Mababang Gastos ng Water Flow Sensor at Saklaw na Display: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:16

Ang tubig ay isang mahalagang mapagkukunan. Milyun-milyong tao ang walang access sa malinis na inuming tubig, at aabot sa 4000 na mga bata ang namamatay mula sa mga sakit na nahawahan ng tubig araw-araw. Gayunpaman, patuloy kaming nagsasayang sa aming mga mapagkukunan. Ang labis na layunin ng proyektong ito ay upang mag-udyok ng mas napapanatiling pag-uugali ng paggamit ng tubig at itaas ang kamalayan tungkol sa mga pandaigdigang isyu sa tubig. Ito ay isang itinuturo sa kung paano madaling makita ang daloy ng tubig sa isang tubo at maghimok ng isang nakapaligid na display. Gumagamit ako ng isang piezo transducer, ilang mga LED at isang arduino. Ang aparato ay isang magaspang na prototype ng kung ano sa huli ay magiging isang mapanghimok na teknolohiya na nag-uudyok sa napapanatiling pag-uugali at nagpapataas ng kamalayan tungkol sa paggamit ng tubig. Ito ay isang proyekto ni Stacey Kuznetsov at Eric Paulos sa Living Environments Lab, sa Carnegie Mellon University Human Computer Interaction Institute. Ginawa niStacey [email protected]://staceyk.orgEric [email protected]:// www. paulos.net/Living Environments Labhttps://www.living-environments.net Ang video sa ibaba ay naglalarawan ng isang nakaraang bersyon ng proyektong ito, kung saan ang isang mikropono ay ginagamit sa halip na isang piezo element upang makita ang daloy ng tubig. Makakamit mo ang mas mahusay na pagganap kapag gumagamit ng isang piezo transducer, kaya't natuturo sa detalyeng ito ang diskarte sa piezo. Espesyal na salamat kina Briam Lim, Bryan Pendleton, Chris Harrison at Stuart Anderson para sa tulong sa mga ideya at disenyo ng proyektong ito!

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Materyales

Kakailanganin mo: - Breadboard- Microcontroller (Gumamit ako ng Arduino) - Mastic- Piezo Transducer (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- Ilang LED (Gumamit ako ng 2 dilaw, 2 pula, 2 berde) - May lalagyan ng kandila o katulad na laki ng lalagyan- Wire- 1 Mohm (o iba pang malaking halaga) risistor- 4.7K Mga Resistor (3) - 1K Resistors (1) - Mga Resistor na Mababang halaga (para sa mga LED) - Clipping Wires- Jumper Wires- Mastic- op amp (LM613)

Hakbang 2: Buuin ang Circuit

Ang circuit ay binubuo ng isang amplifier upang madagdagan ang signal mula sa piezo at isang voltage divider upang maiangat ang base boltahe. Mayroong isang mataas na halaga na risistor sa pagitan ng dalawang mga input na bumubuo ng piezo, na kumikilos bilang isang pull-down risistor para sa signal.

Hakbang 3: Subukan ang Circuit

Ikabit ang piezo sa circuit, at i-hook up ang arduino. Itinatakda ng divider ng boltahe ang base boltahe sa 2.5V, kaya ang mga pagbasa sa base para sa signal ay dapat na nasa 512 sa Arduino analog pin (kalahating paraan sa pagitan ng 0 at 1023). Ang aking mga pabagu-bago +/- 30 mga 520. Maaari kang makakita ng ilang pagbagu-bago sa paligid ng bilang na ito.

