Энэ зун Arduino цус-спиртийн реактив LED аягаар аюулгүй үдэшлэг хийх: 10 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Төслийн түвшний бэрхшээл: Дунд

Шаардлагатай ур чадвар:

- Диаграмыг уншиж, хуулбарлах

- Хэрэв та урьдчилан гагнасан эд анги худалдаж авахаас татгалзвал гагнах

Төслийн танилцуулга

АНУ болон дэлхий даяар согтууруулах ундаа нь хариуцлагагүй байдлаар хэрэглэвэл эрүүл мэндэд ноцтой аюул учруулж байна. Согтуугаар тээврийн хэрэгсэл жолоодсоны улмаас нас барах, элэг гэмтэх, тархи, бөөр гэмтэх зэрэг урт хугацааны үр дагавар нь хариуцлагагүй согтууруулах ундаа хэрэглэснээс болдог. Зөвхөн АНУ -д л гэхэд согтууруулах ундаа хэтрүүлэн хэрэглэсний улмаас 250 тэрбум долларын хохирол амссан (NIAAA, 2010), мөн 88 мянга гаруй хүн архи согтууруулах ундааг тус улсын нас баралтын урьдчилан сэргийлэх боломжтой гуравдахь шалтгаан болгож байна. Энэхүү төслийн талаархи асуулт бол үйлдвэрлэгчдийн хувьд бид энэ асуудлыг хэрхэн шийдэж, үдэшлэг гэх мэт архитай хамт хөгжилтэй баяр тэмдэглэх нь аюулгүй, хөгжилтэй байхын тулд яаж хийх вэ?

Энэ асуултанд өгсөн хариулт нь ямар байдалд байгааг нь илүү сайн ойлгох боломжийг олгохын тулд хэрэглэгчийн урьдчилан таамагласан BAC -ийг тооцоолох арга замыг хайж олох явдал байв. Энэ төслийн хувьд би усны түвшний мэдрэгч, LED цагираг, LCD дэлгэц бүхий Arduino микроконтроллерийг ашиглан хүн хичнээн ундаа уусныг хянаж, цусан дахь спиртийн агууламжийг (BAC) тооцоолох аргыг хайж олсон. хэрэглэгч хүйс, жин дээр үндэслэсэн. Тооцоолсон BAC нь ямар мужид байснаас хамааран доорх LED цагирагны хөдөлгөөнийг тодорхойлдог. Хамрах хүрээ нь аюулгүй, үнэ цэнэгүй, согтуу, үхлийн гэсэн дөрвөн өөр хэсэгт хуваагддаг. Энэхүү төслийг хийснээр та зөвхөн ашиглах боломжтой Arduino төслийг бүтээгээд зогсохгүй, хэрэв та тайлбарласан кодыг харахаар шийдсэн бол архи, метаболизмыг хэрхэн яаж метаболизмд оруулах талаар илүү сайн ойлголттой болно гэж найдаж байна.

Намайг хичнээн их ундаа уусныг аяга яаж мэдэх вэ?

Хэрэв усны түвшин мэдрэгчийн аналог утга 300 -аас давсан бол аягыг илэрхийлэх логик утгыг HIGH (дүүрэн) гэж бүртгэнэ. Хэрэв мэдрэгчийн аналог утга 300 -аас доош байвал аягыг илэрхийлэх логик утгыг LOW (хоосон) гэж бичнэ. Аяга дээр ундаа нэмж байгааг бүртгэхийн тулд энэ логик утга нь хоосон байдлаас бүрэн дүүрэн байх ёстой.

BAC -ийг хэрхэн тодорхойлсон бэ?

Энэ төслийг аль болох үнэн зөв болгохын тулд би Сент Бенедикт ба Гэгээн Жонны Их Сургуулиас авсан мэдээлэлд үндэслэн нэг хүний ундааны хэмжээ хэр их нэмэгдсэнийг олж мэдсэн. Энэ програм нь хэрэглэгчийн BAC -ийг тооцоолохдоо зөвхөн жинг төдийгүй хэрэглэгчийн хүйсийг харгалзан үздэг. Учир нь BAC нь эрэгтэй, эмэгтэй хүмүүс, өөр өөр жинтэй хүмүүсийн бие махбодь согтууруулах ундааг хэрхэн хурдан метаболизмд оруулж чаддагт үндэслэдэг. Графикуудыг эндээс үзэх боломжтой.

