Sideprojekt: Vandrenhedstester: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Dette projekt var en del af min læseplan i min Principles of Engineering -klasse med Berbawy. Hun tildelte os hver et budget på $ 50 til at komme med et rimeligt projektforslag, noget der ville være opnåeligt, men alligevel udfordrer vores evner.

Dette projekt er baseret på denne model fra MakeMagezine.com. Den måler en væskes elektriske ledningsevne og afspiller en lyd baseret på ledningsevnen. Jo højere lyden er, desto mere rent er vandet. Dette er baseret på konceptet om en spændingsdeler. Jo mere ledende prøven er, jo mere spænding bliver trukket mod den øvre del af kredsløbet, væk fra højttaleren. Dette får højttaleren til at modtage mindre spænding, faldende lydstyrke for den lyd, den producerer.

Arduino fungerer som et medium mellem kredsløbet og computeren, hvor målingerne fanges. Dette projekt var inspireret af et nyligt projekt, jeg havde lavet i en klasse, der var introduktion til Arduino og brødbræt. Som et skridt fremad for at udfordre mig selv og anvende de begreber, jeg havde lært, forsøgte jeg at gøre dette mere komplicerede projekt.

Forbrugsvarer

1. Brødbræt dobbelt bus

2. Arduino UNO

3. Jumper -ledninger

4. LM741 chipsæt

5. 555 timer chip

6. 2-3 tommer højttaler

7. 10K ohm potentiometer

8. LED

9. Patch snore med krokodilleklip

10. Pap (til æskekonstruktion)

11. Øre (kobberelektroder)

Trin 1: Opbygning af kredsløbet

Det første trin er at bygge kredsløbet. Det kredsløb, der blev brugt til denne build, var oprindeligt ret skræmmende for mig på grund af dets kompleksitet. Inden du rører ved det fysiske kredsløb er det bedre, hvis du kan lave en simulering eller en slags kortlægning af dine komponenter på et virtuelt brødbræt, som ville gøre det lettere for dig at lave det fysiske kredsløb. Til dette formål brugte jeg TinkerCAD. Den nemmeste måde at nedbryde kredsløbet på er ved at opdele det i 2 hovedafsnit: Den øvre sektion omkring LM741 -chippen og den nederste sektion omkring 555 -timeren og højttaleren. Oprindeligt blev midlertidige jumperwires brugt i projektet, da de var lette at flytte rundt og håndtere. Disse blev senere udskiftet med de rette jumper -ledninger i det sidste projekt. Dette gør det lettere at foretage fejlfinding og holde styr på elementerne i kredsløbet. Denne fase tog den længste tid og blev først afsluttet næsten ved projektets afslutning.

Trin 2: Justering af kredsløbet (finjustering)

Når det rudimentære kredsløb var afsluttet, skulle der stadig foretages finere justeringer. Potentiometeret skulle kalibreres, så lyden fra højttaleren hverken er for svag eller for høj. Som tidligere nævnt er dette det trin, hvor de midlertidige ledninger blev ændret til de permanente, som var til stede i det sidste kredsløb. Dette tog ganske lang tid på grund af det store antal ledninger, der blev brugt. Ledningerne til højttaleren blev også klippet for at gøre kontakten, der forbinder højttaleren med brødbrættet, så lille som muligt. For at forbedre kredsløbets æstetik samt reducere muligheden for brud blev modstandene og LED'en klippet.

Der var en plan om også at integrere en lydstyrkesensor for at måle lydstyrken af den lyd, der produceres af højttaleren. Sensoren ville oprindeligt være forbundet til Arduino Analog -porten. Et Arduino -program ville derefter blive oprettet for sensoren til at opfange aflæsninger. Denne idé blev senere skrabet, da sensoren ikke fungerede efter hensigten og blev erstattet med en computer, der ville opfange aflæsninger via mikrofon. Dette er ikke ideelt, da en computer er stor og omfangsrig, men det var den bedste løsning.

Trin 3: Testfase

Dette er en af de mest vitale faser i ethvert projekts liv og kan nogle gange være meget irriterende. Spotting af problemer i et kredsløb som dette kan være meget tidskrævende og frustrerende. I dette scenario kan brug af en LED være meget nyttig. At sætte en LED i delen på hvert enkelt serieelement kan bruges til at teste, om der strømmer strøm gennem den del af kredsløbet.

Denne fase var det tidspunkt, hvor de fleste af de store ændringer i projektet blev foretaget. Ændringer som at inkludere et 5V input i stedet for et 9V input var en af ændringerne, der blev skabt i løbet af dette trin. Indgangen på 9V skabte en meget høj lyd fra højttaleren. Ved at ændre input af strøm til 5V fra Arduino, fungerede meget bedre.

Trin 4: Kassen

Denne del af projektet var for æstetik og for at gøre det mere kompakt og let at håndtere. Dette trin havde på ingen måde nogen effekt på projektets funktionalitet. Kassen er konstrueret af pap, med toppen og en af siderne åbne for let at glide komponenterne ind og ud. Dette blev gjort med tanke på, at Arduino -kablet let skal kunne tilsluttes kredsløbet. Derudover gør dette design også kredsløbet mere visuelt tiltalende. Jeg skulle have lavet en laserskåret boks af træ, men løb tør for tid i klasseværelset på grund af Covid-19.

Trin 5: Kreditter

Dette projekt ville ikke have været muligt uden fru Berbawy, der leverede midler og materialer til, at dette projekt kunne ske. Jeg er desuden taknemmelig over for Sven og David, der hjalp mig i forbindelse med projektet, ved at give nyttige råd og instruere mig om, hvordan visse dele fungerede.