Ammonyak Algılama Kitini necə hazırlamaq olar: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Bu təlimatda ammonyak konsentrasiyasını ölçmək və havada bir sızma və ya çox yüksək konsentrasiyası varsa xəbərdarlıq vermək üçün ammonyak sensorlar, arduino və moruqdan necə istifadə edəcəyinizi göstərəcəyik!

Bu layihə bizim məktəb layihəmizdir, əslində məktəbimizin kimyəvi laboratoriyası havada ammonyak konsentrasiyasının çox yüksək olub olmadığını müəyyən etmək üçün bir sistem istəyirdi. Laboratoriyada kimyəvi laboratoriya başlığı var və şagirdlər kimyəvi buxarları emmək üçün bu başlıqları açmalıdırlar. Ancaq başlığı açmağı unutsalar, zəhərli buxarlar laboratoriyanın içərisinə yayıla bilər. Bu sistem, bu başlıqların xaricində ammonyak (bir zəhərli qaz) hiss olunarsa, məsul müəllimə xəbərdarlıq almağa imkan verəcək.

Addım 1: Materiallar

Bu layihə üçün sizə lazım olacaq:

- 2x Ammonyak Sensoru MQ-137 (və ya istədiyiniz qədər)

- 1x Arduino Uno (bir serial portu var)

- 1x Genuino Mega 2560 (və ya 2 və ya daha çox seriyalı portu olan digər lövhələr)

- 2x HC-05 Bluetooth modulu

- 1x Raspberry Pi modeli 3B

- 1x 9V batareya

- Tellər, kabellər və rezistorlar

Addım 2: Sensorlardan Məlumat Alınması

Sensorlar bir arduino Uno ilə əlaqələndirilir.

Bu tətbiqi həyata keçirmək üçün bu sensora güc verilməlidir. Bunun üçün 5V və arduino kartının kütləsi istifadə olunur. Bundan əlavə, analog giriş A0, sensor tərəfindən verilən müqavimət dəyərini bərpa etməyə imkan verir. Üstəlik, Arduino gücə malikdir

Təəssüf ki, bu sensorlar ammonyak konsentrasiyasına mütənasib olaraq xətti bir çıxış təmin etmir. Bu sensorlar konsentrasiyaya bağlı müqaviməti dəyişdirərək elektrokimyəvi bir hüceyrədən hazırlanmışdır. Müqavimət konsentrasiya ilə birlikdə artır.

Bunların əsl problemi, fərqli qaz növlərini ölçmək üçün hazırlanmasıdır və elektrokimyəvi hüceyrə qəribə reaksiya verir. Məsələn, eyni maye ammonyak nümunəsi üçün hər iki sensor fərqli çıxış təmin edir. Həm də olduqca yavaş hərəkət edirlər.

İstənilən halda, sensor tərəfindən verilən müqavimət, bir trend əyrisi istifadə edərək arduino tərəfindən 0-5V-ə, sonra "ppm" -ə (= milyonda bir hissə, qaz konsentrasiyasını ölçmək üçün müvafiq bir vahiddir) çevrilir. bu sensorların sənədləri.

Addım 3: Məlumatların Bluetooth vasitəsilə göndərilməsi

Sensorları laboratoriyanın müxtəlif yerlərində yerləşdirmək üçün birbaşa 9V batareya ilə işləyən Arduino lövhəsinə qoşulur. Havadakı ammonyakın nəticələrini Rapsberry kartına çatdırmaq üçün bluetooth modullarından istifadə olunur. Sensor lövhəsinə birbaşa qoşulan ilk karta qul deyilir.

Bluetooth modullarından istifadə etmək üçün əvvəlcə konfiqurasiya edilməlidir. Bu məqsədlə, modulun EN pinini 5V -ə qoşun (hər 2 saniyədə bir yanıb -sönən lampanı görürsünüz) və moduldakı düyməni basın. Arduino'da boş bir kod yazın və modulun RX pinini arduinonun TX pininə və əksinə bağlayın. Bundan sonra, serial monitoruna daxil olun, düzgün Baud sürətini seçin (bizim üçün 38400 Br idi) və AT yazın.

Serial monitorda "Ok" göstərilirsə, AT rejiminə keçmisiniz. İndi modulu qul və ya Master olaraq təyin edə bilərsiniz. Aşağıda AT rejimi üçün bütün əmrləri olan bir pdf tapa bilərsiniz.

Aşağıdakı veb sayt, bluetooth modulumuz üçün AT rejimində addımları göstərir:

Bluetooth modulu 4 arduino sancağı, 3.3V gərginlik bölücü, torpaq, TX və RX pinlərindən istifadə edir. TX və RX pinlərindən istifadə etmək, məlumatların kartın seriyalı portu ilə ötürüldüyü deməkdir.

Unutmayın ki, bluetooth modulunun pin RX -i Arduinonun TX pininə və əksinə bağlıdır.

Hər iki saniyədə bir bluetooth modulunun hər 2 saniyəsində 2 dəfə yanıb -sönən bir LED görməlisiniz.

Həm qəbz, həm də göndərmə kodu eyni kartda aparılır və sonra bura əlavə olunur.

Addım 4: Məlumat Alınması və Raspberry Pi -yə köçürülməsi

Layihənin bu hissəsi arduino mega tərəfindən həyata keçirilir.