BAC яагаад өөр өөр хүмүүст өөр өөр байдаг вэ?

BAC -ийн хүрээ нь SBSJ их сургуулийн авсан мэдээлэлд үндэслэсэн бөгөөд хэрэглэгч дөрвөн системд хамрагдахын тулд тэдний системд хэр их хэмжээний согтууруулах ундаа агуулагдах ёстойг харгалзан үздэг.

- Аюулгүй: Тээврийн хэрэгслийг ажиллуулах цорын ганц аюулгүй хүрээ (солонго анимацаар дүрслэгдсэн)

- Сул дорой байдал: Хэрэв та энэ ангилалд багтсан машин ажиллуулж байвал эрүүгийн хариуцлага хүлээх болно (улбар шар өнгийн анимацаар дүрслэгдсэн)

- Архидан согтуурсан: Хэрэв та энэ хүрээний автомашин ажиллуулж байвал (улаан гэрлээр дүрслэгдсэн) эрүүгийн хариуцлага хүлээлгэнэ.

- Үхлийн аюултай: Хэрэв та хараахан ухаан алдаж амжаагүй байгаа бол танд энэ бүсэд шууд эмнэлгийн аюул учрах болно (улаан, цагаан гэрлээр анивчих)

Гэхдээ би архи сайн ууж чаддаг болохоор энэ аяга буруу байна уу?

Хэрэв та машин жолоодож байхдаа хууль тогтоомжийн дээд хязгаарыг давсан бол согтууруулах ундаа хэрэглэсний дараа хэр сайн ажиллаж чадах нь хамаагүй болно. Энэхүү төсөлд ашигласан өгөгдөл нь хэрэглэгчийн BAC -ийн хууль эрх зүйн болон эмнэлгийн хүрээ гэж юу болохыг авч үзэхийн зэрэгцээ хэрэглэгчийн жин, хүйсийг харгалзан үздэг.

Хангамж

Энэхүү төслийн ерөнхий электроникийн хангамжид дараахь зүйлс орно

- Хоёр товчлуур

- Холбогч утас

- 10 к потенциометр

- 2 10k эсэргүүцэл

- 1 220 эсэргүүцэл

Тусгай эд анги/модуль:

- Arduino (Би энэ төсөлд Uno ашигласан, гэхдээ илүү хямд хувилбарууд байдаг)

- Усны түвшний мэдрэгч (ТАЙЛБАР: Эдгээр мэдрэгчүүд нь ихэвчлэн алдаатай, хурдан зэврдэг байсан нь энэ төслийг боловсруулахад ихээхэн бухимдал төрүүлж байсан. Гэсэн хэдий ч би энэ төсөлд тулгарч байсан бэрхшээлүүд нь таны бэрхшээл болж хувирахгүйн тулд шийдлийг олж чадсан юм. Энэ төслийн тусламжтайгаар.)

- LED цагираг (12 LED)

- LCD дэлгэц

Хэрэгсэл:

- Гагнуурын төмөр (Толгойгүй LED бөгж худалдаж авахад л шаардлагатай болно)

- 3d принтер (заавал биш)

Алхам 1: Arduino IDE татаж аваад шаардлагатай кодыг хуулна уу

Энэ төсөлд компьютер програмчлах шаардлагагүй, эндээс кодыг хуулж Arduino IDE дээр буулгахад л хангалттай. Arduino IDE татаж авахын тулд:

Arduino IDE татаж авах, тохируулах:

- Arduino вэбсайтад зочилж, системийнхээ татаж авах хэсгийг сонгоно уу

- Татаж дууссаны дараа Arduino -ийн COM портын дугаарыг аваарай. Arduino -ийг залгаад төхөөрөмжийн менежер рүү очно уу. Портуудын дор Arduino -г хайж, портын дугаарыг анхаарч үзээрэй. Энэ нь иймэрхүү харагдах ёстой: COMx (x бол 1-9 тоо)

- COM портын дугаарыг ашиглан Arduino IDE -ийг нээж дээд талын мөрөнд "Хэрэгслүүд" -ийг сонгоод IDE -ийг самбар болон портод тохируулна уу. "Удирдах зөвлөл" -ийг сонгоод загвараа сонгоно уу. Дараа нь "Порт" -ыг сонгоод Төхөөрөмжийн Менежерээс Arduino -д үзсэн портоо сонгоно уу.

