מרתיע אותי בשל מורכבותו. לפני נגיעה במעגל הפיזי עדיף שתעשה סימולציה או מיפוי כלשהו של הרכיבים שלך על לוח לחם וירטואלי שיקל עליך ליצור את המעגל הפיזי. למטרה זו השתמשתי ב- TinkerCAD. הדרך הקלה ביותר לפרק את המעגל היא על ידי חלוקתו לשני חלקים עיקריים: החלק העליון סביב שבב LM741 והקטע התחתון סביב טיימר 555 והרמקול. בתחילה שימשו חוטי מגשר זמניים בפרויקט מכיוון שהם היו קלים להסתובב ולטפל בהם. אלה הוחלפו מאוחר יותר בחוטי המגשר הישרים בפרויקט הגמר. זה מקל על פתרון בעיות ומעקב אחר האלמנטים במעגל. שלב זה לקח את משך הזמן הארוך ביותר, ולא הושלם עד כמעט סוף הפרויקט.

שלב 2: התאמת המעגל (כוונון עדין)

לאחר שהמעגל הבסיסי הושלם, עדיין יש לבצע התאמות עדינות יותר. היה צורך לכייל את הפוטנציומטר כך שהצליל שמפיק הרמקול לא יהיה קלוש מדי או חזק מדי. כפי שצוין קודם לכן, זהו השלב בו הוחלפו החוטים הזמניים לקבועים שהיו במעגל הסופי. זה לקח לא מעט זמן בגלל מספר החוטים העצום. החוטים לרמקול נחתכו גם הם כדי להפוך את המתקן המחבר את הרמקול ללוח הלחם לקטן ככל האפשר. בנוסף כדי לשפר את האסתטיקה של המעגל כמו גם להפחית את האפשרות של שבירה נגזרו הנגדים והנורית.

הייתה תוכנית לשלב גם חיישן עוצמה למדידת עוצמת הצליל שמפיק הרמקול. החיישן היה מחובר במקור ליציאת Arduino Analogue. לאחר מכן תיווצר תוכנית ארדואינו עבור החיישן לאסוף קריאות. רעיון זה נגרד מאוחר יותר מכיוון שהחיישן לא פעל כמתוכנן והוחלף במחשב שיאסוף קריאות באמצעות מיקרופון. זה לא אידיאלי, מכיוון שמחשב גדול וגדול, אך זו הייתה האפשרות הטובה ביותר.

שלב 3: שלב הבדיקה

זהו אחד השלבים החיוניים ביותר בחייו של כל פרויקט ולפעמים יכול להיות מעצבן מאוד. איתור בעיות במעגל כזה יכול לקחת זמן רב ומתסכל. בתרחיש זה שימוש ב- LED יכול להיות שימושי מאוד. ניתן להשתמש בהוספת לד לחלק על כל אלמנט סדרתי בודד כדי לבדוק אם זרם זורם בחלק זה של המעגל.

שלב זה היה הזמן בו בוצעו רוב השינויים הגדולים בפרויקט. שינויים כמו כולל כניסת 5V במקום כניסת 9V היו אחד השינויים שחוללו במהלך שלב זה. הקלט של 9V יצר צליל חזק מאוד מהרמקול. על ידי שינוי קלט הכוח ל- 5V מהארדואינו, עבד הרבה יותר טוב.

שלב 4: הקופסה

חלק זה של הפרויקט נועד לאסתטיקה וכדי להפוך אותו לקומפקטי וקל יותר לטיפול. לשלב זה בשום אופן לא הייתה השפעה על הפונקציונליות של הפרויקט. הקופסה בנויה מקרטון, כאשר החלק העליון ואחד הצדדים נשארים פתוחים להחלקת הרכיבים פנימה והחוצה בקלות. הדבר נעשה תוך התחשבות בכך שצריך לחבר את כבל הארדואינו למעגל בקלות. בנוסף עיצוב זה גם הופך את המעגל למושך יותר מבחינה ויזואלית. הייתי צריך להכין קופסת לייזר מעץ, אבל נגמר לי הזמן בכיתה בגלל Covid-19.

שלב 5: נקודות זכות

פרויקט זה לא היה אפשרי ללא גב 'ברבאווי שסיפקה את המימון והחומרים לפרויקט זה. אני מודה בנוסף לסוון ולדיוויד שעזרו לי במהלך ביצוע הפרויקט על ידי מתן עצות מועילות והנחיות כיצד חלקים מסוימים עובדים.