როგორ გააკეთოთ ამიაკის გამოვლენის ნაკრები: 8 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ამ გაკვეთილში ჩვენ ვაჩვენებთ, თუ როგორ გამოიყენოთ ამიაკის სენსორები, არდუინო და ჟოლო ამიაკის კონცენტრაციის გასაზომად და სიგნალების მიწოდების შემთხვევაში, თუ ჰაერში არის გაჟონვა ან ძალიან მაღალი კონცენტრაცია!

ეს პროექტი ჩვენი სკოლის პროექტია, ფაქტობრივად, ჩვენი სკოლის ქიმიურ ლაბორატორიას სურდა სისტემა გამოევლინა, იყო თუ არა ამიაკის კონცენტრაცია ჰაერში ძალიან მაღალი. ლაბორატორიაში არის ქიმიური ლაბორატორიული გამწოვი და სტუდენტებმა უნდა ჩართონ ეს გამწოვები ქიმიური ორთქლის მოსაწოვად. მაგრამ თუ მათ დაივიწყეს თავსახურის ჩართვა, ტოქსიკური ორთქლები შეიძლება გავრცელდეს ლაბორატორიის შიგნით. ეს სისტემა საშუალებას მისცემს პასუხისმგებელ მასწავლებელს მიიღოს გაფრთხილება, თუ ამიაკი (რომელიც ერთი ტოქსიკური გაზია) იგრძნობა ამ გამწოვების მიღმა.

ნაბიჯი 1: მასალები

ამ პროექტისთვის დაგჭირდებათ:

- 2x ამიაკის სენსორი MQ-137 (ან რამდენიც გინდა)

- 1x Arduino Uno (მას აქვს ერთი სერიული პორტი)

- 1x Genuino Mega 2560 (ან სხვა დაფები 2 ან მეტი სერიული პორტით)

- 2x HC-05 Bluetooth მოდული

- 1x Raspberry Pi მოდელი 3B

- 1x ბატარეა 9 ვ

- მავთულები, კაბელები და რეზისტორები

ნაბიჯი 2: მონაცემების მიღება სენსორებისგან

სენსორები მიერთებულია arduino Uno– ზე.

ამ პროგრამის რეალიზებისთვის, ეს სენსორი უნდა იყოს ჩართული. ამისათვის გამოიყენება 5V და არდუინოს ბარათის მასა. გარდა ამისა, A0 ანალოგური შეყვანა შესაძლებელს ხდის სენსორის მიერ მოცემული წინააღმდეგობის მნიშვნელობის აღდგენას. უფრო მეტიც, არდუინო იკვებება

სამწუხაროდ, ეს სენსორები არ უზრუნველყოფენ ამიაკის კონცენტრაციის პროპორციულ ხაზოვან გამომუშავებას. ეს სენსორები დამზადებულია ელექტროქიმიური უჯრედისგან და ცვლის წინააღმდეგობას კონცენტრაციასთან. წინააღმდეგობა იზრდება კონცენტრაციით.

მათთან რეალური პრობლემა ის არის, რომ ისინი შექმნილია სხვადასხვა ტიპის გაზის გასაზომად და ელექტროქიმიური უჯრედი უცნაურად რეაგირებს. მაგალითად, თხევადი ამიაკის ერთი და იგივე ნიმუშისთვის, ორივე სენსორი იძლევა განსხვავებულ გამოსავალს. ისინი ასევე საკმაოდ ნელია.

ნებისმიერ შემთხვევაში, სენსორის მიერ გაწეული წინააღმდეგობა გარდაიქმნება 0-5V და შემდეგ "ppm"-ში (= ნაწილები მილიონზე, ეს არის შესაბამისი ერთეული გაზების კონცენტრაციის გასაზომად) არდუინოს მიერ, ტენდენციის მრუდის გამოყენებით და მისი განტოლება მოცემულია ამ სენსორების დოკუმენტაცია.

ნაბიჯი 3: მონაცემთა გაგზავნა Bluetooth– ის საშუალებით

სენსორების დაყენების მიზნით ლაბორატორიის სხვადასხვა ადგილას, ისინი უშუალოდ არის დაკავშირებული Arduino დაფაზე, რომელიც იკვებება 9 ვ ბატარეით. და ჰაერში ამიაკის შედეგების Rapsberry ბარათისთვის კომუნიკაციისთვის გამოიყენება bluetooth მოდულები. პირველ ბარათს, რომელიც პირდაპირ არის დაკავშირებული სენსორულ დაფაზე, ეწოდება მონა.

