Water Monitoring Systeem (Arduino Uno) WIP - Ajarnpa

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-23 15:01

Dit systeem dient als mijn iteratie van een goedkoop waterbewakingsapparaat in een kleine vormfactor. Inspiratie voor dit ontwerp is ontleend aan een Science Olympiade-evenement genaamd Water Quality. Wat aanvankelijk slechts een zoutgehaltemeter was, evolueerde naar dit systeem dat de temperatuur, pH en troebelheid van elke waterbron detecteert.

Stap 1: De materialen

Dit is wat je nodig hebt om dit project te voltooien.

Onderdelen lijst

• Arduino Uno
• Arduino-programma
• Breadboard
• Kartonnen doos
• Fritzing-programma
• Krimpkous
• Doorverbindingsdraden
• GPS-module
• LCD-module
• SD-kaartmodule
• pH-sensor
• Temperatuursonde
• Troebelheidssensor

Lijst met tools

• Zelfklevend
• Hitte geweer
• Schaar
• Soldeer
• Soldeerbout
• Plakband
• Draadstrippers

Stap 2: De box instellen

Deze monitor is zeer licht van gewicht en veelzijdig qua vormfactor. Begin met het vinden van een chassis om het hele apparaat op te slaan (minstens # kubieke inch) en snij de nodige gaten uit (1 # x # inch rechthoek en 1 # inch diameter cirkel) zodat de LCD-module en de sensoren goed kunnen functioneren. In mijn voorbeeld heb ik een kartonnen doos voor mijn chassis aangepast.

Samenvatting

1. Zoek een container om het systeem op te slaan dat ten minste (# x # x # inch)
2. Knip 2 gaten uit (# x # inch rechthoek en # inch diameter cirkel)

Stap 3: Arduino & Breadboard instellen

Nadat het chassis is geselecteerd en correct is aangepast, sluit u de Arduino 5V- en GND-gaten met jumperdraden aan op de + en - buslijnen (de gaten langs de lange rode lijn voor + en de gaten langs de blauwe lijn voor -). Nu wordt het breadboard van stroom voorzien wanneer de Arduino aan staat en dit zal de basis vormen voor de rest van de componenten.

Samenvatting

Sluit de Arduino 5V- en GND-gaten aan op de + en - buslijnen die u op het breadboard gaat gebruiken

Stap 4: De sensoren koppelen

Alle drie de sensoren in dit project gebruiken een 3-draads ontwerp, waarbij de rode draad wordt aangesloten op de voeding, de zwarte op aarde en de geel/blauwe op hun respectieve ingangspen. De ingangsdraad van de temperatuursensor wordt aangesloten op #, de ingangsdraad van de pH-sensor op # en de troebelheidsingang op #. Gebruik indien nodig een soldeerbout en soldeer om een solide verbinding te maken en krimpkous om de structurele integriteit van de verbinding te vergroten.

Samenvatting

1. Sluit de sensoren aan op het breadboard, rood op de + bus lijn, zwart op de - bus lijn, en geel/blauw op de juiste input slots op de Arduino.
2. Temperatuurslot: ??, pH-slot: ??, Troebelheidsslot: ??
3. Soldeer draden aan elkaar en gebruik krimpkousen om een betere verbinding met breadboard te maken.

Stap 5: De modules aansluiten

Alle modules in dit project hebben verschillende soorten verbindingen en communiceren daarom op een andere manier met de Arduino. SDA gaat naar A4 en SCL gaat naar A5 voor het LCD-scherm. RXD gaat naar digitale pin 6 en TXD gaat naar digitale pin 7 voor de GPS. CS gaat naar digitale pin 4, SCR gaat naar digitale pin 13, MISO gaat naar digitale pin 12 en MOSI gaat naar digitale pin 11 voor de SD-kaartmodule. Voor alle modules wordt VCC aangesloten op de voeding en gaat GND naar aarde. Indien nodig moeten soldeerbout en soldeer worden gebruikt om de draden op de modules aan te sluiten om een solide verbinding te verzekeren.

Samenvatting

1. Sluit alle module VCC-lijnen aan op + buslijn en GND-lijnen op - buslijn.
2. Sluit de SDA aan op A4 en SCL op A5 voor de LCD-module.
3. Sluit RXD aan op digitale pin 6 en TXD op digitale pin 7 voor de GPS-module.
4. Sluit CS aan op digitale pin 4, SCR op digitale pin 13, MISO op digitale pin 12 en MOSI op digitale pin 11 voor de SD-kaartmodule.

Stap 6: De hardware samenstellen

Nu de bedrading tussen alle modules en sensoren compleet is, kun je nu de Arduino en componenten in het chassis plaatsen. De organisatie doet er niet toe, zolang het LCD-scherm toegang heeft tot de rechthoekige uitsnijding uit stap 1 en de sensoren door de uitsnijding van het gat uit stap 1 kunnen gaan.

Samenvatting

Plaats de componenten vanaf stap 1 in uw chassis en zorg ervoor dat sensoren toegang hebben tot de cirkeluitsparing en het LCD-scherm toegang heeft tot de rechthoekige uitsparing

Stap 7: De code uploaden

De code is het meest integrale onderdeel van dit hele systeem, dat de Arduino vertelt hoe de signalen moeten worden beheerd en omgezet in meetwaarden die kunnen worden weergegeven en opgeslagen. Hieronder heb ik een geannoteerde afbeelding van de code weergegeven die zal proberen elk onderdeel en het doel ervan uit te leggen. Je kunt deze code gewoon kopiëren en in het Arduino-programma plakken en met behulp van de USB-kabel die op de Arduino Uno is aangesloten, deze naar de microcontroller uploaden.

Samenvatting

Kopieer en plak code (wijzig, indien gewenst) in het Arduino-programma en upload naar Arduino Uno-bord

Stap 8: finishing touch en uitbreidingen

Met het voltooide apparaat worden alle metingen van de sensoren opgeslagen op de SD-kaart die in een bepaald formaat in de SD-kaartmodule is geplaatst. Deze gegevens kunnen vervolgens worden gecompileerd in een Google-kaart, zoals weergegeven door de onderstaande link, om de demografie van water in de omgeving beter grafisch weer te geven.

drive.google.com/open?id=115okKUld8k8akZKj…

Samenvatting

Verzamel en documenteer gegevens van het apparaat op elke gewenste manier

Stap 9: Voltooiing

Het systeem is nu voltooid en zal nu de temperatuur, troebelheid en pH van elke waterbron opnemen.

Er zijn een groot aantal andere mogelijkheden van wat er met dit watermonitoringsysteem kan worden gedaan, die wachten om ontdekt te worden. Het zou interessant zijn om te zien hoe u besluit dit project te gebruiken om uw eigen doelen te bereiken.