- Što je zamućenost u tekućini?
- Kako izmjeriti zamućenost pomoću Arduina?
- Komponente potrebne za izradu mjerača zamućenosti
- Pregled senzora zamućenosti
- Ključne značajke modula zamućenja
- Povezivanje senzora zamućenja s Arduinom - dijagram kruga
- Programiranje Arduina za mjerenje zamućenosti u vodi
Kada je riječ o tekućinama, zamućenost je važan pojam. Budući da igra važnu ulogu u dinamici tekućina, a koristi se i za mjerenje kvalitete vode. Dakle, u ovom uputstvu, razgovarajmo što je zamućenost, kako izmjeriti zamućenost tekućine pomoću Arduina. Ako ovaj projekt želite nastaviti dalje, možete razmisliti i o povezivanju pH metra s Arduinom, a također možete pročitati pH vrijednost vode kako biste bolje procijenili kvalitetu vode. Prethodno smo također izgradili uređaj za praćenje kvalitete vode zasnovan na IoT-u pomoću ESP8266, to također možete provjeriti ako vas zanima. To je rečeno, krenimo
Što je zamućenost u tekućini?
Zamućenost je stupanj ili razina zamućenosti ili maglovitosti tekućine. To se događa zbog prisutnosti velikog broja nevidljivih čestica (golim okom) sličnih bijelom dimu u zraku. Kad svjetlost prolazi kroz tekućine, svjetlosni se valovi raspršuju zbog prisutnosti ovih sitnih čestica. Zamućenost tekućine izravno je proporcionalna slobodnim suspendiranim česticama, odnosno ako se broj čestica povećava zamućenost će se također povećati.
Kako izmjeriti zamućenost pomoću Arduina?
Kao što sam ranije spomenuo, zamućenost se događa zbog raspršenja svjetlosnih valova, da bismo mjerili zamućenost, trebali bismo izmjeriti rasipanje svjetlosti. Zamućenost se obično mjeri u nefelometrijskim jedinicama zamućenja (NTU) ili Jacksonovoj jedinici zamućenja (JTLJ), ovisno o metodi koja se koristi za mjerenje. Dvije su jedinice približno jednake.
Sada da vidimo kako radi senzor zamućenosti, ima dva dijela, odašiljač i prijemnik. Odašiljač se sastoji od izvora svjetlosti koji je obično led i pogonskog kruga. Na kraju prijemnika nalazi se detektor svjetlosti poput fotodiode ili LDR-a. Rješenje postavljamo između odašiljača i prijemnika.
Odašiljač jednostavno prenosi svjetlost, da svjetlosni valovi prolaze kroz otopinu, a prijemnik prima svjetlost. Obično (bez prisutnosti otopine) propušteno svjetlo u potpunosti prima na strani prijemnika. Ali u prisutnosti mutne otopine, količina propuštene svjetlosti vrlo je mala. To je na strani prijemnika, dobivamo samo svjetlost niskog intenziteta i taj je intenzitet obrnuto proporcionalan zamućenosti. Tako zamućenost možemo izmjeriti mjerenjem intenziteta svjetlosti ako je intenzitet svjetlosti visok, otopina je manje zamućena, a ako je jakost svjetlosti vrlo mala, to znači da je otopina mutnija.
Komponente potrebne za izradu mjerača zamućenosti
- Modul zamućenja
- Arduino
- LCD 16 * 2 I2C
- Uobičajena katodna RGB LED
- Breadboard
- Žice kratkospojnika
Pregled senzora zamućenosti
Senzor zamućenja koji se koristi u ovom projektu prikazan je u nastavku.
Kao što vidite, ovaj modul senzora zamućenja dolazi s 3 dijela. Vodootporni kabel, strujni krug i spojna žica. Ispitna sonda sastoji se i od odašiljača i prijemnika.
Gornja slika prikazuje, ovaj tip modula koristi IR diodu kao izvor svjetlosti, a IR prijemnik kao detektor. Ali princip rada je isti kao i prije. Dio pogonskog sklopa (prikazan u nastavku) sastoji se od opcijskog pojačala i nekih komponenata koje pojačavaju otkriveni svjetlosni signal.
Stvarni senzor može se povezati s ovim modulom pomoću JST XH konektora. Ima tri pina, VCC, uzemljenje i izlaz. Vcc se spaja na 5v i uzemljenje. Izlaz ovog modula je analogna vrijednost koja se mijenja u skladu s intenzitetom svjetlosti.
Ključne značajke modula zamućenja
- Radni napon: 5VDC.
- Struja: 30mA (MAX).
- Radna temperatura: -30 ° C do 80 ° C.
- Kompatibilan s Arduinom, Raspberry Pi, AVR, PIC itd.
Povezivanje senzora zamućenja s Arduinom - dijagram kruga
Kompletna shema spajanja senzora zamućenja na Arduino prikazana je u nastavku, sklop je dizajniran pomoću EasyEDA-e.