Hakbang 4: I-calibrate ang Iyong Sensor upang Makitang Vibrations

Kapag naka-on ang gripo, ang mga panginginig ng tubo ay magdudulot sa piezo upang makabuo ng isang pabagu-bago na kasalukuyang. Dahil ang batayan ng pagbasa ng mga taper ay nasa paligid ng 520, maaari mong makalkula ang isang amplitude sa paligid ng bilang na ito upang makita ang mga panginginig. Ang aking threshhold ay nakatakda sa 130, ngunit maaari mong dagdagan o bawasan ito depende sa mga uri ng panginginig na nais mong maunawaan at maunawaan ang iyong partikular na piraso ng piezo. Upang masubukan ang signal, gumamit ng mastic upang ikabit ang piezo sa isang patag na ibabaw. Subukang i-tap o gasgas sa ibabaw sa iba't ibang mga lokasyon at iba't ibang mga intensidad na makita kung anong uri ng mga pagbasa ang nakuha mo sa Arduino. Upang mabawasan ang ingay, inirerekumenda ko ang pagkalkula ng isang gumagalaw na average ng input. Ito ay isang krudo na paraan ng pagtukoy ng amplitude ng alon na iniiwasan ang mga maling positibo dahil sa random static current. Ang mga mas advanced na pamamaraan tulad ng FFT ay maaari ding gamitin.// Sample Codeint sensor = 2; // Analog inint val = 0; // Kasalukuyang pagbabasa para sa analog pinint avg; // Running average ng alon amplitudeint MIDPOINT = 520; // Base readvoid setup () {Serial.begin (9600); avg = MIDPOINT; // set average at midpoint} void loop () {val = analogRead (sensor); // Compute wave amplittue if (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } iba pa {val = MIDPOINT - val; } // compute running average fr the amplifier avg = (avg * 0.5) + (val * 0.5); kung (avg> 130) {// nakita ang panginginig! Serial.println ("TAP"); pagkaantala (100); // pagkaantala upang matiyak na ang Serial port ay hindi overloaded}}

Hakbang 5: Lumikha ng isang Ambient Display

Kung ang iyong sensor ay gumagana nang maayos, maaari kang magdagdag ng isang nakapaligid na display upang maipakita ang impormasyon. Ang aking mga LED ay ipinares na ang bawat kulay ay naiilawan ng dalawang LED. Upang magawa ito, ikabit ang 'in' (maikling) tingga ng bawat kulay nang magkasama, at gumamit ng isang resistor na may mababang halaga bago kumonekta sa Arduino. Ikonekta ang lupa (mas mahaba) na lead ng lahat ng LED at ilakip sa ground sa Arduino. Kapag nakakonekta ang mga LED, gamitin ang may hawak ng kandila upang itabi ang display. Dahil ang may hawak ng kandila ay gawa sa aluminyo, baka gusto mong maglagay ng isang insulator tulad ng isang piraso ng plastik, sa ilalim ng lalagyan bago ipasok ang mga LED upang maiwasan ang paggulong ng circuit.

Hakbang 6: Gumamit ng Data ng Sensor upang Humimok ng Display

Inaabot ako ng mga 10 segundo upang mahugasan ang aking mga kamay. Kaya, na-program ko ang display upang magpakita ng berdeng ilaw para sa unang 10 segundo matapos na buksan ang gripo. Pagkatapos ng 10 segundo, i-on ang dilaw na LED. Ang display ay magiging pula kung ang tubig ay mananatili pagkatapos ng 20 segundo, at magsisimulang i-flashing ang pulang ilaw kung ang tapik ay mananatiling tumatakbo sa loob ng 25 segundo o higit pa. Gamitin ang iyong imahinasyon upang lumikha ng mga kahaliling ipinapakita!

Hakbang 7: I-mount ang Sensor at Ipakita Sa isang Water Pipe

Gumamit ng mastic o luwad upang ikabit ang piezo sa gripo, at isa pang layer ng mastic upang ma-secure ang display sa itaas. Maaaring ayusin mo ang iyong threshold amplitude o 'MIDPOINT' mula sa hakbang 4. Ang signal ay maaari ding bahagyang maapektuhan ng temperatura ng tubo.

Hakbang 8: Mga Mungkahi sa Hinaharap

Maaari kang pumili upang himukin ang Arduino mula sa isang baterya. Ipapakita sa iyo ng isang paparating na tutorial kung paano patakbuhin ang display na ito sa pamamagitan ng pagguhit ng kuryente nang direkta mula sa tubig na tumatakbo mismo, o sa pamamagitan ng paggamit ng nakapaligid na enerhiya sa paligid.