Аммиакты анықтау жинағын қалай жасауға болады: 8 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл оқулықта біз аммиак концентрациясын өлшеу үшін аммиак сенсорларын, ардуино мен таңқурайды қалай қолдану керектігін және ауада ағып кету немесе тым жоғары концентрация болған жағдайда ескерту беруді көрсетеміз!

Бұл жоба біздің мектептің жобасы, іс жүзінде біздің мектептің химиялық зертханасы ауадағы аммиак концентрациясының тым жоғары екенін анықтайтын жүйені қажет етті. Зертханада химиялық зертханалық сорғыш бар, ал студенттер химиялық буларды сору үшін сорғыштарды қосу керек. Бірақ егер олар сорғышты қосуды ұмытып кетсе, улы булар зертхана ішінде таралуы мүмкін. Бұл жүйе аммиак (бұл улы газ) сорғыштардың сыртында сезілген жағдайда жауапты мұғалімге ескерту алуға мүмкіндік береді.

1 -қадам: материалдар

Бұл жоба үшін сізге қажет:

- 2 рет аммиак сенсоры MQ-137 (немесе қалағаныңызша)

- 1x Arduino Uno (оның бір сериялық порты бар)

- 1x Genuino Mega 2560 (немесе 2 немесе одан да көп сериялық порты бар басқа тақталар)

- 2x HC-05 Bluetooth модульдері

- 1B Raspberry Pi 3B моделі

- 1В батарея 9В

- Сымдар, кабельдер мен резисторлар

2 -қадам: сенсорлардан деректерді алу

Сенсорлар arduino Uno -ға қосылған.

Бұл қосымшаны іске асыру үшін сенсорға қуат беру керек. Ол үшін 5V және arduino картасының массасы қолданылады. Сонымен қатар, А0 аналогтық кірісі сенсор берген қарсылық мәнін қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, Arduino жұмыс істейді

Өкінішке орай, бұл сенсорлар аммиак концентрациясына пропорционалды сызықтық шығуды қамтамасыз етпейді. Бұл датчиктер концентрацияға байланысты қарсылықты өзгертетін электрохимиялық жасушадан жасалған. Қарсылық концентрациямен бірге жоғарылайды.

Бұл мәселе - олар әр түрлі газды өлшеу үшін жасалған, ал электрохимиялық жасуша біртүрлі әсер етеді. Мысалы, сұйық аммиактың бір үлгісі үшін екі сенсор да әр түрлі шығуды қамтамасыз етеді. Олар сондай -ақ өте баяу.

Қалай болғанда да, сенсор ұсынатын кедергі 0-5В-ке, содан кейін «ppm» -ге (= миллионға шаққандағы бөліктер, газ концентрациясын өлшеудің тиісті бірлігі) түрлендіру қисығы мен оның теңдеуінде келтірілген. бұл сенсорлардың құжаттары.

3 -қадам: Bluetooth арқылы деректерді жіберу

Датчиктерді зертхананың әр түрлі жерлеріне орнату үшін олар 9В батареямен жұмыс істейтін Arduino тақтасына тікелей қосылады. Ал ауадағы аммиак нәтижелерін Rapsberry картасына жеткізу үшін bluetooth модульдері қолданылады. Сенсорлық тақтаға тікелей қосылған бірінші карта құл деп аталады.

Bluetooth модульдерін пайдалану үшін оларды алдымен конфигурациялау қажет. Ол үшін модульдің EN штырын 5В -ке қосыңыз (әр 2 секунд сайын светодиод жыпылықтап тұрғанын көруіңіз керек) және модульдегі түймені басыңыз. Ардуинодағы бос кодты телекодтаңыз және модульдің RX түйреуішін arduino TX істігіне қосыңыз және керісінше. Осыдан кейін, сериялық мониторға кіріп, Baud жиілігін дұрыс таңдаңыз (біз үшін бұл 38400 Br болды) және AT жазыңыз.

Егер сериялық мониторда «Жарайды» көрсетілсе, онда сіз AT режиміне кірдіңіз. Енді сіз модульді қосалқы немесе басты етіп орната аласыз. Сіз төменде AT режиміне арналған барлық командалары бар pdf таба аласыз.

Келесі веб-сайтта Bluetooth модулінің AT режиміндегі қадамдары көрсетілген:

Bluetooth модулінде arduino -ның 4 түйреуіші, кернеу бөлгіші бар 3.3В, жер, TX және RX түйреуіштері қолданылады. TX және RX түйреуіштерін пайдалану деректердің картаның сериялық порты арқылы тасымалданатынын білдіреді.

Bluetooth модулінің RX штыры Arduino TX түйреуішіне жалғанғанын және керісінше екенін ұмытпаңыз.

Bluetooth модульдерінің екі светодиодтары бір -біріне қосылған кезде шамамен 2 секунд сайын 2 рет жыпылықтап тұрғанын көру керек.

Түбіртек те, жіберу коды да бір картада орындалады және осыдан кейін осында бекітіледі.