Ovo je vrlo jednostavan dijagram. Izlaz senzora zamućenosti je analogan, tako da je spojen na Arduinov A0 pin, I2C LCD povezan na I2C pinove Arduina koji je SCL na A5 i SDA na A4. Zatim se RGB LED spojio na digitalni pin D2, D3 i D4. Nakon završetka povezivanja, moje postavljanje hardvera izgleda ovako u nastavku.
Spojite VCC senzora na Arduino 5v, a zatim spojite masu na masu. Izlazni pin senzora na analogni 0 Arduino. Zatim spojite VCC i masu LCD modula na 5v i masu Arduina. Zatim SDA na A4 i SCL na A5, ove dvije pinove su I2C pinovi Arduina. napokon spaja masu RGB LED-a s masom Arduina i spaja zelenu na D3, plavu na D4, a crvenu na D5.
Programiranje Arduina za mjerenje zamućenosti u vodi
Plan je prikazati vrijednosti zamućenosti od 0 do 100. To je mjerač koji treba prikazati 0 za čistu tekućinu i 100 za vrlo zamućene. Ovaj Arduino kôd također je vrlo jednostavan, a cjelovit kôd možete pronaći na dnu ove stranice.
Prvo, uključio sam knjižnicu tekućih kristala I2C, jer koristimo I2C LCD kako bismo smanjili veze.
# uključuju
Zatim postavim cijeli broj za ulaz senzora.
int sensorPin = A0;
U odjeljku za postavljanje definirao sam pribadače.
pinMode (3, IZLAZ); pinMode (4, IZLAZ); pinMode (5, IZLAZ);
Kao što sam ranije spomenuo u odjeljku petlje, izlaz senzora je analogna vrijednost. Dakle, moramo pročitati te vrijednosti. Uz pomoć funkcije Arduino AnalogRead možemo pročitati izlazne vrijednosti u odjeljku petlje.
int sensorValue = analogRead (sensorPin);
Prvo, moramo razumjeti ponašanje našeg senzora, što znači da moramo očitati minimalnu vrijednost i maksimalnu vrijednost senzora zamućenja. tu vrijednost možemo pročitati na serijskom monitoru pomoću funkcije serial.println .
Da biste dobili ove vrijednosti, prvo slobodno pročitajte senzor koji nema rješenja. Dobio sam vrijednost oko 640 i nakon toga, smjestite crnu supstancu između odašiljača i prijemnika, dobit ćemo vrijednost koja je minimalna vrijednost, obično je ta vrijednost nula. Tako smo dobili 640 kao maksimum, a nulu kao minimum. Sada ove vrijednosti moramo pretvoriti u 0-100
Za to sam koristio funkciju karte Arduina.
int zamućenost = mapa (sensorValue, 0,640, 100, 0);
Tada sam te vrijednosti prikazao na LCD zaslonu.
lcd.setCursor (0, 0); lcd.print ("zamućenost:"); lcd.print (""); lcd.setCursor (10, 0); lcd.ispis (zamućenost);
Nakon toga, uz pomoć if uvjeta, dao sam drugačije uvjete.
if (zamućenost <20) { digitalWrite (2, HIGH); digitalWrite (3, LOW); digitalWrite (4, LOW); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("CLEAR"); }
Ovo će se aktivirati zeleno i na LCD-u će se prikazati "jasno" ako je vrijednost zamućenja ispod 20.
if ((zamućenost> 20) && (zamućenost <50)) { digitalWrite (2, LOW); digitalWrite (3, VISOKO); digitalWrite (4, LOW); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("njegov OBLAK"); }
To će aktivirati plavo svjetlo i prikazati "oblačno" na LCD-u ako je vrijednost zamućenosti između 20 i 50.
if ((zamućenost> 50) { digitalWrite (2, LOW); digitalWrite (3, HIGH); digitalWrite (4, LOW); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("its DIRTY"); }
To će aktivirati crvenu led diodu i na LCD-u će se prikazati "prljavo je" ako je vrijednost zamućenja veća od 50, kao što je prikazano u nastavku.
Samo slijedite shemu spojeva i prenesite kod, ako sve bude ispravno, trebali biste moći izmjeriti zamućenost vode, a LCD bi trebao prikazati kvalitetu vode kao što je gore prikazano.
Imajte na umu da ovaj mjerač zamućenosti prikazuje postotak zamućenja i možda nije točna industrijska vrijednost, ali ipak se može koristiti za usporedbu kakvoće vode dvije vode. Kompletni rad ovog projekta nalazi se u videozapisu ispod. Nadamo se da vam se svidio tutorial i naučili nešto korisno ako imate pitanja, možete ih ostaviti u odjeljku za komentare u nastavku ili koristiti forume CircuitDigest za postavljanje tehničkih pitanja ili započeti relevantnu raspravu.