طقم مسبار الكيمياء Arduino - درجة الحرارة والتوصيل: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

أراد مدرس كيمياء أعمل معه السماح لطلابه ببناء مجموعة أدوات استشعار لاختبار التوصيلية ودرجة الحرارة. لقد قمنا بسحب بعض المشاريع والموارد المختلفة وقمت بدمجها في مشروع واحد. لقد قمنا بدمج مشروع LCD ، ومسبار التوصيلية ، ومسبار مستشعر درجة الحرارة.

الصورة هي المنتج النهائي.

الخطوة 1: المستلزمات

سوف تحتاج:

• Arduino Uno (لقد استخدمت Sparkfun Inventors Kit)
• اللوح
• أسلاك العبور
• أسلاك مقطع التمساح
• 10 كيلو أوم المقاومون (x2)
• عرض شاشات الكريستال السائل
• مستشعر درجة الحرارة (DS18B20)
• مسبار الموصلية (نسخة DIY في الخطوة 6)
• شريط كهربائي
• لحام حديد
• جندى
• قاطع أسلاك / متجرد
• كماشة

الخطوة 2: مخطط الأسلاك

لوضع خطة يمكن للطلاب اتباعها ، تعلمت كيفية عمل مخطط الأسلاك. لقد استخدمت البرنامج المسمى Fritzing.

الخطوة 3: بناء دائرة LCD

من الناحية المفاهيمية ، قمت بتقسيم هذا إلى 3 أجزاء ؛ شاشة LCD ومستشعر درجة الحرارة ومسبار التوصيل.

لقد قمت ببناء دائرة LCD باتباع التعليمات الواردة في دليل مجموعة Sparkfun Inventor's Kit: الدائرة رقم 15. لن أحاول كتابة جميع وصلات الدبوس (دراسة مخطط الدائرة).

تعديل على التصميم الأصلي:

• لقد قمت بتحويل شاشة LCD إلى الطرف العلوي من اللوح حتى أتمكن من توفير مساحة في الطرف السفلي من اللوحة.
• لقد قمت بتدوير أداة القطع الزرقاء 180 * وقمت بتبديل الأسلاك الموجبة والسالبة للتوافق.

بعد اكتمال الأسلاك ، قمت بتحميل رسم اختبار LCD أساسي.

منذ زمن سحيق ، يجب أن تكون جميع برامج الترميز الأولى "HELLO WORLD".

الخطوة 4: قم بإعداد مستشعر درجة الحرارة

تظهر صورة المخزون الأسلاك العارية الأصلية. هي أقصر من اللازم في التكوين الأصلي.

خطوات لجعل نهايات قابلة للاستخدام:

1. تجريد الغمد الأسود بوصة أو اثنتين إضافيتين
2. قم بفصل الأسلاك الفردية لفضح 0.5 بوصة من النحاس
3. قم بقص النحاس العاري بحيث يمكن إدخاله في لوح التجارب

الخطوة 5: قم بتوصيل مستشعر درجة الحرارة

يحتوي مستشعر درجة الحرارة على 3 أسلاك

• أحمر = Vcc (إيجابي)
• أسود = أرضي (سلبي)
• أبيض = إشارة

تدخل الأسلاك الحمراء والسوداء في القضبان الإيجابية والسلبية الخاصة بها على اللوح. الوثائق الموجودة على مستشعر درجة الحرارة (على موقع Sparkfun) قليلة. لكن العديد من المراجعات علقت على أنك بحاجة إلى مقاوم سحب 10 كيلو أوم. بعد التجربة والخطأ اكتشفت أن هذا صحيح. هذا أيضًا مستشعر درجة حرارة رقمي ، لذلك يحتاج إلى توصيل المسامير الرقمية الموجودة في Arduino.

توصيل الأسلاك البيضاء

• سلك المستشعر الأبيض متصل بالصف 25 على لوح الخبز (أي صف مناسب)
• يتم توصيل المقاوم 10K أوم في الصف 25 والقضيب الموجب (هذا هو المقاوم للسحب)

• تم توصيل سلك توصيل أبيض في الصف 25 و Digital Pin 7 في Arduino.

  حاولت الاحتفاظ بأسلاك توصيل الإشارة بيضاء من أجل البساطة ، ولكن أي لون سيعمل

الخطوة 6: مسبار التوصيل DIY

لقد اتبعت التعليمات الواردة في هذا المثال لبناء مستشعر التوصيل.

باستخدام قطعة من سلك نيتشروم (تم الحصول عليها من مدرس الكيمياء) ، قمت بقص طولين متساويين بطول 6 بوصات تقريبًا. ثنيهما كما هو موضح في الصور وقمت بتسجيلهما في قسم بقلم Bic (بقايا من قلم الجيب المثالي)) بشريط كهربائي. باستخدام الحلقات الموجودة على أسلاك المجس ، يمكنني استخدام مشابك التمساح لتوصيل المسبار بلوح التجارب.

البدائل:

اختبرنا مفهوم مسبار الموصلية هذا باستخدام "سلك" مصنوع من مشابك ورقية غير قابلة للانثناء. أعطانا ذلك قراءات متشابهة وسنستخدم الدبابيس الورقية على الأرجح مع الطلاب. من المحتمل أن يتآكل سلك مشبك الورق بشكل أسرع بكثير ، ولكنه في الأساس مواد استهلاكية يمكن التخلص منها.

الخطوة 7: قم بتوصيل مسبار التوصيل

مرة أخرى ، اتبعنا هذه التعليمات لتوصيل المسبار بلوح التجارب واردوينو.

سلك المسبار:

• يتم توصيل سلك توصيل أحمر في السكة الموجبة

  يربط مقطع التمساح الأحمر هذا السلك الأحمر بجانب واحد من مسبار التوصيل

• تم توصيل مقاومة 10 كيلو أوم في الصف 28 والسكك الحديدية السلبية
• تم توصيل سلك توصيل WHITE في الصف 28 والرقم التناظري A0 في Arduino

• تم توصيل سلك توصيل أسود في الصف 28

  يربط مقطع التمساح الأسود هذا السلك الأسود بالجانب الآخر من مسبار التوصيل

الخطوة 8: البرمجة

مرة أخرى ، قمت بدمج الكود من المشاريع الثلاثة ؛ شاشات الكريستال السائل ودرجة الحرارة والموصلية. إنه مستقيم إلى حد ما ويتم التعليق على الكود جيدًا. ستحتاج إلى تنزيل بعض المكتبات الإضافية وتثبيتها حتى تعمل. ستحتاج إلى مكتبات DallasTemperature و OneWire.