Arduino Chemiesonden-Kit - Temperatur und Leitfähigkeit - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Ein Chemielehrer, mit dem ich zusammenarbeite, wollte seinen Schülern erlauben, ein Sensor-Kit zu bauen, um Leitfähigkeit und Temperatur zu testen. Wir haben ein paar verschiedene Projekte und Ressourcen gezogen und ich habe sie zu einem Projekt zusammengefasst. Wir haben ein LCD-Projekt, eine Leitfähigkeitssonde und eine Temperatursensorsonde kombiniert.

Abgebildet ist das Endprodukt.

Schritt 1: Zubehör

Du wirst brauchen:

• Arduino Uno (ich habe das Sparkfun Inventors Kit verwendet)
• Steckbrett
• Überbrückungsdrähte
• Krokodilklemmendrähte
• 10K Ohm Widerstände (x2)
• LCD Bildschirm
• Temperatursensor (DS18B20)
• Leitfähigkeitssonde (DIY-Version in Schritt 6)
• Isolierband
• Lötkolben
• Lot
• Drahtschneider/Abisolierer
• Zange

Schritt 2: Schaltplan

Um einen Plan zu erstellen, dem die Schüler folgen konnten, musste ich lernen, wie man einen Schaltplan erstellt. Ich habe die Software namens Fritzing verwendet.

Schritt 3: Bauen Sie die LCD-Schaltung auf

Konzeptionell habe ich dies in 3 Teile aufgeteilt; das LCD, den Temperatursensor und die Leitfähigkeitssonde.

Ich habe die LCD-Schaltung gebaut, indem ich die Anweisungen im Sparkfun Inventor's Kit Guide befolgt habe: Circuit #15. Ich werde nicht versuchen, alle Pin-Verbindungen abzutippen (studieren Sie den Schaltplan).

Modifikationen zum ursprünglichen Design:

• Ich habe das LCD zum oberen Ende des Steckbretts verschoben, damit ich am unteren Ende des Bretts Platz sparen konnte.
• Ich habe das blaue Trimpoti um 180 * gedreht und die positiven und negativen Drähte entsprechend vertauscht.

Nachdem die Verkabelung abgeschlossen war, habe ich eine grundlegende LCD-Testskizze hochgeladen.

Von jeher sollten alle ersten Programmierprogramme "HALLO WELT" heißen.

Schritt 4: Bereiten Sie den Temperatursensor vor

Das Archivfoto zeigt die ursprünglichen blanken Drähte. Die sind in der Originalkonfiguration zu kurz.

Schritte, um brauchbare Enden zu machen:

1. Ziehen Sie die schwarze Hülle ein oder zwei zusätzliche Zoll ab
2. Isolieren Sie die einzelnen Drähte ab, um 0,5 Zoll Kupfer freizulegen
3. Verzinnen Sie das blanke Kupfer, damit sie in das Steckbrett eingesetzt werden können

Schritt 5: Verdrahten Sie den Temperatursensor

Der Temperatursensor hat 3 Drähte

• Rot = Vcc (positiv)
• Schwarz = Masse (negativ)
• Weiß = Signal

Die roten und schwarzen Drähte gehen in ihre jeweiligen positiven und negativen Schienen auf dem Steckbrett. Die Dokumentation zum Temperatursensor (auf der Sparkfun-Website) ist spärlich. Aber viele der Bewertungen kommentierten, dass Sie einen 10K Ohm Pull-Up-Widerstand benötigen. Nach Versuch und Irrtum habe ich festgestellt, dass dies richtig ist. Dies ist auch ein digitaler Temperatursensor, der an die digitalen Pins des Arduino angeschlossen werden muss.

Verdrahtung des weißen Kabels

• Das weiße Sensorkabel wird in Reihe 25 auf der Brotplatine eingesteckt (jede Reihe ist in Ordnung)
• Ein 10K Ohm Widerstand wird in Reihe 25 und die positive Schiene gesteckt (dies ist der Pull-Up-Widerstand)

• Ein weißes Überbrückungskabel wird in Reihe 25 und Digital Pin 7 des Arduino gesteckt.

  Ich habe versucht, meine Signalüberbrückungsdrähte der Einfachheit halber weiß zu halten, aber jede Farbe funktioniert

Schritt 6: DIY Leitfähigkeitssonde

Ich habe die Anweisungen in diesem Beispiel befolgt, um einen Leitfähigkeitssensor zu bauen.

Mit einem Stück Nichrom-Draht (vom Chemielehrer erworben) schneide ich zwei gleiche Längen von etwa 15 cm Länge. Ich biege sie wie auf den Fotos zu sehen und klebt sie an einen Abschnitt eines Bic-Stifts (Überbleibsel von meinem Perfect Pocket Pen 'ible) mit Isolierband. Mit den Schlaufen an den Sondendrähten kann ich Krokodilklemmen verwenden, um die Sonde mit dem Steckbrett zu verbinden.

Alternativen:

Wir haben dieses Leitfähigkeitssondenkonzept mit "Draht" getestet, der aus ungebogenen Büroklammern hergestellt wurde. Das hat uns ähnliche Ergebnisse gebracht und wir werden die Büroklammern höchstwahrscheinlich bei den Schülern verwenden. Der Büroklammerdraht wird wahrscheinlich viel schneller korrodieren, aber das sind im Wesentlichen Wegwerf-Verbrauchsmaterialien.

Schritt 7: Verdrahten Sie die Leitfähigkeitssonde

Wieder folgten wir diesen Anweisungen, um die Sonde in das Steckbrett und das Arduino zu verdrahten.

Verdrahten Sie die Sonde:

• Ein ROTES Überbrückungskabel wird in die positive Schiene gesteckt

  Eine ROTE Krokodilklemme verbindet dieses ROTE Kabel mit einer Seite der Leitfähigkeitssonde

• Ein 10k Ohm Widerstand wird in Reihe 28 und die negative Schiene eingesteckt
• Ein WEISSES Überbrückungskabel wird in Reihe 28 und Analog Pin A0 auf dem Arduino gesteckt

• Ein SCHWARZER Überbrückungsdraht wird in Reihe 28 gesteckt

  Eine SCHWARZE Krokodilklemme verbindet dieses SCHWARZE Kabel mit der anderen Seite der Leitfähigkeitssonde

Schritt 8: Codierung

Auch hier habe ich den Code aus den 3 Projekten kombiniert; LCD, Temperatur und Leitfähigkeit. Es ist ziemlich einfach und der Code ist gut kommentiert. Sie müssen einige zusätzliche Bibliotheken herunterladen und installieren, damit es funktioniert. Sie benötigen die Bibliotheken DallasTemperature und OneWire.