დაბალი ღირებულების წყლის ნაკადის სენსორი და გარემოს ჩვენება: 8 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:21

წყალი ძვირფასი რესურსია. მილიონობით ადამიანს არ აქვს სუფთა სასმელი წყალი და ყოველდღიურად 4000 ბავშვი იღუპება წყლით დაბინძურებული დაავადებებისგან. მიუხედავად ამისა, ჩვენ ვაგრძელებთ გაფლანგვას ჩვენი რესურსებით. ამ პროექტის მთავარი მიზანია წყლის მოხმარების უფრო მდგრადი ქცევის მოტივირება და წყლის გლობალური პრობლემების შესახებ ცნობიერების ამაღლება. ეს არის ინსტრუქცია, თუ როგორ უნდა მოხდეს წყლის მიწოდების უხეშად გამოვლენა მილში და გარემოს ჩვენება. მე ვიყენებ პიეზო გადამცემს, ზოგიერთ LED- ს და არდუინოს. მოწყობილობა არის უხეში პროტოტიპი იმისა, რაც საბოლოოდ გახდება დამაჯერებელი ტექნოლოგია, რომელიც ახდენს მდგრადი ქცევის მოტივაციას და წყლის მოხმარების შესახებ ცნობიერების ამაღლებას. ეს არის პროექტი სტეისი კუზნეცოვისა და ერიკ პაულოსის Living Environments Lab- ში, კარნეგი მელონის უნივერსიტეტის ადამიანის კომპიუტერული ინტერაქციის ინსტიტუტში. დამზადებულია სტეისი კუზნეცოვსტაცეში@cs.cmu.eduhttps://staceyk.org ერიკ პაულოსერიკ@paulos.net ქვემოთ მოყვანილი ვიდეო ასახავს ამ პროექტის წინა ვერსიას, სადაც წყლის ნაკადის დასადგენად პიეზო ელემენტის ნაცვლად გამოიყენება მიკროფონი. თქვენ მიაღწევთ უკეთეს შესრულებას პიეზო გადამყვანის გამოყენებისას, ასე რომ, ეს ინსტრუქცია დეტალურად აღწერს პიეზო მიდგომას. განსაკუთრებული მადლობა ბრიამ ლიმს, ბრაიან პენდლტონს, კრის ჰარისონს და სტიუარტ ანდერსონს ამ პროექტის იდეებისა და დიზაინის დასახმარებლად!

ნაბიჯი 1: მასალების შეგროვება

დაგჭირდებათ:- პურის დაფა- მიკროკონტროლი (მე ვიყენებ არდუინოს)- მასტიკა- პიეზო გადამყვანი (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- რამდენიმე LED (მე გამოვიყენე 2 ყვითელი, 2 წითელი, 2 მწვანე)- სანთლის დამჭერი ან მსგავსი ზომის კონტეინერი- მავთული- 1 მოჰმის (ან სხვა დიდი მნიშვნელობის) რეზისტორი- 4.7K რეზისტორები (3)- 1K რეზისტორები (1)- დაბალი ღირებულების რეზისტორები (LED- ებისთვის)- მავთულხლართები- Jumper Wires- Mastic- op amp (LM613)

ნაბიჯი 2: შექმენით წრე

წრე შედგება გამაძლიერებლისგან სიგნალის გასაზრდელად პიეზოდან და ძაბვის გამყოფი ბაზის ძაბვის ასამაღლებლად. ორ შესასვლელს შორის არის მაღალი ღირებულების რეზისტორი, რომელიც ქმნის პიეზოს, რომელიც მოქმედებს სიგნალის გამწევ რეზისტენტად.

ნაბიჯი 3: შეამოწმეთ წრე

მიამაგრეთ პიეზო მიკროსქემს და შეაერთეთ არდუინო. ძაბვის გამყოფი ადგენს ძაბვას 2.5V- ზე, ამიტომ სიგნალის ძირითადი მაჩვენებლები არდუინოს ანალოგურ პინზე უნდა იყოს დაახლოებით 512 (0 -დან 1023 -მდე). ჩემი ცვალებადია +/- 30 დაახლოებით 520. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ რამოდენიმე რყევები ამ რიცხვის გარშემო.