Төслийн код авах

- Энэ алхамаас авсан кодыг хуулж, Arduino IDE -ийн цагаан хэсэгт оруулна уу. Эхлээд ноорог дээрх давталт () ба void () гэх мэт бүх зүйлийг устгах ёстой.

Алхам 2: Шаардлагатай номын санг Arduino IDE -ээс татаж авах

Энэхүү төсөлд ашигласан номын санд "Wire", "LiquidCrystal", "Adafruit Neopixel" орно. Энэхүү төсөлд ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй холбогдохын тулд ноорог нь эдгээр номын сантай байх шаардлагатай. Эдгээр номын санг татаж авахын тулд:

- Дээд талын баарнаас "Ноорог" -ыг сонгоно уу

- Унждаг цэснээс "Номын сан оруулах" -ыг сонгоно уу

- "Номын санг удирдах" -ыг сонгоно уу.

- Энэхүү төсөлд ашиглагдаж буй гурван номын санг (Утас, шингэн болор, Adafruit Neopixel) хайж, тус бүрийг татаж аваарай.

Эдгээр номын санг татаж авахгүй бол ноорог эмхэтгэх явцад алдаа гарах болно гэдгийг анхаарна уу. Энэ алхамыг хийсний дараа Arduino-ийнхаа кабелийг зөөврийн компьютер дээрээ холбоод IDE-ийн зүүн дээд буланд байгаа сумны товчийг дарна уу. Энэ нь ноорог зургийг эмхэтгэн Arduino -д байршуулах болно. Одоо бид програмчлалтай холбоотой бүх алхмуудыг хийж дууссаны дараа утас руу шилжье.

Алхам 3: (Нэмэлт) Гагнуурын толгой хэсэг дээр

Хэрэв та энэ төслийн хувьд толгойн тээглүүд нь гагнаагүй байсан хэсгүүдийг худалдаж авахаар шийдсэн бол үүнийг өөрөө хийх хэрэгтэй болно. Энэ хэсэгт хэт их санаа зовох хэрэггүй, энэ төслийн гагнуур нь маш энгийн байдаг.

- Гагнах зориулалттай агааржуулалттай орчинг бүрдүүлж, шүүлтүүр агуулсан сэнстэй байвал сайн. Хэрэв танд ийм сэнс байхгүй бол та миний хийдэг зүйлийг хийж, цонхыг онгойлгож, сэнсээ асааж эсвэл нээлттэй байхад гараж руу явж болно.

- Гагнуурын төмрөө халааж, илүүдэл гагнуурыг арчих нойтон хөвөн байгаа эсэхийг шалгаарай.

- Гагнуурын төмрийг барьж байхдаа эд ангиудыг цэгцлэх боломжийг олгодог тусламжийн гар эсвэл өөр хэрэгслийг ашиглан толгой ба толгойн хэсгийг холбохыг хүссэн хэсгийг тохируулна уу.

- Толгойн зүү ба тээглүүрийг гагнаж байгаа хэсгийн хооронд холболт хийх үед гагнуурыг гагнуурын төмрөөр хүрнэ үү. Толгойн зүү ба хэсгийн хооронд цахилгаан холбоо барихын тулд хангалттай гагнуур үүссэн үед төмрийг тайл. Хөвөн дээрх илүүдэл гагнуурыг арчиж, бүх тээглүүрээр процедурыг давтана.

- Бүх тээглүүрийг гагнаж дууссаны дараа гагнуурын төмрийг тавиур дээр байрлуулж, бариулыг "унтрааж", төмрийг салга. Төмрийг бүрэн хөргөх хүртэл хүлээгээрэй.

