Sistema de monitoramento de água (Arduino Uno) WIP: 9 etapas

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

Este sistema serve como minha iteração de um dispositivo de monitoramento de água de baixo custo em um formato pequeno. A inspiração para este projeto derivou de um evento da Olimpíada da Ciência chamado Qualidade da Água. O que inicialmente era apenas um medidor de salinidade, evoluiu para esse sistema que detecta a temperatura, o pH e a turbidez de qualquer fonte de água.

Etapa 1: os materiais

Aqui está o que você precisa para concluir este projeto.

Lista de Peças

• Arduino Uno
• Programa Arduino
• Tábua de pão
• Caixa de papelão
• Programa Fritzing
• Tubo termorretrátil
• Jumper Wires
• Módulo GPS
• Módulo LCD
• Módulo de cartão SD
• sensor de pH
• Sonda de Temperatura
• Sensor de Turbidez

Lista de Ferramentas

• Adesivo
• Pistola de calor
• Tesoura
• Solda
• Ferro de solda
• Fita
• Decapantes de arame

Etapa 2: Configurando a caixa

Este monitor é muito leve e versátil em formato. Comece encontrando um chassi para armazenar toda a engenhoca (pelo menos # polegadas cúbicas) e cortando os orifícios necessários (retângulo de 1 # x # polegada e círculo de diâmetro de 1 # polegada) para que o Módulo LCD e os sensores funcionem corretamente. No meu exemplo, modifiquei uma caixa de papelão para o meu chassi.

Resumo

1. Encontre um contêiner para armazenar o sistema que tenha pelo menos (# x # x # polegadas)
2. Corte 2 orifícios (retângulo de # x # polegada e círculo de diâmetro de # polegada)

Etapa 3: Configurando o Arduino e o breadboard

Após o chassi ter sido selecionado e modificado corretamente, conecte os orifícios do Arduino 5V e GND com fios de jumper às linhas de barramento + e - (os orifícios ao longo da linha vermelha longa para + e os orifícios ao longo da linha azul para -). Agora, a placa de ensaio será ligada quando o Arduino estiver ligado e esta será a base para o resto dos componentes.

Resumo

Conecte os orifícios do Arduino 5V e GND às linhas de barramento + e - que você usará na placa de pão

Etapa 4: Conectando os sensores

Todos os três sensores neste projeto usam um design de 3 fios, com o fio vermelho conectado à alimentação, o preto ao aterramento e o amarelo / azul conectado a seus respectivos pinos de entrada. O fio de entrada do sensor de temperatura se conecta a #, o fio de entrada do sensor de pH a # e a entrada de turbidez a #. Se necessário, use um ferro de solda e solda para criar uma conexão sólida e um tubo termorretrátil para aumentar a integridade estrutural da conexão.

Resumo

1. Conecte os sensores à placa de ensaio, vermelho à linha do barramento +, preto à linha do barramento - e amarelo / azul aos slots de entrada corretos no Arduino.
2. Slot de temperatura: ??, Slot de pH: ??, Slot de turbidez: ??
3. Solde os fios e use tubos termorretráteis para construir uma conexão melhor com a placa de ensaio.

Etapa 5: Conectando os Módulos

Todos os módulos neste projeto têm diferentes tipos de conexões e, portanto, interfaces com o Arduino de uma maneira diferente. SDA vai para A4 e SCL vai para A5 para o LCD. RXD vai para o pino digital 6 e TXD vai para o pino digital 7 para o GPS. CS vai para o pino digital 4, SCR vai para o pino digital 13, MISO vai para o pino digital 12 e MOSI vai para o pino digital 11 para o módulo de cartão SD. Para todos os módulos, o VCC se conecta à alimentação e o GND vai ao aterramento. Se necessário, ferro de solda e solda devem ser usados para conectar os fios aos módulos para garantir uma conexão sólida.

Resumo

1. Conecte todas as linhas VCC do módulo à linha de barramento + e as linhas GND à linha de barramento.
2. Conecte o SDA ao A4 e o SCL ao A5 para o Módulo LCD.
3. Conecte o RXD ao pino digital 6 e o TXD ao pino digital 7 do Módulo GPS.
4. Conecte CS ao pino digital 4, SCR ao pino digital 13, MISO ao pino digital 12 e MOSI ao pino digital 11 para o Módulo de Cartão SD.

Etapa 6: Juntando o Hardware

Com a fiação entre todos os módulos e sensores completos, agora você pode colocar o Arduino e os componentes no chassi. A organização não importa, contanto que o LCD tenha acesso ao recorte retângulo da Etapa 1 e os sensores possam passar pelo recorte do orifício da Etapa 1.

Resumo

Coloque os componentes em seu chassi da Etapa 1, certificando-se de que os sensores tenham acesso ao recorte do círculo e o LCD tenha acesso ao recorte do retângulo

Etapa 7: enviando o código

O código é a parte mais integrante de todo o sistema, que informa ao Arduino como gerenciar os sinais e convertê-los em leituras que podem ser exibidas e armazenadas. Abaixo, mostrei uma imagem anotada do código que tentará explicar cada parte e seu propósito. Você pode simplesmente copiar e colar este código no programa Arduino e usando o cabo USB que se conecta ao Arduino Uno, carregue-o no microcontrolador.

Resumo

Copie e cole o código (modifique, se desejar) no programa Arduino e faça upload para a placa Arduino Uno

Etapa 8: Concluindo toques e extensões

Com o dispositivo concluído, todas as leituras dos sensores serão armazenadas no cartão SD que é inserido no módulo de cartão SD com um determinado formato. Esses dados podem então ser compilados em um mapa do Google, conforme mostrado pelo link abaixo, para melhor representar graficamente a demografia da água na área local.

drive.google.com/open?id=115okKUld8k8akZKj…

Resumo

Colete e documente os dados do dispositivo da maneira que você escolher

Etapa 9: Conclusão

O sistema agora está completo e agora medirá a temperatura, turbidez e pH de qualquer fonte de água.

Existem inúmeras outras possibilidades do que pode ser feito com este sistema de monitoramento de água que estão apenas esperando para serem exploradas. Seria interessante ver como você decide usar este projeto para atingir seus próprios objetivos.