Сензор за нисък разход на вода и околен дисплей: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Водата е ценен ресурс. Милиони хора нямат достъп до чиста питейна вода, а 4000 деца умират от замърсени с вода болести всеки ден. И все пак продължаваме да губим ресурсите си. Основната цел на този проект е да се мотивира по -устойчиво поведение при използване на водата и да се повиши осведомеността относно глобалните проблеми с водата. Това е инструкция за това как грубо да се открие водният поток в тръба и да се задейства външен дисплей. Използвам пиезо преобразувател, някои светодиоди и arduino. Устройството е груб прототип на това, което в крайна сметка ще се превърне в убедителна технология, която мотивира устойчивото поведение и повишава осведомеността относно използването на вода. Това е проект на Стейси Кузнецов и Ерик Паулос в лабораторията за жизнени среди, в Института за взаимодействие между човешките компютри и университета Карнеги Мелън. Произведено от Стейси Кузнецовстас@cs.cmu.eduhttps://staceyk.orgEric [email protected]:// www. paulos.net/Living Environments Labhttps://www.living-environments.net Видеоклипът по-долу илюстрира предишна версия на този проект, където вместо пиезо елемент се използва микрофон за откриване на воден поток. Ще постигнете по -добра производителност, когато използвате пиезо преобразувател, така че тази инструкция подробно описва пиезо подхода. Специални благодарности на Бриам Лим, Брайън Пендълтън, Крис Харисън и Стюарт Андерсън за помощ с идеи и дизайн на този проект!

Стъпка 1: Съберете материали

Ще ви трябват:- Платка- Микроконтролер (използвах Arduino)- Мастика- Пиезо преобразувател (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- Няколко светодиода (използвах 2 жълти, 2 червени, 2 зелени)- Поставка за свещ или контейнер с подобен размер- Тел- 1 Mohm (или друга голяма стойност) резистор- 4,7K резистори (3)- 1K резистори (1)- резистори с ниска стойност (за светодиодите)- Подрязващи проводници- Джъмперни проводници- Мастик- усилвател (LM613)

Стъпка 2: Изградете веригата

Веригата се състои от усилвател за увеличаване на сигнала от пиезото и делител на напрежение за повдигане на базовото напрежение. Между двата входа има резистор с висока стойност, образуващ пиезо, който действа като издърпващ резистор за сигнала.

Стъпка 3: Тествайте веригата

Прикрепете пиезото към веригата и свържете arduino. Делителят на напрежението задава базовото напрежение на 2.5V, така че базовите показания за сигнала трябва да са около 512 на аналоговия щифт на Arduino (по средата между 0 и 1023). Моят се колебае +/- 30 около 520. Може да видите някои колебания около това число.

Стъпка 4: Калибрирайте сензора си, за да откриете вибрации

Когато кранът е включен, вибрациите на тръбата ще накарат пиезото да генерира колебаещ се ток. Тъй като четенето на базата се стеснява около 520, можете да изчислите амплитуда около това число, за да откриете вибрации. Моят праг е зададен на 130, но можете да увеличите или намалите това в зависимост от видовете вибрации, които искате да усетите и чувствителността на конкретното ви пиезо парче. За да тествате сигнала, използвайте мастика, за да прикрепите пиезо към равна повърхност. Опитайте да почукате или надраскате повърхността на различни места и с различен интензитет, за да видите какъв вид показания получавате на Arduino. За да намалите шума, препоръчвам да изчислите плъзгаща се средна стойност на входа. Това е груб начин за определяне на амплитудата на вълната, който избягва фалшивите положителни резултати поради случаен статичен ток. Могат да се използват и по -усъвършенствани методи като FFT.// Примерен сензор Codeint = 2; // Аналогов inint val = 0; // Текущо отчитане за аналогов pinint avg; // Средна стойност на амплитудата на вълната MIDPOINT = 520; // Основна настройка за отчитане на отклонения () {Serial.begin (9600); avg = MIDPOINT; // задаване на средна стойност в средата} void loop () {val = analogRead (сензор); // Изчисляване на амплитурата на вълната if (val> MIDPOINT) {val = val - MIDPOINT; } else {val = MIDPOINT - val; } // изчислява средна стойност fr на амплитудата avg = (avg * 0.5) + (val * 0.5); if (avg> 130) {// открита вибрация! Serial.println ("TAP"); забавяне (100); // забавяне, за да се гарантира, че серийният порт не е претоварен}}

Стъпка 5: Създайте околен дисплей

Ако вашият сензор работи правилно, можете да добавите околен дисплей, който да показва информацията. За да направите това, свържете „входящия“(къс) проводник на всеки цвят заедно и използвайте резистор с ниска стойност, преди да се свържете с Arduino. Свържете заземяващия (по-дълъг) проводник на всички светодиоди и го свържете към земята на Arduino. След като светодиодите са свързани, използвайте свещника, за да поставите дисплея. Тъй като свещникът е изработен от алуминий, може да искате да поставите изолатор като парче пластмаса на дъното на контейнера, преди да поставите светодиодите, за да предотвратите късо съединение на веригата.

Стъпка 6: Използвайте сензорни данни, за да управлявате дисплея

Измиването на ръцете ми отнема около 10 секунди. По този начин аз съм програмирал дисплея да показва зелена светлина през първите 10 секунди след включване на крана. След 10 секунди жълтият светодиод се включва. Дисплеят става червен, ако водата остане включена след 20 секунди, и започва да мига червената светлина, ако кранът продължава да работи 25 секунди или повече. Използвайте въображението си, за да създадете алтернативни дисплеи!

Стъпка 7: Монтирайте сензора и дисплея към водопровод

Използвайте мастика или глина, за да прикрепите пиезото към крана, и друг слой мастика, за да фиксирате дисплея отгоре. Може да се наложи да регулирате праговата си амплитуда или „MIDPOINT“от стъпка 4. Сигналът може също да бъде леко повлиян от температурата на тръбата.

Стъпка 8: Бъдещи предложения

Можете да изберете да изгоните Arduino от батерия. Предстоящ урок ще ви покаже как да управлявате този дисплей, като черпите енергия директно от самата течаща вода или като използвате околната светлина на околната светлина!