Алхам 4: Зураг, Wire Arduino -ийг дагана уу

Энэ үе шатанд та төсөлд шаардлагатай эд ангиудыг Arduino руу холбохын тулд холбогч утас ашиглах шаардлагатай болно. Үүнийг хийхийн тулд би Fritzing файл өгсөн бөгөөд үүнийг энэ алхам дээрээс харж болно. Цахилгааны утастай холбоотой асуудал гарвал өөрөөсөө асуудаг нийтлэг асуултуудын жагсаалтыг доороос үзнэ үү.

- Миний газардуулгын болон цахилгааны төмөр замууд хоорондоо болон Arduino -ийн 5v ба GND зүүтэй зөв холбогдсон уу?

- Хэрэв LCD дэлгэц харагдахгүй байвал би потенциометртэйгээ хутгалдсан уу? (Цагаан тэмдэгтүүд зөв харагдахгүй байвал эсэргүүцлийг өөрчлөхийн тулд потенциометрийг эргүүлж үзээрэй)

- GND ба VCC -ийг хэсэг бүрт зөв зүүгээр зөв холбосон уу? 5 вольтын тохиргоог ашиглаж байна уу? (Энэхүү төслийн бүх мэдрэгч ба эд ангиуд нь 3.3 вольт биш 5 вольт ашиглах болно.

- Утсыг санамсаргүйгээр нэг холболтыг байх ёстой газраас нь хол байрлуулсан уу?

ТАЙЛБАР: Цахилгаан хэрэгсэлтэй ажиллахдаа хэлхээг сольж байх үед хүчдэлгүй байгаа эсэхийг үргэлж шалгаарай. Үгүй бол эд анги эвдэрч болзошгүй бөгөөд илүү их хүчдэлтэй ажиллахад бие махбодид гэмтэл учруулж болзошгүй юм

Алхам 5: "Coaster" төслийг угсрах

LED цагирагны толгойнууд наалдаж, аягыг гадаргуу дээр тэгш байрлуулахыг зөвшөөрдөггүйг та анзаарч магадгүй юм. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд бид LED бөгжийг 3d хэвлэсэн хэсэгт бэхлэх бөгөөд бөгжийг ширээн дээр хавтгай байрлуулах боломжтой болно. 3d файлыг энэ алхам дээрээс олж болно. Хэрэв танд 3d принтер байхгүй бол санаа зоволтгүй, миний хэвлэсэн номын санд энэ хэвлэлийн үнэ 1.40 байна. Хэрэв танай орон нутгийн номын санд 3d принтер байхгүй бол үдээс болон онлайн борлуулагчид орно. Миний хавсаргасан тодорхой хэсэг нь цорын ганц нийцтэй хэсэг биш бөгөөд энэ нь надад загвар гаргах арга гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тиймээс, хэрэв та модон эдлэл эсвэл бусад гар урлалын талаар сайн мэдлэгтэй бол эдгээр нь хүлээн зөвшөөрөгдөхөөс илүү байх болно!

Хэрэв та энэ төслийн хэсгийг хэвлэхээр шийдсэн бол:

- STL файлыг татаж аваад Cura гэх мэт зүсэгч рүү импортлоорой

- Өөрийн хүссэн аяганы ёроолын диаметрийг хэмжинэ

- Загварын хэмжээсийг (Cura ашиглаж байгаа бол миллиметрээр) тохируулах

Алхам 6: Хүссэн аяга дээр хулгана ба мэдрэгчийг хавсаргана уу

Дараа нь хулганыг аваад хэмжсэн аяганы ёроолд наалдамхай материалаар бэхлээрэй. Одоо холбогч утаснууд нь усны түвшний мэдрэгч ба LED цагираг руу нэвтрэх боломжтой бөгөөд ширээн дээр хэвтэх болно. Одоо та мэдрэгчийг холбох хэрэгтэй. Мэдрэгчийг байрлуулахдаа нухацтай хандах нь маш болгоомжтой байдаг, учир нь эдгээр мэдрэгчид аналог хэлбэрээр зарагддаг боловч ус эсвэл усгүй гэсэн хоёр дохиог л гаргадаг. Энэ нь надад маш олон асуудал үүсгэсэн боловч бусад хүмүүс энэ төслөөс болж ийм урам хугарахгүй байхын тулд би үүнийг шийдвэрлэх арга замыг олж чадсан юм. Гол нь мэдрэгчийг аяга дүүрсэн үед шингэн байх цэгийн дээд хэсэгт байрлуулах явдал юм. Энэ нь мэдрэгч нь "хоосон" төлөвийг бүртгэж, дараагийн асгасан ундааг тоолох боломжтой болно.