Bluetooth მოდულების გამოსაყენებლად, პირველ რიგში საჭიროა მათი კონფიგურაცია. ამ მიზნით, დააკავშირეთ მოდულის EN pin 5V– სთან (თქვენ უნდა ნახოთ, რომ led ციმციმებს ყოველ 2 წამში) და დააჭირეთ ღილაკს მოდულზე. ჩაწერეთ ცარიელი კოდი არდუინოში და დააკავშირეთ მოდულის RX პინი არდუინოს TX პინთან და პირიქით. ამის შემდეგ, გადადით სერიულ მონიტორზე, შეარჩიეთ ბოდის სწორი მაჩვენებელი (ჩვენთვის, ეს იყო 38400 Br) და ჩაწერეთ AT.

თუ სერიული მონიტორი აჩვენებს "Ok", მაშინ შედიხართ AT რეჟიმში. ახლა თქვენ შეგიძლიათ დააყენოთ მოდული, როგორც მონა ან ოსტატი. ქვემოთ შეგიძლიათ ნახოთ pdf ყველა ბრძანებით AT რეჟიმში.

შემდეგ ვებგვერდზე ნაჩვენებია ნაბიჯები, რომლებიც გადადის AT რეჟიმში ჩვენი bluetooth მოდულისთვის:

Bluetooth მოდული იყენებს arduino– ს 4 ქინძისთავს, 3.3 V ძაბვის გამყოფს, მიწას, TX და RX ქინძისთავებს. TX და RX ქინძისთავების გამოყენება ნიშნავს, რომ მონაცემები გადადის ბარათის სერიული პორტით.

ნუ დაგავიწყდებათ, რომ bluetooth მოდულის pin RX უკავშირდება Arduino– ს TX პინს და პირიქით.

თქვენ უნდა ნახოთ bluetooth მოდულების ორივე led აციმციმდეს 2 -ჯერ ყოველ 2 წამში, როდესაც ისინი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული.

ქვითარი და გაგზავნის კოდი რეალიზებულია ერთ ბარათზე და მიმაგრებულია აქ შემდეგ.

ნაბიჯი 4: მონაცემების მიღება და გადატანა ჟოლოს პიზე

პროექტის ამ ნაწილს ასრულებს arduino mega.

ეს ბარათი არის ჩართული bluetooth მოდულზე, კონფიგურირებულია მონაცემების მისაღებად და ჟოლოს პი. მას ოსტატი ჰქვია.

ამ შემთხვევაში, bluetooth მოდული იყენებს ერთ სერიულ პორტს, ხოლო მონაცემები გადადის ჟოლოს pi სხვა სერიული პორტის გამოყენებით. ამიტომ ჩვენ გვჭირდება ბარათი 2 ან მეტი სერიული პორტით.

კოდი თითქმის იგივეა, რაც ადრე.

ნაბიჯი 5: მონაცემების ჩაწერა და გაფრთხილების ფუნქცია

ჟოლოს პი ჩაწერს მონაცემებს ყოველ 5 წამში (მაგალითად, შეიძლება განსხვავდებოდეს).csv ფაილში და შეინახავს sd ბარათის ტევადობაში.

ამავე დროს, ჟოლოს შეამოწმეთ, თუ კონცენტრაცია არ არის ძალიან მაღალი (მაგალითად, 10ppm– ზე მეტი, შეიძლება განსხვავდებოდეს) და გააგზავნეთ გამაფრთხილებელი ელ.წერილი, თუ ეს ასეა.

მაგრამ სანამ ჟოლო შეძლებს ელ.ფოსტის გაგზავნას, მას სჭირდება მცირე კონფიგურაცია. ამ მიზნით, გადადით ფაილში "/etc/ssmtp/ssmtp.conf" და შეცვალეთ პარამეტრები თქვენი პერსონალური ინფორმაციის შემდეგ. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ მაგალითი ქვემოთ (code_raspberry_conf.py).

რაც შეეხება მთავარ კოდს (blu_arduino_print.py), მას სჭირდება რამდენიმე ბიბლიოთეკის იმპორტი, როგორიცაა "სერიული" USB საკომუნიკაციო პორტთან მუშაობისთვის ან ბიბლიოთეკა "ssmtp" ელ.ფოსტის გასაგზავნად.

