წყლის ზონდი Arduino Uno– ით: 4 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

ამ სახელმძღვანელოში თქვენ შეისწავლით თუ როგორ უნდა ააწყოთ თქვენი საკუთარი წყლის ზონდი გამტარობის გასაზომად, შესაბამისად ნებისმიერი სითხის დაბინძურების ხარისხი.

წყლის ზონდი შედარებით მარტივი მოწყობილობაა. მისი მუშაობა ემყარება იმ ფაქტს, რომ სუფთა წყალი რეალურად არ ახორციელებს ელექტრულ მუხტს ძალიან კარგად. ასე რომ, რასაც ჩვენ ნამდვილად ვაკეთებთ ამ მოწყობილობით არის შევაფასოთ გამტარი ნაწილაკების კონცენტრაცია, რომლებიც მიედინება (უმეტესად არაგამტარ) წყალში.

წყალი ძალიან იშვიათად მხოლოდ მისი ძირითადი ქიმიური ფორმულის ჯამია: წყალბადის ორი ატომი და ერთი ჟანგბადი. როგორც წესი, წყალი არის ნარევი, რომელიც ასევე მოიცავს მასში გახსნილ სხვა ნივთიერებებს, მათ შორის მინერალებს, ლითონებსა და მარილებს. ქიმიაში წყალი არის გამხსნელი, სხვა ნივთიერებები კი ხსნარებია და მათი კომბინაციით ქმნიან ხსნარს. ხსნარები ქმნიან იონებს: ატომებს, რომლებსაც აქვთ ელექტრული მუხტი. ეს იონები არის ის, რაც რეალურად მოძრაობს ელექტროენერგიას წყალში. ამიტომაც გამტარობის გაზომვა კარგი საშუალებაა იმის გასაგებად, თუ რამდენად სუფთა (მართლაც, რამდენად უწმინდური) შეიძლება იყოს წყლის ნიმუში: რაც უფრო მეტი ნივთიერება იხსნება წყალხსნარში, მით უფრო სწრაფად გადადის ელექტროენერგია მასში.

მარაგები

• 1x Arduino Uno დაფა
• 1x 5x7 სმ PCB
• 1x შასის დამაგრების სავალდებულო პოსტი მყარი ძირითადი მავთული
• 1x 10kOhm რეზისტორი
• მამრობითი სათაურები ზოლები არდუინოსთვის

ნაბიჯი 1: შეიკრიბეთ ზონდი

შეკრების პროცესის ვიდეო შეგიძლიათ იხილოთ აქ.

შეაერთეთ მამრობითი სათაურების ზოლი (დაახლოებით 10 ქინძისთავი) PCB– ზე.

ფრთხილად იყავით, რომ ერთი პინდი უნდა შევიდეს GND არდუინოს დაფაზე, მეორე A5 და მესამე A0. აიღეთ 10kOhm რეზისტორი. შეაერთეთ ერთი ბოლო სათაურის პინზე, რომელიც შედის GND- ში არდუინოს დაფაზე, წინააღმდეგობის მეორე ბოლო თავზე, რომელიც მთავრდება A0 არდუინოს დაფაზე. ამ გზით რეზისტორი ძირითადად შექმნის ხიდს GND და A0 შორის არდუინოს დაფაზე.

აიღეთ ორი ცალი მყარი ბირთვიანი მავთული (თითოეული დაახლოებით 30 სმ სიგრძის) და გაასუფთავეთ თითოეული ნაწილის ორივე ბოლო. შეაერთეთ პირველი მავთულის ერთი ბოლო სათაურის პინზე, რომელიც მთავრდება A5; შეაერთეთ მეორე მავთულის ერთი ბოლო სათაურის პინზე, რომელიც მთავრდება A0 არდუინოს დაფაზე.

შეაერთეთ მყარი ძირითადი მავთულის ნაჭრების სხვა ბოლოები სავალდებულო პოსტზე. ერთი ბოლო მიდის პოსტის წითელ ნაწილში, მეორე ბოლო მიდის სავალდებულო პოსტის შავ ნაწილში.

ახლა გაჭერით ორი ცალი მყარი ბირთვიანი მავთული (დაახლოებით 10 სმ სიგრძის თითოეული) და გაწურეთ თითოეული მავთულის ორივე ბოლო. შეაერთეთ თითოეული მავთულის ერთი ბოლო სავალდებულო სვეტის ლითონის ბოლოებთან. გამოიყენეთ ჭანჭიკები მყარი ძირითადი მავთულის დასაფიქსირებლად. გადაახვიეთ სხვა ბოლოები.

დაბოლოს, სცადეთ მოათავსოთ PCB არდუინოს დაფაზე და დარწმუნდით, რომ ერთი პინი შედის GND– ში, მეორე A0– ში და მესამე პინ A5– ში.

ნაბიჯი 2: არდუინოს დაფის დაპროგრამება

წყლის გამოსაყენებლად, თქვენ უნდა ატვირთოთ კონკრეტული პროგრამა arduino uno დაფაზე.

