Kit de sonda química Arduino - Temperatura e condutividade: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Um professor de química com quem trabalho queria permitir que seus alunos construíssem um kit de sensor para testar a condutividade e a temperatura. Pegamos alguns projetos e recursos diferentes e os combinei em um único projeto. Combinamos um projeto de LCD, uma sonda de condutividade e uma sonda de sensor de temperatura.

Na foto está o produto final.

Etapa 1: suprimentos

Você vai precisar de:

• Arduino Uno (usei o Sparkfun Inventors Kit)
• Tábua de pão
• Jumper Wires
• Fios de pinça jacaré
• Resistentes de 10K Ohm (x2)
• Tela de LCD
• Sensor de temperatura (DS18B20)
• Sonda de condutividade (versão DIY na etapa 6)
• Fita isolante
• Ferro de solda
• Solda
• Cortador de fio / descascador
• Alicate

Etapa 2: Diagrama de fiação

Para fazer um plano que os alunos pudessem seguir, aprendi a fazer um diagrama de fiação. Usei o software chamado Fritzing.

Etapa 3: construir o circuito do LCD

Conceitualmente, divido isso em 3 partes; o LCD, o sensor de temperatura e a sonda de condutividade.

Eu construí o circuito LCD seguindo as instruções no Guia do kit Sparkfun Inventor: Circuito # 15. Não vou tentar digitar todas as conexões de pinos (estude o diagrama de circuito).

Mods para o design original:

• Mudei o LCD para a extremidade superior da placa de ensaio para que pudesse economizar espaço na extremidade inferior da placa.
• Girei o trimpot azul 180 * e troquei os fios positivo e negativo para corresponder.

Depois que a fiação foi concluída, carreguei um esboço de teste básico do LCD.

Desde tempos imemoriais, todos os primeiros programas de codificação deveriam ser "OLÁ, MUNDO".

Etapa 4: prepare o sensor de temperatura

A foto mostra os fios desencapados originais. Eles são muito curtos na configuração original.

Passos para tornar as extremidades utilizáveis:

1. Tira a bainha preta um ou dois centímetros a mais
2. Desencape os fios individuais para expor 0,5 polegada de cobre
3. Estanhe o cobre puro para que possam ser inseridos na placa de ensaio

Etapa 5: conecte o sensor de temperatura

O sensor de temperatura tem 3 fios

• Vermelho = Vcc (Positivo)
• Preto = Terra (Negativo)
• Branco = Sinal

Os fios vermelho e preto vão para seus respectivos trilhos positivo e negativo na placa de ensaio. A documentação sobre o sensor de temperatura (no site Sparkfun) é esparsa. Mas muitos dos comentários comentaram que você precisa de um resistor pull-up de 10K Ohm. Após tentativa e erro, descobri que isso estava correto. Este também é um sensor de temperatura digital, portanto, precisa ser conectado aos pinos digitais do Arduino.

Fiação do fio branco

• O fio do sensor branco está conectado à linha 25 na placa de pão (qualquer linha serve)
• Um resistor de 10K Ohm é conectado à linha 25 e ao trilho positivo (este é o resistor pull-up)

• Um fio de jumper branco é conectado à linha 25 e ao pino digital 7 no Arduino.

  Tentei manter meus fios de jumper de sinal brancos para simplificar, mas qualquer cor funcionará

Etapa 6: Sonda de condutividade faça você mesmo

Segui as instruções neste exemplo para construir um sensor de condutividade.

Usando um pedaço de fio de nicromo (adquirido com o professor de química), cortei dois comprimentos iguais de cerca de 6 de comprimento. Dobrei-os como visto nas fotos e colei-os em uma seção de uma caneta Bic (sobra de minha caneta de bolso Perfect) com fita isolante. Com os laços nos fios da sonda, posso usar pinças de crocodilo para conectar a sonda à placa de ensaio.

Alternativas:

Testamos este conceito de sonda de condutividade usando "fio" feito por clipes de papel inflexíveis. Isso nos deu leituras semelhantes e provavelmente usaremos os clipes de papel com os alunos. O fio do clipe de papel provavelmente irá corroer muito mais rápido, mas esses itens são essencialmente consumíveis descartáveis.

Etapa 7: conecte a sonda de condutividade

Novamente, seguimos essas instruções para conectar a sonda à placa de ensaio e ao arduino.

Ligue a sonda:

• Um fio de jumper VERMELHO está conectado ao trilho positivo

  Uma pinça jacaré VERMELHA conecta este fio VERMELHO a um lado da sonda de condutividade

• Um resistor de 10k Ohm está conectado à linha 28 e ao trilho negativo
• Um fio de jumper BRANCO está conectado na linha 28 e no pino analógico A0 no Arduino

• Um fio de jumper PRETO está conectado à linha 28

  Uma pinça jacaré PRETA conecta este fio PRETO ao outro lado da Sonda de Condutividade

Etapa 8: codificação

Mais uma vez, combinei o código dos 3 projetos; LCD, temperatura e condutividade. É bastante simples e o código é bem comentado. Você precisará baixar e instalar algumas bibliotecas extras para que funcione. Você precisará das bibliotecas DallasTemperature e OneWire.