Hệ thống giám sát nước (Arduino Uno) WIP: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Hệ thống này đóng vai trò là sự lặp lại của tôi về một thiết bị giám sát nước chi phí thấp trong một hệ số hình thức nhỏ. Cảm hứng cho thiết kế này bắt nguồn từ sự kiện Olympic Khoa học có tên Chất lượng nước. Những gì ban đầu chỉ là một máy đo độ mặn, đã phát triển thành hệ thống này để phát hiện nhiệt độ, độ pH và độ đục của bất kỳ nguồn nước nào.

Bước 1: Vật liệu

Đây là những gì bạn cần để hoàn thành dự án này.

Danh sách các bộ phận

• Arduino Uno
• Chương trình Arduino
• Breadboard
• Thùng các - tông
• Chương trình Fritzing
• Ống co nhiệt
• Dây nhảy
• Mô-đun GPS
• Mô-đun LCD
• Mô-đun thẻ SD
• Cảm biến pH
• Đầu dò nhiệt độ
• Cảm biến độ đục

Danh sách công cụ

• Dính
• Súng thổi hơi nóng
• Cây kéo
• Hàn
• Sắt hàn
• Băng
• Dụng cụ cắt dây

Bước 2: Thiết lập hộp

Màn hình này có trọng lượng rất nhẹ và linh hoạt về hình thức. Bắt đầu bằng cách tìm một khung để lưu trữ toàn bộ đồ đạc (ít nhất là # inch khối) và khoét các lỗ cần thiết (hình chữ nhật 1 # x # inch và hình tròn đường kính 1 # inch) để Mô-đun LCD và các cảm biến có thể hoạt động bình thường. Trong ví dụ của tôi, tôi đã sửa đổi một hộp các tông cho khung xe của mình.

Tóm lược

1. Tìm một vùng chứa để lưu trữ hệ thống có kích thước tối thiểu là (# x # x # inch)
2. Cắt 2 lỗ (hình chữ nhật # x # inch và hình tròn đường kính # inch)

Bước 3: Thiết lập Arduino & Breadboard

Sau khi khung đã được chọn và sửa đổi chính xác, hãy kết nối các lỗ Arduino 5V và GND bằng dây jumper với các đường + và - bus (các lỗ dọc theo đường dài màu đỏ cho + và các lỗ dọc theo đường xanh lam cho -). Bây giờ breadboard sẽ được cấp nguồn khi Arduino được bật và đây sẽ là nền tảng cho các thành phần còn lại.

Tóm lược

Kết nối các lỗ Arduino 5V và GND với các đường dây + và - mà bạn sẽ sử dụng trên bảng mạch bánh mì

Bước 4: Liên kết các cảm biến

Tất cả ba cảm biến trong dự án này sử dụng thiết kế 3 dây, với dây màu đỏ kết nối với nguồn, màu đen nối đất và màu vàng / xanh lam kết nối với chân đầu vào tương ứng của chúng. Dây đầu vào của cảm biến Nhiệt độ kết nối với #, dây đầu vào của cảm biến pH với # và đầu vào Độ đục với #. Nếu cần, hãy sử dụng mỏ hàn và thuốc hàn để tạo kết nối chắc chắn và ống co nhiệt để tăng thêm tính toàn vẹn về cấu trúc của kết nối.

Tóm lược

1. Kết nối các cảm biến vào breadboard, màu đỏ với đường + bus, màu đen với - bus và màu vàng / xanh lam vào đúng các khe cắm đầu vào trên Arduino.
2. Khe nhiệt độ: ??, Khe pH: ??, Khe độ đục: ??
3. Hàn các dây với nhau và sử dụng ống co nhiệt để tạo kết nối tốt hơn với breadboard.

Bước 5: Kết nối các mô-đun

Tất cả các mô-đun trong dự án này có các kiểu kết nối khác nhau và do đó giao diện với Arduino theo một cách khác. SDA chuyển đến A4 và SCL chuyển đến A5 cho màn hình LCD. RXD chuyển đến chân số 6 và TXD chuyển đến chân số 7 cho GPS. CS đi đến chân kỹ thuật số 4, SCR đi đến chân kỹ thuật số 13, MISO đi đến chân kỹ thuật số 12 và MOSI đi đến chân kỹ thuật số 11 cho mô-đun thẻ SD. Đối với tất cả các mô-đun, VCC kết nối với nguồn và GND nối đất. Nếu cần, nên sử dụng mỏ hàn và thuốc hàn để kết nối dây dẫn với các mô-đun để đảm bảo kết nối chắc chắn.

Tóm lược

1. Kết nối tất cả các đường dây VCC của mô-đun tới đường + bus và đường GND tới - đường bus.
2. Kết nối SDA với A4 và SCL với A5 cho Mô-đun LCD.
3. Kết nối RXD với chân số 6 và TXD với chân số 7 cho Mô-đun GPS.
4. Kết nối CS với chân kỹ thuật số 4, SCR với chân kỹ thuật số 13, MISO với chân kỹ thuật số 12 và MOSI với chân kỹ thuật số 11 cho Mô-đun thẻ SD.

Bước 6: Đặt phần cứng lại với nhau

Với việc nối dây giữa tất cả các mô-đun và cảm biến đã hoàn tất, giờ đây bạn có thể đặt Arduino và các thành phần vào khung máy. Việc tổ chức không thành vấn đề miễn là màn hình LCD có quyền truy cập vào phần cắt hình chữ nhật từ Bước 1 và các cảm biến có thể đi qua phần cắt lỗ từ Bước 1.

Tóm lược

Đặt các thành phần vào khung máy của bạn từ Bước 1, đảm bảo các cảm biến có quyền truy cập vào hình cắt hình tròn và LCD có quyền truy cập vào hình cắt hình chữ nhật

Bước 7: Tải lên mã

Mã là phần không thể thiếu của toàn bộ hệ thống này, nó cho Arduino biết cách quản lý các tín hiệu và chuyển đổi chúng thành các bài đọc có thể được hiển thị và lưu trữ. Dưới đây, tôi đã hiển thị một hình ảnh có chú thích của mã sẽ cố gắng giải thích mọi phần và mục đích của nó. Bạn chỉ cần sao chép, dán mã này vào chương trình Arduino và sử dụng dây USB kết nối với Arduino Uno, tải nó lên bộ điều khiển vi mô.

Tóm lược

Sao chép và dán mã (sửa đổi, nếu muốn) vào chương trình Arduino và tải lên bảng Arduino Uno

Bước 8: Hoàn thiện cảm ứng & tiện ích mở rộng

Với thiết bị đã hoàn thành, mọi kết quả đọc từ các cảm biến sẽ được lưu trữ vào thẻ SD được lắp vào mô-đun thẻ SD với một định dạng nhất định. Dữ liệu này sau đó có thể được tổng hợp thành Google Map như được hiển thị bằng liên kết bên dưới để thể hiện rõ hơn về nhân khẩu học của nước trong khu vực địa phương.

drive.google.com/open?id=115okKUld8k8akZKj…

Tóm lược

Thu thập và ghi lại dữ liệu từ thiết bị theo bất kỳ cách nào bạn chọn

Bước 9: Hoàn thành

Hệ thống hiện đã hoàn thành và bây giờ sẽ đo nhiệt độ, độ đục và độ pH của bất kỳ nguồn nước nào.

Có vô số khả năng khác về những gì có thể được thực hiện với hệ thống giám sát nước này đang chờ được khám phá. Sẽ rất thú vị khi xem bạn quyết định sử dụng dự án này như thế nào để hoàn thành mục tiêu của chính mình.