پروژه جانبی: آزمایش کننده خلوص آب: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

این پروژه بخشی از برنامه درسی من در کلاس اصول مهندسی من با خانم برباوی بود. او هر کدام با بودجه ای 50 دلاری به ما تخصیص داد تا با یک پروژه معقول پروژه ای ارائه دهیم ، چیزی که قابل دستیابی است ، اما توانایی های ما را به چالش می کشد.

این پروژه بر اساس این مدل از MakeMagezine.com است. هدایت الکتریکی یک مایع را اندازه گیری می کند و بر اساس رسانایی صدا را پخش می کند. هرچه صدا بلندتر باشد ، آب خالص تر است. این بر اساس مفهوم تقسیم ولتاژ است. هرچه نمونه رسانا تر باشد ، ولتاژ بیشتری به سمت قسمت بالای مدار ، دور از بلندگو کشیده می شود. این امر باعث می شود که بلندگو ولتاژ کمتری را دریافت کرده و میزان صدای تولید شده را کاهش دهد.

آردوینو به عنوان رسانه ای بین مدار و رایانه ای که خوانش ها در آن ضبط می شوند ، عمل می کند. این پروژه با الهام از پروژه ای که اخیراً در کلاسی انجام داده بودم ، آشنا شد. به عنوان یک گام به جلو برای به چالش کشیدن خودم و به کارگیری مفاهیمی که آموخته بودم ، تلاش کردم این پروژه پیچیده تر شود.

تدارکات

1. اتوبوس دوتایی Breadboard

2. آردوینو UNO

3. سیم های جهنده

4. مجموعه تراشه LM741

5. تراشه تایمر 555

6. بلندگوی 2-3 اینچی

7. پتانسیومتر 10 کیلو اهم

8. LED

9. وصله بند ناف ها را با گیره تمساح

10. مقوا (برای ساخت جعبه)

11. پنی (الکترودهای مسی)

مرحله 1: ساختن مدار

اولین قدم ساختن مدار است. مدار مورد استفاده برای این ساخت در ابتدا به دلیل پیچیدگی برای من بسیار دلهره آور بود. قبل از لمس کردن مدار فیزیکی ، بهتر است بتوانید شبیه سازی یا نوعی نقشه برداری از اجزای خود را بر روی یک نان برد مجازی انجام دهید که ایجاد مدار فیزیکی را برای شما آسان تر می کند. برای این منظور از TinkerCAD استفاده کردم. ساده ترین راه برای تجزیه مدار تقسیم آن به 2 بخش اصلی است: قسمت فوقانی در اطراف تراشه LM741 و قسمت پایین در اطراف تایمر 555 و بلندگو. در ابتدا از سیم های بلوز موقت در پروژه استفاده شد زیرا جابجایی و جابجایی آنها آسان بود. این قطعات بعداً در پروژه نهایی با سیم های بلوز مستقیم جایگزین شدند. این امر عیب یابی و پیگیری عناصر موجود در مدار را آسان تر می کند. این مرحله طولانی ترین زمان را به خود اختصاص داد و تقریباً تا پایان پروژه به پایان نرسید.

مرحله 2: تنظیم مدار (تنظیم دقیق)

پس از تکمیل مدار ابتدایی ، هنوز نیاز به تنظیمات دقیق تری است. پتانسیومتر باید کالیبره شود تا صدای تولید شده از بلندگو نه خیلی ضعیف باشد و نه خیلی بلند. همانطور که قبلاً ذکر شد ، این مرحله ای است که سیم های موقت به سیم های دائمی که در مدار نهایی وجود داشت تغییر کرد. این امر به دلیل تعداد زیاد سیم های مورد استفاده ، مدت زیادی طول کشید. سیم های بلندگو نیز بریده شده تا اتصال اسپیکر به تخته نان تا حد امکان کوچک شود. علاوه بر این برای بهبود زیبایی مدار و همچنین کاهش احتمال شکستن مقاومت ها و LED بریده شد.

همچنین برنامه ای برای ادغام سنسور بلندی صدا برای اندازه گیری میزان صدای تولید شده توسط بلندگو وجود داشت. این سنسور در ابتدا به پورت آنالوگ آردوینو متصل می شود. سپس یک برنامه آردوینو برای سنسور برای جمع آوری خوانش ها ایجاد می شود. این ایده بعداً لغو شد زیرا سنسور آنطور که باید کار نمی کرد و با رایانه ای جایگزین شد که از طریق میکروفون خواندن را دریافت می کرد. این ایده آل نیست ، زیرا یک کامپیوتر بزرگ و حجیم است ، اما بهترین گزینه بود.

مرحله 3: مرحله آزمایش

این یکی از حیاتی ترین مراحل زندگی هر پروژه ای است و گاهی اوقات می تواند بسیار آزاردهنده باشد. مشکلات تشخیص نقطه ای در این مدار می تواند بسیار وقت گیر و خسته کننده باشد. در این سناریو استفاده از LED می تواند بسیار مفید باشد. قرار دادن یک led در قطعه روی هر عنصر سری جداگانه می تواند مورد آزمایش قرار گیرد که آیا جریان در آن قسمت از مدار جریان می یابد یا خیر.

این مرحله زمانی بود که بیشتر تغییرات عمده در پروژه انجام شد. تغییراتی مانند وارد کردن ورودی 5 ولت به جای ورودی 9 ولت یکی از تغییراتی بود که در این مرحله ایجاد شد. ورودی 9 ولت باعث ایجاد صدای بسیار بلند از بلندگو می شود. با تغییر قدرت ورودی به 5 ولت از آردوینو ، بسیار بهتر کار کرد.

مرحله 4: جعبه

این بخش از پروژه برای زیبایی شناسی و جمع و جورتر و آسان تر برای رسیدگی بود. این مرحله به هیچ وجه تاثیری بر عملکرد پروژه نداشت. جعبه از مقوا ساخته شده است و قسمت بالایی و یکی از کناره ها برای کشیدن قطعات داخل و خارج با سهولت باز است. این کار با در نظر گرفتن این نکته انجام شد که کابل آردوینو باید بتواند به راحتی به مدار متصل شود. علاوه بر این ، این طراحی باعث می شود مدار از نظر بصری جذاب تر باشد. من باید یک جعبه برش لیزری از چوب می ساختم ، اما به دلیل کووید 19 در کلاس درس وقتم تمام شد.

مرحله 5: اعتبار

این پروژه بدون خانم برباوی که بودجه و مواد لازم برای این پروژه را فراهم کرده بود امکان پذیر نبود. من همچنین از Sven و David که با ارائه راهنمایی های مفید و آموزش نحوه عملکرد برخی از قسمت ها در ساخت پروژه به من کمک کردند ، سپاسگزارم.