Bộ đầu dò hóa học Arduino - Nhiệt độ và độ dẫn điện: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Một giáo viên Hóa học mà tôi làm việc cùng muốn cho học sinh của mình chế tạo một bộ cảm biến để kiểm tra độ dẫn điện và nhiệt độ. Chúng tôi đã lấy một vài dự án và tài nguyên khác nhau và tôi kết hợp chúng thành một dự án. Chúng tôi đã kết hợp Dự án LCD, Đầu dò độ dẫn điện và Đầu dò cảm biến nhiệt độ.

Trong ảnh là sản phẩm cuối cùng.

Bước 1: Nguồn cung cấp

Bạn sẽ cần:

• Arduino Uno (Tôi đã sử dụng Bộ công cụ phát minh Sparkfun)
• Breadboard
• Dây nhảy
• Dây kẹp cá sấu
• Điện trở 10K Ohm (x2)
• Màn hình LCD
• Cảm biến nhiệt độ (DS18B20)
• Đầu dò độ dẫn điện (Phiên bản tự làm ở Bước 6)
• Băng điện
• Sắt hàn
• Hàn
• Máy cắt dây / Máy rút dây
• Kìm

Bước 2: Sơ đồ đấu dây

Để lập một kế hoạch mà học sinh có thể làm theo, tôi phải học cách lập sơ đồ đi dây. Tôi đã sử dụng phần mềm có tên là Fritzing.

Bước 3: Xây dựng mạch LCD

Về mặt khái niệm, tôi chia nó thành 3 phần; màn hình LCD, Cảm biến nhiệt độ và Đầu dò độ dẫn điện.

Tôi đã xây dựng Mạch LCD bằng cách làm theo hướng dẫn trong Hướng dẫn bộ công cụ của nhà phát minh Sparkfun: Mạch số 15. Tôi sẽ không cố gắng loại bỏ tất cả các kết nối chân (nghiên cứu sơ đồ mạch).

Sửa đổi thiết kế ban đầu:

• Tôi đã chuyển màn hình LCD lên đầu trên cùng của bảng mạch để tôi có thể tiết kiệm không gian ở đầu dưới cùng của bảng.
• Tôi xoay trimpot màu xanh lam 180 * và hoán đổi dây Dương và Dây âm để khớp với nhau.

Sau khi đấu dây xong, tôi tải lên một bản phác thảo thử nghiệm LCD cơ bản.

Từ thời xa xưa, tất cả các chương trình mã hóa đầu tiên phải là "HELLO WORLD."

Bước 4: Chuẩn bị cảm biến nhiệt độ

Hình ảnh chứng khoán cho thấy các dây trần ban đầu. Cấu hình ban đầu quá ngắn.

Các bước để làm cho kết thúc có thể sử dụng được:

1. Dải vỏ bọc màu đen thêm một hoặc hai inch
2. Tách từng dây ra để lộ 0,5 inch đồng
3. Thiếc đồng trần để chúng có thể được lắp vào bảng mạch

Bước 5: Nối dây cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ có 3 dây

• Đỏ = Vcc (Tích cực)
• Đen = Mặt đất (Tiêu cực)
• Trắng = Tín hiệu

Các dây Đỏ và Đen đi vào các đường ray Dương và Âm tương ứng của chúng trên bảng mạch. Tài liệu về cảm biến nhiệt độ (trên trang web Sparkfun) rất thưa thớt. Nhưng nhiều bài đánh giá nhận xét rằng bạn cần một điện trở kéo lên 10K Ohm. Sau khi thử và sai, tôi phát hiện ra điều này là đúng. Đây cũng là một cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số, vì vậy nó cần phải cắm vào các chân kỹ thuật số trên Arduino.

Nối dây trắng

• Dây cảm biến Trắng được cắm vào Hàng 25 trên bảng mạch bánh mì (hàng nào cũng được)
• Một điện trở 10K Ohm được cắm vào Hàng 25 và thanh Dương (đây là điện trở kéo lên)

• Một dây nhảy màu trắng được cắm vào Hàng 25 và Chân kỹ thuật số 7 trên Arduino.

  Tôi đã cố gắng giữ cho dây nhảy tín hiệu của mình màu trắng vì đơn giản, nhưng màu nào cũng được

Bước 6: Tự làm đầu dò độ dẫn điện

Tôi đã làm theo hướng dẫn trong ví dụ này để xây dựng Cảm biến độ dẫn điện.

Sử dụng một đoạn dây nichrome (mua lại từ giáo viên hóa học), tôi cắt hai đoạn dài bằng nhau, dài khoảng 6 . Tôi bẻ cong chúng như trong ảnh và dán chúng vào một đoạn bằng bút Bic (còn sót lại từ chiếc bút Perfect Pocket Pen 'của tôi) bằng băng dính điện. Với các vòng dây trên dây thăm dò, tôi có thể sử dụng kẹp cá sấu để kết nối đầu dò với breadboard.

Các lựa chọn thay thế:

Chúng tôi đã thử nghiệm khái niệm đầu dò độ dẫn điện này bằng cách sử dụng "dây" được làm bằng giấy xoắn không uốn cong. Điều đó đã cho chúng tôi những bài đọc tương tự và chúng tôi rất có thể sẽ sử dụng giấy bìa với học sinh. Dây kẹp giấy có thể sẽ bị ăn mòn nhanh hơn nhiều, nhưng về cơ bản đây là những vật tư tiêu hao vứt đi.

Bước 7: Đi dây đầu dò độ dẫn điện

Một lần nữa, chúng tôi làm theo các hướng dẫn này để nối dây thăm dò vào breadboard và arduino.

Dây đầu dò:

• Một dây jumper ĐỎ được cắm vào thanh Dương

  Kẹp cá sấu ĐỎ kết nối dây ĐỎ này với một mặt của Đầu dò độ dẫn điện

• Một điện trở 10k Ohm được cắm vào Hàng 28 và đường ray âm
• Một dây jumper TRẮNG được cắm vào Hàng 28 và Chân A0 tương tự trên Arduino

• Một dây jumper ĐEN được cắm vào Hàng 28

  Kẹp cá sấu ĐEN kết nối dây ĐEN này với mặt kia của Đầu dò độ dẫn điện

Bước 8: Mã hóa

Một lần nữa, tôi kết hợp mã từ 3 dự án; LCD, Nhiệt độ và Độ dẫn điện. Nó khá thẳng về phía trước và mã được nhận xét tốt. Bạn sẽ cần tải xuống và cài đặt một số thư viện bổ sung để làm cho nó hoạt động. Bạn sẽ cần các thư viện DallasTempether và OneWire.