Алхам 7: Төслийг гоёж, утсыг хамгаална

Энэ үед танд хавсаргасан зураг шиг харагдаж байгаа утас, эд ангиуд үлдсэн байх. Төслийг илүү сайн харагдуулахын тулд юу хийх нь эдгээр шалгуурыг санаж байх тохиолдолд танд хамаарна.

- Та цэнэглэгчийг Arduino -ийг асаах чадвартай байх ёстой

- Хэрэглэгч LCD дэлгэц, товчлуур, усны түвшний мэдрэгч, LED бөгж рүү нэвтрэхийн тулд та нүх эсвэл дизайн хийх ёстой.

- Төсөл нь ундаан дээр гол анхаарлаа хандуулдаг тул та электрон эд ангиудыг норохоос хамгаалах ёстой.

Төслийг хавсаргах зарим сонголтууд нь:

- Гутлын хайрцаг эсвэл хайрцаг

- Эндээс олдсон шиг ус нэвтэрдэггүй электроникийн төслийн хашлага

- 3D хэвлэмэл загвар (Энэ бол миний хайж олохыг хүссэн сонголт боловч миний номын санд ийм загвар хэвлэх нь хэтэрхий үнэтэй байсан)

Алхам 8: Хариуцлагатай ууна уу

Аягагаа далайн эрэг болон усны мэдрэгч рүү залгасны дараа та явахад таатай байна! LCD дэлгэц таны хүйс, жингийн талаар асуухад бүх зүйл зөв ажиллаж байгааг та мэдэх болно. Нэг товчлуур нь жинтэй тэнцдэг бол нөгөө товчлуур нь хүйстэй тохирдог. Та шошго хийхээсээ өмнө тус бүр дээр дарж аль нь болохыг харах боломжтой. Зөв жин (утгууд нь 20 алхамтай) болон хүйсийг сонгосны дараа хоёр товчлуурыг нэгэн зэрэг дарна уу. Энэ нь програмын үлдсэн хэсгийг эхлүүлэх бөгөөд та LED цагираг солонгын хэв маягийг анивчуулах болно. Аяга одоо танд уух зүйл хийхэд бэлэн боллоо. Та илүү их ундаа ууж, асгахад уг програм нь танилцуулгад дурдсан BAC хүснэгтийг ашиглан BAC -ийг тодорхойлох болно. Энэхүү програм нь аяга бүрт нэг стандарт ундаа уухыг анхаарна уу, зургийг үзнэ үү (Өмнөд Алабамагийн их сургууль) эсвэл дуртай ундаа хэрхэн орчуулагддагийг эндээс үзнэ үү. Түүнчлэн энэхүү төслийн зорилго нь аливаа хууль бус үйлдлийг өдөөх бус харин согтууруулах ундаа хэрэглэх насанд хүрсэн хүмүүст аюулгүй архи уухыг сурталчлах явдал гэдгийг анхаарна уу. Түүнчлэн, BAC -ийн тооцоолол нь стандарт ундаа ууж байгаа нь үнэн зөв байгаад би маш их баяртай байгаа ч энэхүү төсөл нь таныг архи согтууруулах ундаа хэрэглэсний дараа машин жолоодохоор шийдсэн бол ямар ч хариуцлага хүлээхгүй.

Алхам 9: (Нэмэлт) Алдааг олж засварлах

- "Самбар дээр байршуулахад асуудал гарлаа" алдаа: Ноорог зургийг Arduino дээр эмхэтгэх, байршуулахыг оролдох үед таны COM порт зөв тохируулагдаагүй бол энэ алдаа гарна (зөв COM портыг хэрхэн олж, тохируулах талаар нэг алхамыг үзнэ үү) эсвэл таны самбар залгагдаагүй байна.