4 -қадам: Деректерді алу және Raspberry Pi -ге тасымалдау

Жобаның бұл бөлігін arduino мега жасайды.

Бұл карта деректерді қабылдауға арналған bluetooth модуліне және таңқурай pi -ге қосылады. Ол Мастер деп аталады.

Бұл жағдайда bluetooth модулі бір сериялық портты қолданады, ал деректер басқа сериялық портты қолданып таңқурай pi -ге беріледі. Сондықтан бізге 2 немесе одан да көп сериялық порты бар карта қажет.

Код бұрынғыға ұқсас.

5 -қадам: Деректерді тіркеу және ескерту мүмкіндігі

Raspberry pi әр 5 секунд сайын деректерді (мысалы, әр түрлі болуы мүмкін).csv файлына тіркейді және оны sd картаның сыйымдылығына сақтайды.

Сонымен қатар, таңқурай концентрациясы тым жоғары емес екенін тексереді (мысалы, 10 ппм-ден асып кетуі мүмкін) және бұл жағдайда ескерту электрондық поштасын жібереді.

Бірақ таңқурай электрондық поштаны жібермес бұрын, оған кішкене конфигурация қажет. Ол үшін «/etc/ssmtp/ssmtp.conf» файлына кіріп, жеке ақпаратқа сәйкес параметрлерді өзгертіңіз. Мысалды төменде таба аласыз (code_raspberry_conf.py).

Негізгі кодқа (blu_arduino_print.py) қатысты, электрондық байланыс жіберу үшін USB байланыс портымен жұмыс істеу үшін «сериялық» сияқты кейбір кітапханаларды немесе «ssmtp» кітапханасын импорттау қажет.

Кейде Bluetooth арқылы деректерді жіберу кезінде қате болуы мүмкін. Шынында да, таңқурай / n арқылы аяқталған сан болғанда ғана жолды оқи алады. Алайда, таңқурай кейде «\ r / n» немесе жай «\ n» сияқты басқа нәрсені ала алады. Сонымен, бағдарламаның өшіп қалмауы үшін біз «Ex -Except» командасын қолдандық.

Содан кейін бұл «егер» шарттарының жиынтығы.

6 -қадам: Істерді жасау

Қажетті құрал -жабдықтар:

- 220*170*85 мм 1 түйіспе қорап

- 153*110*55 мм 1 түйіспе қорап

- Жасыл эрталон 500*15*15 мм

- 1,5 метрлік электр кабельдері

- 2 Bluetooth модулі

- 1 таңқурай

- 1 Ардуино Мега

- 1 Генуино

- 9В батарея

- 1 Raspberry / Arduino байланыс кабелі

- 2К Ом 2 резистор

- 1К Ом 2 резистор

- Дәнекерлеу машинасы

- Бұрғылау машинасы

- Бұрғылау қондырғылары

- Пышақтарды кесу

- Көрдім

Біз екі электрлік қораптан бастадық, оларда кесу жүргізілді. Біріншіден, датчик/эмитент элементінің іске асуы: жасыл ERTALON -да жасалған Genuino картасын бекітуге арналған екі тірек. Содан кейін, аммиак датчигін қою үшін қақпақты кесу керек болды. Кабельдер сенсордан Genuino картасына қосылды. Осыдан кейін біз bluetooth модулін қорапқа салып, кабельдерді дәнекерлеп, оларды картамен жалғадық. Ақырында, 9В аккумуляторы бар қуат көзі біріктіріліп, сымға қосылды. Сенсор аяқталғаннан кейін біз ресивермен жұмыс жасай бастадық. Бұл үшін біз бұрынғыдай екі электронды картаның тіректерін (таңқурай мен Arduino мега) жасаудан бастадық. Содан кейін біз Raspberry -ден кабельдер мен штепсельдерге арналған слоттарды кесіп тастадық. Bluetooth модулі бұрынғыдай бекітілген. Содан кейін, екі электронды тақтаны желдету үшін және қызып кету қаупін болдырмау үшін қораптың жоғарғы жағында тесіктер бұрғыланды. Бұл қадамды аяқтау үшін барлық кабельдер қосылды және жобаға тек қуат беру мен тексеру қажет.

7 -қадам: жақсартулар

Жақсарту тұрғысынан бірнеше тармақтарды айтуға болады:

- Неғұрлым тиімді сенсорды таңдау. Шынында да, олар ауада аммиактың пайда болуын тез анықтай алмайды. Бұған аммиакпен қаныққаннан кейін, оны жою үшін белгілі бір уақыт қажет екенін қосыңыз.

- Біздің жобаның негізінде көрсетілген Bluetooth модулі бар arduino картасы пайдаланылды. Өкінішке орай, Genuino 101 еуропалық нарықта енді жоқ.

- Концентрацияны үздіксіз білу үшін сенсор орналасқан қораптағы дисплейді біріктіріңіз

- csv файлында сақталған мәліметтерден графиктің автоматты түрде құрылуын қамтамасыз ету.