Vandprobe med Arduino Uno: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

I denne vejledning lærer du, hvordan du samler din egen DIY vandprobe for at måle ledningsevne, derfor forureningsgraden af enhver væske.

Vandproben er en forholdsvis enkel enhed. Dets funktion afhænger af, at rent vand faktisk ikke bærer en elektrisk ladning særlig godt. Så hvad vi virkelig gør med denne enhed er at vurdere koncentrationen af ledende partikler, der flyder i det (for det meste ikke -ledende) vand.

Vand er meget sjældent kun summen af dets grundlæggende kemiske formel: to atomer af brint og et af ilt. Typisk er vand en blanding, der også indeholder andre stoffer, der er opløst i det, herunder mineraler, metaller og salte. I kemi er vand opløsningsmidlet, de andre stoffer opløste stoffer, og tilsammen danner de en løsning. Opløste stoffer danner ioner: atomer, der bærer en elektrisk ladning. Disse ioner er det, der faktisk flytter elektricitet gennem vand. Derfor er måling af konduktivitet en god måde at lære, hvor ren (virkelig, hvor uren) en vandprøve kan være: Jo flere ting, der er opløst i den vandige opløsning, jo hurtigere vil strømmen strømme igennem den.

Forbrugsvarer

• 1x Arduino Uno bord
• 1x 5x7cm printkort
• 1x Chassis mount bindende stolpe Solid core wire
• 1x 10kOhm modstand
• male headers strips til arduino

Trin 1: Saml proben

En video af samleprocessen er tilgængelig her.

Lod en strimmel med hanhoveder (ca. 10 ben) på printkortet.

Pas på, at en pin skal ind i GND på arduino -kortet, en anden til A5 og en tredje til A0. Tag fat i 10 kOhm modstanden. Lod den ene ende på hovedstiften, der går ind i GND på arduino -kortet, den anden ende af modstanden på headerstiften, der ender på A0 i arduino -kortet. På denne måde vil modstanden dybest set skabe en bro mellem GND og A0 på arduino -kortet.

Tag to stykker solid kernetråd (ca. 30 cm lang hver), og tag begge ender af hvert stykke af. Lod den ene ende af den første ledning på hovedstiften, som ender i A5; lod den ene ende af det andet stykke tråd på hovedstiften, der ender i A0 på arduino -pladen.

Tilslut de andre ender af stykkerne af solid kernetråd til bindestangen. Den ene ende går ind i den røde del af stolpen, den anden ende går ind i den sorte del af bindingsposten.

Skær nu to stykker massiv kernetråd (ca. 10 cm lang hver), og fjern hver ende af hver ledning. Forbind den ene ende af hvert stykke ledning til metalenderne på bindestangen. Brug boltene til at fastgøre den faste kernetråd på plads. Krøl de andre ender.

Prøv endelig at placere printkortet på arduino -kortet, og sørg for, at en pin går ind i GND, en anden i A0 og en tredje pin i A5.

Trin 2: Programmer Arduino Board

For at have en fungerende vandprobe skal du uploade et specifikt program på arduino uno -kortet.

Her er skitsen, du skal uploade:

/* Vandledningsovervågning Skitse til en Arduino -gadget, der måler vandets elektriske ledningsevne. Denne eksempelkode er baseret på eksempelkode, der er i det offentlige domæne. */ const float ArduinoVoltage = 5,00; // ÆNDR DETTE FOR 3.3v Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; const float resistorValue = 10000,0; int tærskel = 3; int inputPin = A0; int ouputPin = A5; ugyldig opsætning () {Serial.begin (9600); pinMode (ouputPin, OUTPUT); pinMode (inputPin, INPUT); } void loop () {int analogValue = 0; int oldAnalogValue = 1000; float returnVoltage = 0,0; flydemodstand = 0,0; dobbelt Siemens; flyde TDS = 0,0; while (((oldAnalogValue-analogValue)> tærskel) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("Er du sikker på, at dette ikke er metal?"); delay (5000);}

Den komplette kode findes også her.

Trin 3: Brug af vandproben

Når du har uploadet koden, dyppes de to krøllede ender af vandproben i en væske og åbner den serielle skærm.

Du bør få aflæsninger fra sonden, som giver dig en grov ide om væskens modstand, derfor dens ledningsevne.

Du kan nemt teste, om din sonde fungerer korrekt, ved blot at forbinde de to krøllede ender med et stykke metal. Hvis den serielle skærm returnerer følgende meddelelse: "Er du sikker på, at dette ikke er metal?", Kan du være sikker på, at sonden giver dig nøjagtige aflæsninger.

For postevand bør du få en ledningsevne på cirka 60 microSiemens.

Prøv nu at tilføje lidt opvaskemiddel til vandet og se, hvilke aflæsninger du får.

Denne gang øger væskens ledningsevne op til omkring 170 microSiemens.

Trin 4: Vandforurening

Der er en direkte forbindelse mellem vandledningsevne og vandforurening. Da ledningsevne er en indikation af mængden af fremmede stoffer opløst i vand, følger det, at jo mere ledende en væske er, jo mere forurenet er den også.

Konsekvenserne af vandforurening er negative på mange måder. Et eksempel er relateret til konceptet overfladespænding.

På grund af deres polaritet tiltrækkes vandmolekyler stærkt til hinanden, hvilket giver vand en høj overfladespænding. Molekylerne på overfladen af vandet "hænger sammen" for at danne en type "hud" på vandet, stærk nok til at understøtte meget lette genstande. Insekter, der går på vand, udnytter denne overfladespænding. Overfladespænding får vand til at klumpe sig i dråber frem for at sprede sig i et tyndt lag. Det gør det også muligt for vand at bevæge sig gennem plantens rødder og stængler og de mindste blodkar i din krop - når et molekyle bevæger sig op af træroden eller gennem kapillæret, 'trækker' det de andre med sig.

Når fremmede stoffer (f.eks. Opvaskemiddel) opløses i vand, ændrer dette imidlertid overfladespændingen af vandet helt og forårsager en række problemer.

Et eksperiment, du kan køre derhjemme, vil hjælpe med at illustrere overfladespænding og konsekvenserne af forurenende vand.

Tag en papirclips og sænk den forsigtigt ned på en skål fuld af vand. Papirclipsen skal derefter blive på overfladen og flyde.

Hvis der imidlertid kommer en enkelt dråbe opvaskemiddel eller andet kemikalie i skålen med vand, vil dette få papirclipsen til umiddelbart at synke.

Analogien her er mellem papirclipsen og de insekter, der udnytter vandets overfladespænding til at gå på den. Når fremmede stoffer indføres i et vandreservoir (det være sig en sø, en å osv.) Ændres overfladespændingen, og disse insekter vil ikke længere kunne flyde på overfladen. I sidste ende påvirker dette deres livscyklus.

Du kan se en video af dette eksperiment her.