აქ არის ესკიზი, რომელიც უნდა ატვირთოთ:

/* წყლის გამტარობის მონიტორის ესკიზი Arduino გაჯეტისთვის, რომელიც ზომავს წყლის ელექტრული გამტარობას. ეს მაგალითი კოდი ეფუძნება კოდის მაგალითს, რომელიც არის საზოგადოებრივ დომენში. */ const float ArduinoVoltage = 5.00; // შეცვალე ეს 3.3 ვ Arduinos const float ArduinoResolution = ArduinoVoltage / 1024; const float resistorValue = 10000.0; int ბარიერი = 3; int inputPin = A0; int ouputPin = A5; void setup () {Serial.begin (9600); pinMode (ouputPin, OUTPUT); pinMode (inputPin, INPUT); } void loop () {int analogValue = 0; int oldAnalogValue = 1000; float returnVoltage = 0.0; float წინააღმდეგობა = 0.0; ორმაგი Siemens; float TDS = 0.0; while (((oldAnalogValue-analogValue)> ბარიერი) || (oldAnalogValue4.9) Serial.println ("დარწმუნებული ხარ რომ ეს მეტალი არ არის?"); შეფერხება (5000);}

სრული კოდი ასევე ხელმისაწვდომია აქ.

ნაბიჯი 3: წყლის ზონდის გამოყენება

მას შემდეგ რაც ატვირთავთ კოდს, ჩაყარეთ წყლის ზონდის ორი ხვეული ბოლოები სითხეში და გახსენით სერიული მონიტორი.

თქვენ უნდა მიიღოთ კითხვები ზონდიდან, რომელიც წარმოგიდგენთ უხეშ წარმოდგენას სითხის წინააღმდეგობის შესახებ, შესაბამისად მისი გამტარობის შესახებ.

თქვენ შეგიძლიათ მარტივად შეამოწმოთ მუშაობს თუ არა თქვენი ზონდი სწორად, ორი ხვეული ბოლოის ლითონის ნაჭერთან შეერთებით. თუ სერიული მონიტორი დაუბრუნებს შემდეგ შეტყობინებას: "დარწმუნებული ხარ, რომ ეს არ არის მეტალი?", დარწმუნებული იყავი, რომ ზონდი ზუსტ კითხვას გაძლევთ.

ონკანის წყლისთვის თქვენ უნდა მიიღოთ დაახლოებით 60 მიკროსიემენის გამტარობა.

ახლა შეეცადეთ დაამატოთ სარეცხი სითხე წყალში და ნახოთ რა კითხვებს მიიღებთ.

ამჯერად, სითხის გამტარობა დაახლოებით 170 მიკროსიემენამდე იზრდება.

ნაბიჯი 4: წყლის დაბინძურება

არსებობს პირდაპირი კავშირი წყლის გამტარობასა და წყლის დაბინძურებას შორის. ვინაიდან გამტარობა არის წყალში გახსნილი უცხო ნივთიერებების რაოდენობის მითითება, აქედან გამომდინარეობს, რომ რაც უფრო გამტარია სითხე, მით უფრო დაბინძურებულია ის.

წყლის დაბინძურების შედეგები მრავალი თვალსაზრისით უარყოფითია. ერთი მაგალითი დაკავშირებულია ზედაპირის დაძაბულობის კონცეფციასთან.

წყლის მოლეკულები პოლარობის გამო ძლიერ იზიდავს ერთმანეთს, რაც წყალს აძლევს ზედაპირულ დაძაბულობას. წყლის ზედაპირზე არსებული მოლეკულები "ერთმანეთთან ერთად" იქმნება წყალზე და ქმნის "კანის" ტიპს, რომელიც საკმარისად ძლიერია ძალიან მსუბუქი ობიექტების შესანახად. მწერები, რომლებიც წყალზე დადიან, სარგებლობენ ამ ზედაპირული დაძაბულობით. ზედაპირული დაძაბულობა იწვევს წყლის დაგროვებას წვეთებში, ვიდრე გავრცელება თხელი ფენით. ის ასევე საშუალებას აძლევს წყალს გადაადგილდეს მცენარის ფესვებსა და ღეროებში და თქვენი სხეულის ყველაზე პატარა სისხლძარღვებში - როდესაც ერთი მოლეკულა მოძრაობს ხის ფესვზე ან კაპილარებში, ის სხვებთან ერთად "იზიდავს".

თუმცა, როდესაც უცხო ნივთიერებები (მაგ. სარეცხი სითხე) იხსნება წყალში, ეს საერთოდ ცვლის წყლის ზედაპირულ დაძაბულობას, იწვევს რიგ საკითხებს.

ერთი ექსპერიმენტი, რომლის ჩატარებაც შეგიძლიათ სახლში, დაგეხმარებათ ზედაპირული დაძაბულობის ილუსტრირებაში და წყლის დაბინძურების შედეგებზე.

აიღეთ ქაღალდის დამჭერი და დელიკატურად ჩამოწიეთ წყლით სავსე თასზე. ქაღალდის დამჭერი უნდა დარჩეს ზედაპირზე და იტიროს.

თუკი წყლის თასში ჩნდება სარეცხი სითხის ან სხვა ქიმიკატის ერთი წვეთი, ეს გამოიწვევს ქაღალდის სამაგრის დაუყოვნებლივ ჩაძირვას.

ანალოგია აქ არის ქაღალდის სამაგრსა და იმ მწერებს შორის, რომლებიც სარგებლობენ წყლის ზედაპირული დაძაბულობით მასზე სიარულისთვის. წყლის რეზერვუარში უცხო ნივთიერებების შეყვანისას (იქნება ეს ტბა, ნაკადი და ა.შ.) ზედაპირული დაძაბულობა იცვლება და ეს მწერები ვეღარ შეძლებენ ზედაპირზე ცურვას. საბოლოო ჯამში, ეს გავლენას ახდენს მათ ცხოვრების ციკლზე.

თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ამ ექსპერიმენტის ვიდეო აქ.