Spanning Meten Uit Water Met Verschillend Zoutgehalte: 5 Stappen

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

Blue Energy is een energie opgewekt uit water met een verschillend zoutgehalte. In deze opstelling gaan we de natrium en de chloride ionen scheiden. De opstelling wordt gevormd door 3 watermassa's, die gescheiden zijn door ionwisselende membranen. De stof watermassa NaCl moleculen, en bevat twee niet. De membranen laten alleen de natriumionen of de clorideione door, en niet de watermoleculen. Hierdoor worden de negatief geladen chlorideionen en de positief geladen natriumionen van gescheiden in verschillende compartimenten. Tussen de twee kunnen worden gemeten met behulp van de arduino. Met deze instructable kan onze installatie stap voor stap worden nagemaakt.

Benodigdheden

Materiaal:

• Kit
• Moer en bout x 8
• Schroeven x 20
• Anion wisselend membraan 1x
• Kation wisselend membraan 1x

• Betonplex hout

  • 6x: 16x12x1,5 cm
  • 2x: 22x12x1,5 cm
  • 1x: 22x19x1,5 cm
• 2 componenten Z-poxy lijm
• NatriumChloride
• Demiwater
• ken
• 2 spijkers

Gereedschap:

• Boor
• Zaag
• liniaal
• moersleutel

Elektronica

• powerbank
• arduino
• usb-c naar micro-usb kabel
• 2 draadjes
• een router

Stap 1: De Membranenframes

De eerste stap is om de membranen in de frames te zetten. eerst moeten de frames gemaakt worden.

Kaders

• De frames worden uit platen gezaagd die 16 cm breed, 12 cm hoog en 1, 5 cm dik zijn.
• Hier worden vervolgens vierkanten uitgezaagd er een U-vorming profiel overblijft. Alle zijden van dit profiel zijn 3cm breed.
• In totaal moeten er 4 frames komen.

Membranen

• Vervolgens moeten de juiste afmetingen krijgen. Dit zijn exacte afmetingen van de U-profielen zodat de membranen precies tussen kunnen worden geplaatst.
• In totaal moeten er 2 membranen komen.

Bevestiging

• Nu moeten de membranen tussen de frames worden geplaatst. De membranen worden met bouten tussen de frames bevestigd. Hier moeten gaten voorgeboord worden, een in elke hoek van het U-profiel.
• Draai nu de bouten in de voorgeboorde gaten, en zet ze vast met de moeren.

Bewerking bouten en moeren

Om te zorgen dat het ijzer van de bouten en moeren niet gaan geleiden moeten worden gevormd tegen het naast water. De 2 componenten moeten volledig worden verwerkt

Waterdicht maken van membraankieren

Ondanks dat de membranen strak tussen de 2 frames bevestigd zijn, er zal altijd een kleine ruimte blijven waar water doorheen kan. Om dit weg te nemen moeten de randen waar het membraan het hout in steekt gekit worden. In de derde foto in deze stap is te zien hoe dit is gedaan

Stap 2: De Bekisting

Nu de frames kunnen in elkaar gezet worden. Het is belangrijk dat hiervoor betonplex wordt gebruikt. Dit hout zelf is waterdicht, alleen nog de kieren waterdicht gemaakt hoeven te worden. Hierover later meer.

Voor het frame is nodig:

• 2 zijplaten korte kant: 16 x 12 x 1,5 cm

  niet voorgeboord

• 2 zijplaten lange kant: 22 x 12 x 1,5 cm

  4 gaten voorgeboord, aan beide uiterste 2 zodat deze bevestigd kunnen worden op de korte zijplaten

• 1 onderplaat: 22 x 19 x 1.5

  8 gaten voorgeboord, aan alle zijden 2, zodat de zijplaten erbovenop bevestigd kunnen worden

• Het is belangrijk dat deze frames worden bevestigd, zodat de schroeven later kunnen worden bevestigd. Op de afbeelding is te zien waar deze schroeven moeten komen
• De frames moeten gemaakt worden. Gebruik hiervoor de kit. Plaats deze op de rand waar het membraan tussen het hout zit, zodat er geen water meer langs kan.
• Ook moeten de schroeven gemaakt worden. Gebruik hiervoor de z-poxylijm. Bevestig de lijm rondom de moeren en bouten, zodat er geen water tussen de kieren kan sijpelen.

Nu het bevestigen van het eerste deel van de bekisting.

• De eerste stap is het bevestigen van een lange zijplaat op de onderkant. Gebruik hiervoor 2 schroeven in de voorgeboorde gaten.
• Nu moeten de gemaakte frames worden bevestigd. Zet deze beide op 1/3e van de grondplaat, zodat er drie evengrote compartimenten ontstaan. Bevestig deze met de schroeven aan de eerder geplaatste lange zijplaat.
• Ook de bekisting moet waterdicht gemaakt worden. Omdat de membranen dicht bij elkaar staan is de ruimte klein en moeilijk te bereiken met de kitspuit. Plaats daarom tijdens het plaatsen van elkaar van de bekisting alvast kit op de plaatsen waar dat kan gebeuren zo moeilijk te bereiken zijn.
• Bevestig nu op dezelfde manier de 2 zijplaten aan de lange zijplaat en onderplaat.
• Als al deze platen kunnen de laatste lange zijplaat worden bevestigd. Het is belangrijk om deze als laatste te plaatsen, zodat deze strak tegen de bevestigd kan worden.

Stap 3: Het Waterdicht Maken

Nu moeten de overige voegen van de kist waterdicht worden gemaakt.

• Plaats de kit langs alle voegen aan de binnenkant van de bak die nog niet bewerkt zijn. Hierdoor kan het water niet van het ene compartiment naar het andere, namens via het membraan.
• Het is belangrijk om het membraan te kunnen bewegen naar het compartiment. Hierdoor is de spanning die wordt gemeten optimaal voor het specifieke gebruikte zoutgehalte.

Stap 4: De Elektronica

Eerst kun je de elektronica controleren en code controleren door de elektronica schakeling te maken en het voltage op A0 uit te lezen. Als dit werkt zoals je verwacht (er wordt 3V3 gemeten) kun je de 3V3 en GND draadjes vervangen voor de draadjes met elektrode eraan. Als je de electrodes nu in de natrium en chloride oplossing hangt zou je de spanning in het systeem moeten meten. Als je niks ziet heb je de anode en de kathode misschien omgedraaid. Als je zeker weet dat die goed om te zitten kun je de schakeling in het derde plaatje proberen. Op die manier om minder stroom te gaan lopen om de spanning te meten."

Stap 5: Het Programmeren

Eerst moet de website Particle.io worden opgezocht. Zorg dat je foton met de wifi wordt verbonden en dat de Blink een LED wordt getest. Ga hierna naar het kopje Web/IDE en gebruik de bovenstaande code om de spanning te testen. Ga daarna naar de IFTTT-website en link je partikel aan je google-bladen, om automatisch resultaten te uploaden naar je google-account.