בדיקת מים עם Arduino Uno: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

במדריך זה תלמד כיצד להרכיב בדיקת מים DIY שלך למדידת מוליכות, ומכאן מידת הזיהום של כל נוזל.

בדיקת המים היא מכשיר פשוט יחסית. פעולותיו מסתמכות על העובדה כי מים טהורים אינם נושאים מטען חשמלי בצורה טובה במיוחד. אז מה שאנחנו באמת עושים עם המכשיר הזה הוא הערכת ריכוז החלקיקים המוליכים שצפים במים (לרוב לא מוליכים).

מים הם לעתים רחוקות רק סכום הנוסחה הכימית הבסיסית שלה: שני אטומי מימן ואחד של חמצן. בדרך כלל, מים הם תערובת הכוללת גם חומרים אחרים שהתמוססו לתוכה, כולל מינרלים, מתכות ומלחים. בכימיה המים הם הממס, החומרים האחרים המומסים, יחד הם יוצרים פתרון. מומסים יוצרים יונים: אטומים הנושאים מטען חשמלי. היונים הללו הם מה שמעביר למעשה חשמל דרך מים. זו הסיבה שמדידת מוליכות היא דרך טובה ללמוד עד כמה דגימת מים טהורה (באמת, עד כמה לא טהורה) יכולה להיות: ככל שיותר חומרים מומסים בתמיסה המימית, כך החשמל יעבור דרכו מהר יותר.

אספקה

• 1x לוח Arduino Uno
• 1x 5x7 ס"מ PCB
• 1x עמוד כריכה לתושבת שלדה חוט ליבה מוצק
• נגד 10kOhm 1x
• רצועות כותרות גבריות עבור ארדואינו

שלב 1: הרכבת הבדיקה

סרטון של תהליך ההרכבה זמין כאן.

הלחמה רצועה של כותרות זכר (בערך 10 סיכות) על הלוח.

היזהר כי סיכה אחת צריכה להיכנס ל- GND על לוח הארדואינו, עוד אחת לתוך A5 ושלישית לתוך A0. תפוס את הנגד 10 קאוהם. הלחמה קצה אחד על סיכת הכותרת שנכנסת ל- GND בלוח הארדואינו, הקצה השני של הנגד על סיכת הכותרת המסתיימת ב- A0 בלוח הארדואינו. בדרך זו הנגד ייצור בעצם גשר בין GND ל- A0 על לוח הארדואינו.

תפוס שתי חתיכות של חוט ליבה מוצק (באורך כ -30 ס מ כל אחת) ופשט את שני קצותיו של כל פיסה. הלחמה קצה אחד של החוט הראשון על סיכת הכותרת המסתיימת ב- A5; הלחמה קצה אחד של חתיכת החוט השנייה על סיכת הכותרת המסתיימת ב- A0 על לוח הארדואינו.

חבר את הקצוות האחרים של חתיכות חוט הליבה המוצקה למוצב הכריכה. קצה אחד נכנס לחלק האדום של העמוד, הקצה השני נכנס לחלק השחור של העמדה המחייבת.

כעת חותכים שתי חתיכות של חוט ליבה מוצק (באורך של כ -10 ס מ כל אחת), ומפשיטים את שני קצותיו של כל חוט. חבר קצה אחד של כל פיסת חוט לקצוות המתכת של עמוד הכריכה. השתמש בברגים כדי לאבטח את חוט הליבה המוצקה במקומו. סלסלו את הקצוות האחרים.

לבסוף, נסה למקם את הלוח המודפס על לוח הארדואינו וודא כי סיכה אחת נכנסת ל- GND, סיכה נוספת ל- A0 וסיכה שלישית ל- A5.

שלב 2: תכנות את לוח Arduino

כדי לקבל בדיקת מים מתפקדת, יהיה עליך להעלות תוכנית ספציפית ללוח ה- arduino uno.