ნაბიჯი 4: დააკალიბრეთ თქვენი სენსორი ვიბრაციების გამოსავლენად

როდესაც ონკანი ჩართულია, მილის ვიბრაცია გამოიწვევს პიეზოს წარმოქმნას მერყევი დენი. ვინაიდან ძირითადი კითხვის ნიშნები მცირდება დაახლოებით 520 -ით, თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ ამპლიტუდა ამ რიცხვის ირგვლივ ვიბრაციის გამოსავლენად. ჩემი ბარიერი არის 130, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ გაზარდოთ ან შეამციროთ ეს ვიბრაციის ტიპებიდან გამომდინარე, რომლის გაგებაც გსურთ და მგრძნობელობა თქვენი კონკრეტული პიეზო ნაწილისათვის. სიგნალის შესამოწმებლად გამოიყენეთ მასტიკა, რომ პიეზო მიამაგროთ ბრტყელ ზედაპირზე. სცადეთ ზედაპირზე სხვადასხვა ადგილას და სხვადასხვა ინტენსივობით შეხება ან ნაკაწრების ნახვა. რა ტიპის კითხვას იღებთ Arduino– ზე. ხმაურის შესამცირებლად გირჩევთ გამოთვალოთ შეყვანის საშუალო მოძრავი საშუალო. ეს არის ტალღის ამპლიტუდის განსაზღვრის უხეში გზა, რომელიც აცილებს ცრუ დადებითს შემთხვევითი სტატიკური დენის გამო. ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას უფრო მოწინავე მეთოდები, როგორიცაა FFT.// Sample Codeint sensor = 2; // ანალოგი inint val = 0; // მიმდინარე კითხვა ანალოგური pinint avg; // ტალღის ამპლიტუდის საშუალო მაჩვენებელი MIDPOINT = 520; // Base readingvoid setup () {Serial.begin (9600); avg = MIDPOINT; // საშუალო მნიშვნელობის დადგენა} void loop () {val = analogRead (სენსორი); // გამოთვალეთ ტალღის ამპლიტუსი if (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } else {val = MIDPOINT - val; } // გამოთვალეთ გაშვებული საშუალო fr amplitute avg = (avg * 0.5) + (val * 0.5); თუ (საშუალო> 130) {// ვიბრაცია აღმოჩენილია! Serial.println ("TAP"); დაგვიანება (100); // შეფერხება იმის უზრუნველსაყოფად, რომ სერიული პორტი არ იყოს გადატვირთული}}

ნაბიჯი 5: შექმენით გარემოს ჩვენება

თუ თქვენი სენსორი მუშაობს სწორად, შეგიძლიათ დაამატოთ გარემოს ჩვენება ინფორმაციის საჩვენებლად. ჩემი LED- ები დაწყვილებულია ისე, რომ თითოეული ფერი განათებულია ორი LED- ით. ამისათვის მიამაგრეთ თითოეული ფერის 'მოკლე' (მოკლე) ბილიკი და გამოიყენეთ დაბალი მნიშვნელობის რეზისტორი არდუინოსთან შეერთებამდე. შეაერთეთ ყველა LED- ის მიწა (უფრო გრძელი) და მიამაგრეთ Arduino- ზე. მას შემდეგ რაც LED- ები შეერთდება, გამოიყენეთ სანთლის დამჭერი ეკრანის დასაყენებლად. მას შემდეგ, რაც სანთლის დამჭერი დამზადებულია ალუმინისგან, შეიძლება დაგჭირდეთ კონტეინერის ბოლოში ჩასმა იზოლატორი, როგორიც არის პლასტმასის ნაჭერი, LED- ების ჩასვლამდე, რათა თავიდან აიცილოთ მიკროსქემის ამოკვეთა.

ნაბიჯი 6: გამოიყენეთ სენსორული მონაცემები ეკრანის მართვისთვის

დაახლოებით 10 წამი დამჭირდება ხელების დასაბანად. ამრიგად, მე დაპროგრამებული მაქვს ეკრანი, რომ აჩვენოს მწვანე შუქი ონკანის გაღებიდან პირველი 10 წამის განმავლობაში. 10 წამის შემდეგ ყვითელი LED ირთვება. ეკრანი წითლდება, თუ წყალი რჩება 20 წამის შემდეგ და იწყებს წითელი შუქის მოციმციმე, თუ ონკანი გაშვებული რჩება 25 წამი ან მეტი. გამოიყენეთ ფანტაზია ალტერნატიული ეკრანის შესაქმნელად!

ნაბიჯი 7: დააინსტალირეთ სენსორი და აჩვენეთ წყლის მილზე

გამოიყენეთ მასტიკა ან თიხა პიეზო ონკანზე მიამაგრეთ და მასტიკის კიდევ ერთი ფენა ეკრანის თავზე დასაფიქსირებლად. თქვენ შეიძლება დაგჭირდეთ თქვენი ბარიერის ამპლიტუდის ან 'MIDPOINT' კორექტირება მე –4 საფეხურიდან. სიგნალი ასევე შეიძლება ოდნავ დაზარალდეს ტემპერატურაზე მილის.

ნაბიჯი 8: მომავალი შემოთავაზებები

თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ არდუინოს ბატარეის გამორთვა. მომავალი სამეურვეო პროგრამა გაჩვენებთ თუ როგორ უნდა გამოიყენოთ ეს ეკრანი ენერგიის უშუალოდ გამდინარე წყლიდან ან გარემომცველი სინათლის ენერგიის გამოყენებით!