חיישן זרימת מים בעלות נמוכה ותצוגת סביבה: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

מים הם משאב יקר. למיליוני אנשים אין גישה למי שתייה נקיים, וכ -4000 ילדים מתים מדי יום ממחלות מזוהמות במים. עם זאת, אנו ממשיכים לבזבז את המשאבים שלנו. מטרת העל של פרויקט זה היא להניע יותר התנהגות שימוש בר קיימא יותר במים ולהעלות את המודעות לנושאי מים גלובליים. זהו מדריך כיצד לזהות באופן גס זרימת מים בצינור ולהניע תצוגה סביבתית. אני משתמש במתמר פיזו, כמה נוריות וארדואינו. המכשיר הוא אב טיפוס גס של מה שיהפוך בסופו של דבר לטכנולוגיה משכנעת המניעה התנהגות בת קיימא ומעלה את המודעות לשימוש במים. זהו פרויקט של סטייסי קוזנצוב ואריק פאולוס במעבדת סביבות החיים, במכון לאינטראקציה ממוחשבת אנושית של אוניברסיטת קרנגי מלון. paulos.net/ סביבות חיים Labhttps://www.living-environments.net הסרטון שלהלן ממחיש גירסה קודמת של פרויקט זה, שבו נעשה שימוש במיקרופון במקום באלמנט פיזו כדי לזהות זרימת מים. תשיג ביצועים טובים יותר בעת שימוש במתמר פיזו, כך שמדריך זה מפרט את גישת הפיזו. תודה מיוחדת לבריאם לים, בריאן פנדלון, כריס האריסון וסטיוארט אנדרסון על העזרה ברעיונות ובעיצוב הפרויקט הזה!

שלב 1: אסוף חומרים

תזדקק ל- לוח קרשים- מיקרו-בקר (השתמשתי בארדואינו)- מתמר מסטי- Piezo (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- כמה נוריות LED (השתמשתי בשני צהובים, 2 אדומים, 2 ירוקים)- מחזיק נר או מיכל בגודל דומה- חוט- נגד אחד (או ערך גדול אחר)- נגדים 4.7K (3)- נגדים 1K (1)- נגדים בעלי ערך נמוך (עבור הנורות)- חוטי גזירה- חוטי מגשר- מגבר אופטי מגבר (LM613)

שלב 2: בנה את המעגל

המעגל מורכב ממגבר להגדלת האות מהפייזו ומחלק מתח להרים את המתח הבסיסי. יש נגד בעל ערך גבוה בין שתי הכניסות היוצרות את הפיזו, המשמש כנגד משיכה לאות.

שלב 3: בדוק את המעגל

חבר את הפיצו למעגל וחיבר את הארדואינו. מחלק המתח קובע את מתח הבסיס ב -2.5 וולט, כך שקריאות הבסיס לאות צריכות להיות בסביבות 512 בסיכה האנלוגית של ארדואינו (באמצע הדרך בין 0 ל -1023). שלי משתנה +/- 30 בסביבות 520. ייתכן שתראה תנודות סביב המספר הזה.

שלב 4: כייל את החיישן שלך לאיתור רטט

כאשר הברז מופעל, רעידות הצינור יגרמו לפייזו לייצר זרם משתנה. מכיוון שקריאת הבסיס מתמעטת בסביבות 520, אתה יכול לחשב משרעת סביב מספר זה כדי לזהות רעידות. סף הגדר שלי מוגדר ל -130, אך אתה יכול להגדיל או להקטין זאת בהתאם לסוגי הרטט שאתה רוצה לחוש ולרגישות של פיסת הפאזו הספציפית שלך. כדי לבדוק את האות, השתמש במסטיק כדי להצמיד פיזו למשטח שטוח. נסה להקיש או לגרד על פני השטח במיקומים שונים ובעוצמות שונות ראה איזה סוג קריאה אתה מקבל על Arduino. כדי להפחית רעש, אני ממליץ לחשב ממוצע נע של הקלט. זוהי דרך גסה לקביעת משרעת הגלים המונעת חיובי שווא עקב זרם סטטי אקראי. כמו כן ניתן להשתמש בשיטות מתקדמות יותר כגון FFT.// חיישן קודאינט לדוגמא = 2; // Analog inint val = 0; // קריאה נוכחית עבור ממוצע פינינט אנלוגי; // ממוצע ריצה של משרעת הגלים MIDPOINT = 520; // הגדרת כרטיס קריאת בסיס () {Serial.begin (9600); ממוצע = MIDPOINT; // הגדר ממוצע בנקודת האמצע} לולאת חלל () {val = analogRead (חיישן); // מגבר גל מחשוב אם (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } אחר {val = MIDPOINT - val; } // מחשב ממוצע פועל fr ממוצע ההגברה = (ממוצע * 0.5) + (val * 0.5); אם (ממוצע> 130) {// זוהה רטט! Serial.println ("TAP"); עיכוב (100); // עיכוב כדי לוודא שהיציאה הסידרית אינה עומס יתר}}

שלב 5: צור תצוגת סביבה

אם החיישן שלך פועל כראוי, אתה יכול להוסיף תצוגת סביבה כדי להציג את המידע. נוריות LED שלי מזווגות כך שכל צבע מואר על ידי שני נוריות LED. לשם כך, חבר את הכבל "in" (הקצר) של כל צבע יחד והשתמש בנגד בעל ערך נמוך לפני החיבור ל- Arduino. חבר את הקרקע (הארוכה) יותר של כל הלדים והדביקו אותם לקרקע על הארדואינו. לאחר שהנוריות מחוברות, השתמש במחזיק הנר כדי לשכן את המסך. מכיוון שמחזיק הנר עשוי אלומיניום, ייתכן שתרצה לשים מבודד כגון פיסת פלסטיק על תחתית המיכל לפני הכנסת נוריות הלד כדי למנוע את קיצור המעגל.

שלב 6: השתמש בנתוני חיישנים כדי להניע את המסך

לוקח לי בערך 10 שניות לשטוף ידיים. לפיכך, תיכננתי את הצג כך שיציג אור ירוק במשך 10 השניות הראשונות לאחר הפעלת הברז. לאחר 10 שניות, הנורית הצהובה נדלקת. הצג הופך לאדום אם המים נשארים דולקים לאחר 20 שניות, ומתחיל להבהב את הנורה האדומה אם הברז נשאר פועל למשך 25 שניות או יותר. השתמש בדמיונך כדי ליצור תצוגות חלופיות!

שלב 7: הרכיב את החיישן והתצוגה על צינור מים

השתמש במסטיק או בחימר כדי לצרף את הפיאז 'לברז, ושכבה נוספת של מסטיק כדי לאבטח את התצוגה למעלה. ייתכן שיהיה עליך להתאים מחדש את משרעת הסף שלך או' MIDPOINT 'משלב 4. האות עשוי להיות מושפע מעט גם מהטמפרטורה. של הצינור.

שלב 8: הצעות עתידיות

תוכל לבחור להרחיק את ה- Arduino מסוללה. הדרכה הקרובה תראה לך כיצד להפעיל תצוגה זו על ידי הפקת כוח ישירות מהמים הזורמים עצמם, או באמצעות רתימת אנרגיית האור הסביבה!