הנה הסקיצה שאתה צריך להעלות:

/* סקיצת מוניטור מוליכות מים לגאדג'ט ארדואינו המודד את מוליכות החשמל של מים. קוד דוגמה זה מבוסס על קוד דוגמה הנמצא ברשות הציבור. */ const float ArduinoVoltage = 5.00; // שנה את זה עבור 3.3v Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; resist float resistValue = 10000.0; סף int = 3; int inputPin = A0; int ouputPin = A5; הגדרת void () {Serial.begin (9600); pinMode (ouputPin, OUTPUT); pinMode (inputPin, INPUT); } לולאת חלל () {int analogValue = 0; int oldAnalogValue = 1000; float returnVoltage = 0.0; התנגדות לצוף = 0.0; סימנס כפולה; לצוף TDS = 0.0; while (((oldAnalogValue-analogValue)> סף) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("אתה בטוח שזה לא מתכת?"); עיכוב (5000);}

הקוד המלא זמין גם כאן.

שלב 3: שימוש בבדיקת המים

לאחר שהעלית את הקוד, טובל את שני הקצוות המתולתלים של בדיקת המים בנוזל ופתח את הצג הטורי.

אתה אמור לקבל קריאות מהבדיקה, מה שנותן לך מושג גס על ההתנגדות של הנוזל, ומכאן המוליכות שלו.

אתה יכול לבדוק בקלות אם החללית שלך פועלת כראוי, על ידי חיבור שני הקצוות המתולתלים לחתיכת מתכת. אם הצג הטורי מחזיר את ההודעה הבאה: "האם אתה בטוח שזו לא מתכת?", אתה יכול להיות בטוח שהבדיקה נותנת לך קריאות מדויקות.

עבור מי ברז, אתה אמור לקבל מוליכות של כ -60 מיקרוסימנס.

כעת נסה להוסיף מעט נוזל כביסה למים ולראות אילו קריאות אתה מקבל.

הפעם, מוליכות הנוזל מעלה עד כ -170 מיקרוסימנס.

שלב 4: זיהום מים

קיים קשר ישיר בין מוליכות מים וזיהום מים. מכיוון שמוליכות היא אינדיקציה לכמות החומרים הזרים המומסים במים, יוצא שככל שנוזל מוליך יותר כך גם הוא מזוהם יותר.

ההשלכות של זיהום מים שליליות במובנים רבים. דוגמה אחת קשורה למושג מתח פני השטח.

בגלל הקוטביות שלהם, מולקולות המים נמשכות מאוד זו לזו, מה שמעניק למים מתח פני שטח גבוה. המולקולות על פני המים "נדבקות זו לזו" ויוצרות סוג של 'עור' על המים, חזק מספיק כדי לתמוך באובייקטים קלים מאוד. חרקים שהולכים על המים מנצלים את המתח השטח הזה. מתח פני השטח גורם למים להתגבש בטיפות ולא להתפשט בשכבה דקה. הוא גם מאפשר למים לנוע דרך שורשי הגבעולים והגבעולים וכלי הדם הקטנים ביותר בגופכם - כאשר מולקולה אחת נעה במעלה שורש העץ או דרך הנימים, היא 'מושכת' את האחרים עמה.

עם זאת, כאשר חומרים זרים (למשל נוזל כביסה) מומסים למים, הדבר משנה לחלוטין את מתח הפנים של המים וגורם למספר בעיות.

ניסוי אחד שתוכל להריץ בבית יעזור להמחיש את פני השטח ואת ההשלכות של מים מזהמים.

קח מהדק והוריד אותו בעדינות על קערה מלאה במים. מהדק הנייר אמור להישאר על פני השטח ולצוף.

אם עם זאת, טיפה אחת של נוזל כביסה או כימיקל אחר מוחדרת לקערת המים, הדבר יגרום לאטום הנייר לשקוע מיידית.

האנלוגיה כאן היא בין מהדק לאותם חרקים המנצלים את מתח הפנים של המים כדי ללכת עליו. כאשר חומרים זרים מוחדרים במאגר מים (בין אם זה אגם, נחל וכו ') מתח הפנים משתנה, וחרקים אלה כבר לא יוכלו לצוף על פני השטח. בסופו של דבר זה משפיע על מחזור החיים שלהם.

אתה יכול לצפות בסרטון של הניסוי הזה כאן.