- Цагаан тэмдэгтүүдийг харуулдаггүй LCD дэлгэц: Хэрэв таны LCD -ийн цэнхэр гэрэл асаж байгаа боловч ноорог байршуулсны дараа цагаан тэмдэгт харагдахгүй байгаа бол энэ нь тодосгогчтой холбоотой асуудлуудтай холбоотой байж магадгүй юм. Үүнийг засахын тулд потенциометрээ баруун тийш эргүүлэх хэрэгтэй (хэрэв та тэмдэгтүүдтэйгээ цагаан блокуудыг харвал зүүн тийш эргэ).

- Төсөлд ундаа зөв тоолохгүй байна: Энэ алдаа нь усны түвшний мэдрэгчийн асуудал юм. Усны түвшний мэдрэгчийн модулиуд маш хурдан зэврдэг бөгөөд маш нарийвчлалтай бус гэдгээрээ алдартай. Гэсэн хэдий ч, энэ төслийн хувьд энэ нь танд хамаагүй байх ёстой, учир нь би мэдрэгчийг аналоги биш дижитал мэдрэгч гэж үзсэн. Усны түвшний мэдрэгчийг хэрхэн зөв холбох талаар зургаа дахь алхамыг үзнэ үү.

- Модуль нь маш халуун бөгөөд зөв утгыг илгээдэггүй: Энэ нь бусад утаснуудтай ажиллах явцад GND эсвэл VCC холболт тасарсны үр дүн юм. Мэдрэгч рүү GND ба VCC холболтууд бүрэн хийгдсэн эсэхийг шалгаад GND ба 5v зүүгээр бүрэлдэхүүн хэсгээс талхны самбар, Arduino хүртэлх алдааг хайж олох хэрэгтэй.

Би санамсаргүйгээр жингээ хэтрүүллээ: Санаа зоволтгүй, жингийн тохиргоо 240 -аас хойш 100 болж эргэж ирдэг тул та жингээ буцааж авахын тулд сонголтуудыг үргэлжлүүлэн эргүүлж болно.

Хэрэв асуудал хэвээр байвал Arduino кабелийг зөөврийн компьютерт холбож, IDE -ийг нээгээд ноорогоо ажиллуулна уу. Ноорог ажиллаж байх үед цуваа дэлгэц дээр хэд хэдэн утгыг харуулах бөгөөд энэ нь ажиллахгүй байгаа зүйлийг харах боломжийг танд олгоно. Цуваа монитор руу нэвтрэхийн тулд програм болон "Хэрэгслүүд" -ийг ажиллуулаад дараа нь унах цэснээс "Цуваа хяналт" -ыг ажиллуулна уу.

Алхам 10: Дүгнэлт

Програмчлалын тал дээр энэ төсөл хэрхэн хэрэгжсэнд би маш их баяртай байна. Би эхлэн сурч эхэлснээсээ хойш бичихэд хэсэг хугацаа шаардагдсан боловч би олон тооны шинэ номын сантай танилцаж, БАГ -ийг урьдчилан таамаглах зорилгодоо хүрч чадсан бөгөөд би бэлгийн харьцааны болон бэлгийн харьцааг хоёуланг нь ашиглаж байхдаа BAC -ийг үнэлэхэд ямар ч товчлол гаргаагүй юм шиг санагдаж байна. жин (Энэ нь ноорог зургийн ихэнх хэсгийг бүрдүүлэв). Гэсэн хэдий ч би дизайныг батлах ёстой. Би 3d принтер эзэмшдэггүй, модон эдлэл мэддэггүй ч гэсэн төслөө илүү сайн танилцуулахыг маш их хүсч байсан. Би удахгүй Ender 3 авах бодолтой байгаа бөгөөд хамгийн эхний хийх зүйл бол дизайныг сайжруулахын тулд яг тэр зааварчилгаа руу буцах явдал юм. Миний анхны зааварчилгааны хувьд энэ үйл явц амжилттай явагдаж байгааг би мэдэрч байгаа бөгөөд энэ төсөл нь намын сорилтын төлөөх миний санаачлагыг хэрхэн биелүүлж байгаад маш их баяртай байна.