Bu kart, məlumatları qəbul etmək üçün konfiqurasiya edilmiş bluetooth moduluna və moruq pi ilə əlaqələndirilir. Usta adlanır.

Bu vəziyyətdə, bluetooth modulu bir seriyalı portdan istifadə edir və məlumatlar başqa bir portdan istifadə edərək moruq pi -yə ötürülür. Buna görə 2 və ya daha çox serial portu olan bir karta ehtiyacımız var.

Kod demək olar ki, əvvəlki kimidir.

Addım 5: Məlumatların Qeyd edilməsi və Xəbərdarlıq Xüsusiyyəti

Moruq pi məlumatları hər 5 saniyədə (məsələn, dəyişə bilər).csv faylına daxil edəcək və sd kartın tutumunda saxlayacaq.

Eyni zamanda, moruq konsentrasiyanın çox yüksək olmadığını yoxlayır (məsələn, 10 ppm-dən çox dəyişə bilər) və əgər belədirsə, xəbərdarlıq e-poçtu göndərin.

Ancaq moruq e -poçt göndərmədən əvvəl bir az konfiqurasiya lazımdır. Bunun üçün "/etc/ssmtp/ssmtp.conf" faylına daxil olun və şəxsi məlumatlarınızı izləyən parametrləri dəyişdirin. Aşağıda bir nümunə tapa bilərsiniz (code_raspberry_conf.py).

Əsas koda (blu_arduino_print.py) gəldikdə, e -poçt göndərmək üçün USB rabitə portu ilə işləmək üçün "serial" və ya "ssmtp" kitabxanası kimi bəzi kitabxanaları idxal etməlidir.

Bəzən məlumatları Bluetooth ilə göndərərkən səhv ola bilər. Həqiqətən, moruq yalnız bir sətir oxuya bilər / n ilə sona çatdı. Ancaq moruq bəzən "\ r / n" və ya sadəcə "\ n" kimi başqa bir şey ala bilər. Beləliklə, proqramın bağlanmaması üçün Try - Except əmrindən istifadə etdik.

Bundan sonra, yalnız "əgər" şərtlərindən ibarətdir.

Addım 6: Davaların hazırlanması

Lazımi avadanlıq:

- 220*170*85 mm ölçülü 1 keçid qutusu

- 153*110*55 mm -lik 1 keçid qutusu

- Yaşıl ertalon 500*15*15 mm

- 1,5 metr elektrik kabelləri

- 2 bluetooth modulu

- 1 ədəd moruq

- 1 ədəd Arduino Mega

- 1 Genuino

- 9v batareya

- 1 Raspberry / Arduino əlaqə kabeli

- 2K ohm 2 rezistor

- 1K ohm 2 rezistor

- Lehimləmə maşını

- Qazma maşını

- Qazma bitləri

- Kəlbətin kəsilməsi

- Gördüm

Kəsiklərin edildiyi iki elektrik qovşaq qutusundan başladıq. Birincisi, sensor/emitent elementinin reallaşdırılması: yaşıl ERTALON -da hazırlanan Genuino kartını düzəltmək üçün iki dəstək. Sonra, ammonyak sensoru qoymaq və düzəltmək üçün qapağı kəsmək lazım idi. Kabellər sensordan Genuino kartına qoşulub. Bundan sonra bluetooth modulunu qutuya qoyduq, kabelləri lehimlədik və kartla bağladıq. Nəhayət, 9V batareya ilə təchiz edilmiş enerji təchizatı inteqrasiya olundu və kabel çəkildi. Sensor bitdikdən sonra alıcı üzərində işə başlaya bildik. Bunun üçün, əvvəlki kimi, iki elektron kartın (Raspberry və Arduino mega) dəstəklərini düzəltməyə başladıq. Sonra Moruqdan kabellər və fişlər üçün yuvaları kəsdik. Bluetooth modulu əvvəllər olduğu kimi düzəldildi. Daha sonra, iki elektron lövhənin ventilyasiyasını təmin etmək və həddindən artıq istiləşmə riskindən qaçmaq üçün qutunun üstündəki deliklər qazılmışdır. Bu addımı başa çatdırmaq üçün bütün kabellər bağlandı və layihənin yalnız gücə və sınaqdan keçirilməsinə ehtiyacı var.

Addım 7: Təkmilləşdirmələr

Təkmilləşdirmə baxımından bir neçə məqamı xatırlatmaq olar:

- Daha çox performans sensoru seçimi. Həqiqətən, havada ammonyak görünüşünü tez bir zamanda algılamazlar. Bir dəfə ammonyakla doymuş olsanız, ondan qurtulmaq üçün müəyyən bir zamana ehtiyac duyduqlarını da əlavə edin.

- Layihəmizin təməlində göstərildiyi kimi birbaşa Bluetooth modulu olan bir arduino kartı istifadə etdi. Təəssüf ki, Genuino 101 artıq Avropa bazarında yoxdur.

- Sensorun yerləşdiyi qutuya konsentrasiyanı davamlı şəkildə bilmək üçün bir ekranı birləşdirin

- CSV faylında saxlanılan məlumatlardan avtomatik olaraq bir qrafik qurulmasını təmin edin.