ზოგჯერ, შეიძლება მოხდეს შეცდომა მონაცემთა Bluetooth– ით გაგზავნისას. მართლაც, ჟოლოს შეუძლია წაიკითხოს სტრიქონი მხოლოდ მაშინ, როდესაც ნომერი შეწყვეტილია / n– ით. თუმცა, ჟოლოს ზოგჯერ შეუძლია მიიღოს სხვა რამ, როგორიცაა "\ r / n" ან უბრალოდ "\ n". ამრიგად, პროგრამის გამორთვის თავიდან ასაცილებლად, ჩვენ გამოვიყენეთ Try - გარდა ბრძანება.

ამის შემდეგ, ეს მხოლოდ რამოდენიმე "თუ" პირობაა.

ნაბიჯი 6: საქმეების შექმნა

საჭირო აღჭურვილობა:

- 1 გადასატანი ყუთი 220*170*85 მმ

- 1 გადასატანი ყუთი 153*110*55 მმ

- მწვანე ერთალონი 500*15*15 მმ

- 1.5 მეტრიანი ელექტრო კაბელები

- 2 bluetooth მოდული

- 1 ჟოლო

- 1 არდუინო მეგა

- 1 Genuino

- ბატარეა 9 ვ

- 1 ჟოლო / არდუინოს დამაკავშირებელი კაბელი

- 2K ohm– ის 2 რეზისტორი

- 2K რეზისტორი 1K ohm

- შესადუღებელი მანქანა

- საბურღი მანქანა

- ბურღვის ნაჭრები

- ჭურჭლის ჭრა

- დაინახა

ჩვენ დავიწყეთ ორი ელექტრული გადასატანი ყუთიდან, რომლებშიც გაკეთდა ჭრა. პირველი, სენსორის/გამცემი ელემენტის რეალიზაცია: ორი მხარდაჭერა Genuino ბარათის დასაფიქსირებლად, სადაც დამზადებულია მწვანე ERTALON. შემდეგ, საჭირო იყო სახურავის გაჭრა, ამიაკის სენსორის დასამაგრებლად და გასასწორებლად. კაბელები დაკავშირებული იყო სენსორიდან Genuino ბარათთან. ამის შემდეგ ჩვენ ყუთზე დავაყენეთ bluetooth მოდული, შევაერთეთ კაბელები და დავაკავშირეთ ისინი ბარათთან. დაბოლოს, ელექტროენერგიის მიწოდება 9 ვ ბატარეით იყო ინტეგრირებული და სადენიანი. როდესაც სენსორი დასრულდა, ჩვენ შევძელით მიმღებზე მუშაობის დაწყება. ამისათვის, ისევე როგორც ადრე, ჩვენ დავიწყეთ ორი ელექტრონული ბარათის (ჟოლოს და არდუინოს მეგა) მხარდაჭერის დამზადება. შემდეგ ჟოლოსგან ამოვიღეთ კაბელები და სანთლები. Bluetooth მოდული დაფიქსირდა ისევე, როგორც ადრე. შემდეგ, ხვრელები გაბურღულია ყუთის თავზე, რათა მოხდეს ორი ელექტრონული დაფის ვენტილაცია და თავიდან იქნას აცილებული გადახურების რისკი. ამ ნაბიჯის დასასრულებლად, ყველა კაბელი იყო დაკავშირებული და პროექტს მხოლოდ ენერგია და ტესტირება სჭირდება.

ნაბიჯი 7: გაუმჯობესება

გაუმჯობესების თვალსაზრისით, რამდენიმე პუნქტი შეიძლება გამოითქვას:

- უფრო ეფექტური სენსორის არჩევანი. მართლაც, ისინი სწრაფად ვერ აღმოაჩენენ ამიაკის გამოჩენას ჰაერში. ამას დაამატეთ, რომ ერთხელ ამიაკით გაჯერებული, მათ გარკვეული დრო სჭირდებათ მის მოსაშორებლად.

- გამოვიყენეთ arduino ბარათი, რომელსაც აქვს უშუალოდ Bluetooth მოდული, როგორც ეს მითითებულია ჩვენი პროექტის ბაზაზე. სამწუხაროდ, Genuino 101 აღარ არის ხელმისაწვდომი ევროპულ ბაზარზე.

- ინტეგრირება ეკრანზე იმ ყუთში, სადაც მდებარეობს სენსორი, რომ ვიცოდეთ კონცენტრაცია უწყვეტად

- უზრუნველყოს გრაფიკის ავტომატური კონსტრუქცია csv ფაილზე შენახული მონაცემებიდან.