Zestaw sondy chemicznej Arduino - temperatura i przewodność: 8 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Nauczyciel chemii, z którym współpracuję, chciał pozwolić swoim uczniom zbudować zestaw czujników do testowania przewodności i temperatury. Wyciągnęliśmy kilka różnych projektów i zasobów i połączyłem je w jeden projekt. Połączyliśmy projekt LCD, sondę przewodności i sondę czujnika temperatury.

Na zdjęciu produkt końcowy.

Krok 1: Materiały eksploatacyjne

Będziesz potrzebować:

• Arduino Uno (użyłem zestawu Sparkfun Inventors Kit)
• Deska do krojenia chleba
• Przewody połączeniowe
• Przewody z zaciskiem krokodylkowym
• Rezystory 10K Ohm (x2)
• Wyświetlacz LCD
• Czujnik temperatury (DS18B20)
• Sonda przewodności (wersja DIY w kroku 6)
• Taśma elektryczna
• Lutownica
• Lutować
• Przecinak do drutu / ściągacz izolacji
• Szczypce

Krok 2: Schemat połączeń

Aby stworzyć plan, który uczniowie mogliby zastosować, musiałem nauczyć się tworzyć schemat elektryczny. Użyłem oprogramowania o nazwie Fritzing.

Krok 3: Zbuduj obwód LCD

Koncepcyjnie podzieliłem to na 3 części; LCD, czujnik temperatury i sondę przewodności.

Zbudowałem obwód LCD, postępując zgodnie z instrukcjami w przewodniku po zestawie Sparkfun Inventor: Obwód #15. Nie będę próbował wypisywać wszystkich połączeń pinów (przestudiuj schemat obwodu).

Mody do oryginalnego projektu:

• Przesunąłem wyświetlacz LCD na górny koniec płytki stykowej, aby zaoszczędzić miejsce na dolnym końcu płytki.
• Obróciłem niebieski trimpot o 180 * i zamieniłem przewody dodatnie i ujemne, aby pasowały.

Po zakończeniu okablowania przesłałem podstawowy szkic testowy LCD.

Od niepamiętnych czasów wszystkie pierwsze programy do kodowania powinny być „HELLO WORLD”.

Krok 4: Przygotuj czujnik temperatury

Zdjęcie stockowe pokazuje oryginalne gołe przewody. W oryginalnej konfiguracji są za krótkie.

Kroki, aby uzyskać użyteczne końce:

1. Zdejmij czarną osłonę o dodatkowy cal lub dwa
2. Zdejmij pojedyncze przewody, aby odsłonić 0,5 cala miedzi
3. Cynuj gołą miedź, aby można ją było włożyć do płytki stykowej

Krok 5: Podłącz czujnik temperatury

Czujnik temperatury ma 3 przewody

• Czerwony = Vcc (dodatni)
• Czarny = Uziemienie (ujemne)
• Biały = Sygnał

Przewody czerwony i czarny trafiają do odpowiednich szyn dodatnich i ujemnych na płytce stykowej. Dokumentacja czujnika temperatury (na stronie Sparkfun) jest skąpa. Ale wiele recenzji komentowało, że potrzebny jest rezystor podciągający 10K Ohm. Po próbach i błędach odkryłem, że jest to poprawne. Jest to również cyfrowy czujnik temperatury, więc należy go podłączyć do cyfrowych pinów Arduino.

Okablowanie białego przewodu

• Biały przewód czujnika jest podłączony do rzędu 25 na desce do krojenia chleba (każdy rząd jest w porządku)
• Rezystor 10K Ohm jest podłączony do rzędu 25 i szyny dodatniej (jest to rezystor podciągający)

• Biały przewód połączeniowy jest podłączony do rzędu 25 i cyfrowego pinu 7 w Arduino.

  Dla uproszczenia starałem się, aby moje zworki sygnałowe były białe, ale każdy kolor będzie działał

Krok 6: Sonda przewodności DIY

Postępowałem zgodnie z instrukcjami w tym przykładzie, aby zbudować czujnik przewodności.

Używając kawałka drutu nichromowego (nabytego od nauczyciela chemii), wyciąłem dwie równe długości o długości około 6 cali. Wygiąłem je, jak widać na zdjęciach i przykleiłem je do sekcji pióra Bic (pozostałego z mojego Perfect Pocket Pen'ible) za pomocą taśmy elektrycznej. Dzięki pętlom na przewodach sondy mogę użyć zacisków krokodylkowych do podłączenia sondy do płytki stykowej.

Alternatywy:

Przetestowaliśmy tę koncepcję sondy przewodności za pomocą „drutu” wykonanego z nieugiętych spinaczy do papieru. To dało nam podobne odczyty i najprawdopodobniej użyjemy spinaczy do papieru z uczniami. Drut spinacza będzie prawdopodobnie korodował znacznie szybciej, ale są to zasadniczo jednorazowe materiały eksploatacyjne.

Krok 7: Podłącz sondę przewodności

Ponownie postępowaliśmy zgodnie z tymi instrukcjami, aby podłączyć sondę do płytki stykowej i arduino.

Podłącz sondę:

• CZERWONY przewód połączeniowy jest podłączony do szyny dodatniej

  CZERWONY zacisk krokodylkowy łączy ten CZERWONY przewód z jedną stroną sondy przewodności

• Rezystor 10k Ohm jest podłączony do rzędu 28 i szyny ujemnej
• BIAŁY przewód połączeniowy jest podłączony do rzędu 28 i styku analogowego A0 w Arduino

• CZARNY przewód połączeniowy jest podłączony do rzędu 28

  CZARNY zacisk krokodylkowy łączy ten CZARNY przewód z drugą stroną sondy przewodności

Krok 8: Kodowanie

Ponownie połączyłem kod z 3 projektów; LCD, temperatura i przewodność. Jest to dość proste, a kod jest dobrze skomentowany. Aby to działało, musisz pobrać i zainstalować dodatkowe biblioteki. Będziesz potrzebować bibliotek DallasTemperature i OneWire.