Sideprosjekt: Vannrenhetstester: 5 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Dette prosjektet var en del av min læreplan i min Principles of Engineering -klasse med Berbawy. Hun tildelte oss hver et budsjett på $ 50 for å komme med et rimelig prosjektforslag, noe som ville være oppnåelig, men likevel utfordre våre evner.

Dette prosjektet er basert på denne modellen fra MakeMagezine.com. Den måler elektrisk ledningsevne til en væske og spiller en lyd basert på konduktiviteten. Jo høyere lyd jo renere vann. Dette er basert på konseptet med en spenningsdeler. Jo mer ledende prøven er, jo mer spenning trekkes mot den øvre delen av kretsen, vekk fra høyttaleren. Dette får høyttaleren til å motta mindre spenning og redusere lyden til lyden den produserer.

Arduino fungerer som et medium mellom kretsen og datamaskinen der avlesningene fanges opp. Dette prosjektet ble inspirert av et nylig prosjekt jeg hadde gjort i en klasse som var introduksjon til Arduino og brødbrett. Som et skritt fremover for å utfordre meg selv og anvende konseptene jeg hadde lært, prøvde jeg å gjøre dette mer kompliserte prosjektet.

Rekvisita

1. Brødbrett dobbel buss

2. Arduino UNO

3. Hoppetråder

4. LM741 brikkesett

5. 555 timer chip

6. 2-3 tommers høyttaler

7. 10K ohm potensiometer

8. LED

9. Patch ledninger med krokodilleklips

10. papp (for eske konstruksjon)

11. Pennies (kobberelektroder)

Trinn 1: Bygg kretsen

Det første trinnet er å bygge kretsen. Kretsen som ble brukt for denne bygningen var i utgangspunktet ganske skremmende for meg på grunn av kompleksiteten. Før du berører den fysiske kretsen er det bedre hvis du kan lage en simulering eller en slags kartlegging av komponentene dine på et virtuelt brødbrett som ville gjøre det lettere for deg å lage den fysiske kretsen. Til dette formålet brukte jeg TinkerCAD. Den enkleste måten å bryte kretsen på er å dele den i to hovedseksjoner: Den øvre delen rundt LM741 -brikken og den nedre delen rundt 555 -timeren og høyttaleren. Opprinnelig ble midlertidige hoppetråder brukt i prosjektet ettersom de var lette å flytte rundt og håndtere. Disse ble senere erstattet med de rette hoppetrådene i det siste prosjektet. Dette gjør det lettere å feilsøke og holde oversikt over elementene i kretsen. Denne fasen tok lengst tid, og ble ikke fullført før nesten helt på slutten av prosjektet.

Trinn 2: Justere kretsen (fininnstilling)

Når den rudimentære kretsen var fullført, måtte det fortsatt foretas finere justeringer. Potensiometeret måtte kalibreres slik at lyden fra høyttaleren verken er for svak eller for høy. Som nevnt tidligere, er dette trinnet der de midlertidige ledningene ble endret til de permanente som var til stede i den siste kretsen. Dette tok ganske lang tid på grunn av det store antallet ledninger som ble brukt. Ledningene til høyttaleren ble også klippet for å gjøre utstyret som kobler høyttaleren til brødbrettet så lite som mulig. I tillegg for å forbedre kretsens estetikk, samt redusere muligheten for brudd, ble motstandene og LED -en klippet.

Det var en plan om også å integrere en lydstyrkesensor for å måle lydstyrken til lyden som høyttaleren produserer. Sensoren ville opprinnelig være koblet til Arduino Analog -porten. Et Arduino -program ville da bli opprettet for sensoren å hente avlesninger. Denne ideen ble senere skrapt ettersom sensoren ikke fungerte etter hensikten og ble erstattet med en datamaskin som ville hente avlesninger via mikrofon. Dette er ikke ideelt, siden en datamaskin er stor og klumpete, men det var det beste alternativet.

Trinn 3: Testfase

Dette er et av de viktigste stadiene i et prosjekt, og kan noen ganger være veldig irriterende. Å oppdage problemer i en krets som denne kan være svært tidkrevende og frustrerende. I dette scenariet kan bruk av en LED være veldig nyttig. Å sette en LED i delen på hvert enkelt serieelement kan brukes til å teste om strømmen strømmer gjennom den delen av kretsen.

Denne fasen var tiden da de fleste store endringene i prosjektet ble gjort. Endringer som å inkludere en 5V -inngang i stedet for en 9V -inngang var en av endringene som ble gjennomført i løpet av dette stadiet. Inngangen til 9V skapte en veldig høy lyd fra høyttaleren. Ved å endre inngangen til strøm til 5V fra Arduino, fungerte det mye bedre.

Trinn 4: Boksen

Denne delen av prosjektet var for estetikk og for å gjøre det mer kompakt og lett å håndtere. Dette trinnet hadde på ingen måte noen effekt på funksjonaliteten til prosjektet. Boksen er konstruert av papp, med toppen og en av sidene igjen åpen for å skyve komponentene enkelt inn og ut. Dette ble gjort med tanke på at Arduino -kabelen enkelt skal kunne festes til kretsen. I tillegg gjør denne designen også kretsen mer visuelt tiltalende. Jeg burde ha laget en laserskåret eske av tre, men jeg gikk tom for tid i klasserommet på grunn av Covid-19.

Trinn 5: studiepoeng

Dette prosjektet hadde ikke vært mulig uten at Berbawy hadde gitt midler og materialer for at dette prosjektet skulle skje. Jeg er i tillegg takknemlig for Sven og David som hjalp meg i løpet av prosjektet ved å gi nyttige råd og instruere meg om hvordan enkelte deler fungerte.