Бичил замгийн энгийн булингартай байдлыг хянах, хянах систем: 4 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Та булингарыг хэмжихийн тулд дээж авахаас залхаж байна гэж хэлэх хэрэгтэй. Усан дахь жижиг, түдгэлзсэн тоосонцорыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь гэрлийн хурд нэмэгдэх эсвэл бөөмийн концентраци нэмэгдэх эсвэл хоёуланд нь гэрлийн эрч хүчийг бууруулдаг. Тэгэхээр үүнийг яаж хийх вэ?

Бичил замгийн биомассын нягтралыг хянах автомат системийг бий болгохын тулд миний хийсэн хэд хэдэн алхамыг доор харуулав. Энэ бол микро микрон хэмжээтэй, усанд сайн түдгэлзсэн, амьдралын хэв маягийн хувьд гэрлийн энергийг хувиргаж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шинээр нийлэгжүүлсэн биомасс болгон бууруулдаг бичил замаг юм. Энэ нь бичил замагны хувьд хангалттай юм.

Булингар эсвэл биомассын нягтралыг хэмжихийн тулд миний хувьд детекторын гэрлийн хүчийг хэмжих хэрэгтэй бөгөөд үүнийг хүчдэлийн уншилт болгон хувиргадаг. Миний ажиллаж байсан бичил замагтай тохирох мэдрэгчийг хайж олоход надад тулгарч байсан нэг бэрхшээл.

Булингарыг спектрофотометрээр хэмжих боломжтой. Лабораторийн спектрофотометр нь үнэтэй бөгөөд ихэвчлэн нэг дээжийг хэмждэг. Би ямар нэгэн байдлаар ebay.com эсвэл amazon.com дээрээс олж болох булингартай мэдрэгчийг хямд үнээр худалдаж авсан нь азаар тохиолдсон бөгөөд мэдрэгч нь миний туршиж үзсэн бичил замагтай сайн ажилладаг.

Алхам 1: Шаардлагатай эд ангиуд:

1. Зураг дээрх хоолойг холбосон ийм булингар мэдрэгч. Жагсаалтанд байгаа хэсэг нь хэрэв та мэдрэгчийг живүүлэхээр төлөвлөөгүй бол нээлттэй гарцтай байна.

2. Arduino самбар. Энэ нь Нано эсвэл Мега/Юно байж магадгүй (хэрэв Юн Шилдийг ашигладаг бол)

3. Потенциометр. Нарийвчлалыг ийм байдлаар ашиглах нь дээр.

4. OLED дэлгэц. Би SSD1306 -ийг ашигласан боловч 1602, 2004 гэх мэт бусад төрлийн LCD дэлгэц ажиллах болно (мөн кодыг зохих ёсоор шинэчилнэ үү).

5. Ийм хоёр сувагтай дахин тоглуулах самбар

6. Нэмэлт гарын авлагын хяналттай гурван байрлалтай хоёр унтраалга

7. Шахуурга: Би 12В жижиг перисталтик насос худалдаж авсан бөгөөд лабораторид Коул Пармерын хос суваг бүхий насосыг үндсэн насос болгон ашигласан. Хэрэв үндсэн шахуурга нь зөвхөн нэг сувгийн толгойтой бол илүүдэл биомассыг цуглуулахын тулд халих хоолойг ашиглаарай.

8. Raspberry Pi эсвэл 1 -р хувилбарт өгөгдлийг бүртгэх зөөврийн компьютер эсвэл 2 -р хувилбарт Юн бамбай

Нийт өртөг нь 200 долларын хооронд байна. Cole Parmer насос нь ойролцоогоор 1000 долларын үнэтэй бөгөөд нийт өртөгт ороогүй болно. Би яг тодорхой дүгнэлт хийгээгүй.

Алхам 2: Сонголт 1: Өгөгдлийг USB кабелиар дамжуулан компьютер/ Raspberry Pi руу бүртгэх

Зарим гаралтын өгөгдлийг бүртгэхийн тулд компьютер эсвэл Raspberry Pi ашиглана уу

Бичлэгийг Putty (Windows) эсвэл Screen (Linux) гэх мэт бүртгэлийн сонголтоор хийж болно. Эсвэл үүнийг Python скриптээр хийж болно. Энэ скрипт нь Python3 болон pyserial нэртэй номын санг ажиллагаатай байлгахыг шаарддаг. Бүртгэгдсэн өгөгдлийг зөөврийн компьютер эсвэл Desktop Remote дээр хялбархан олж авах боломжтой бөгөөд энэ арга нь бусад гаралтын хамт файлд нэвтэрсэн компьютер дээрх цагийн давуу талыг ашигладаг.

Raspberry Pi -ийг хэрхэн тохируулах, Arduino -аас мэдээлэл цуглуулах талаар бичсэн өөр нэг заавар энд байна. Энэ бол Arduino-аас Raspberry Pi руу мэдээлэл авах алхам алхмаар гарын авлага юм.

Мөн Arduino -ийн кодыг энд 1 -р хувилбарт байршуулсан: булингар мэдрэгчийн системийг ажиллуулах, өгөгдлийг компьютерт оруулах.

Дээр дурдсанчлан энэ бол энгийн систем боловч мэдрэгч нь утга учиртай өгөгдөл гаргахын тулд бичил замаг, оройн хоол, сүү, эсвэл түдгэлзүүлсэн тоосонцор гэх мэт хэмжилтийн сэдвийг харьцангуй тогтвортой байлгах шаардлагатай байдаг.

Бүртгэгдсэн файлд цагийн тамга, тогтоосон цэг, булингарыг хэмжих утга, үндсэн насосыг асаах үед оруулсан болно. Энэ нь системийн гүйцэтгэлийн зарим үзүүлэлтийг өгөх ёстой. Та.ino файл дахь Serial.println (dataString) дээр илүү олон параметрүүдийг нэмж болно.

График гаргахын тулд өгөгдлийг Excel дээр хуваахын тулд таслал (эсвэл таб эсвэл хүснэгтийн нүд бүрт өгөгдлийг хуваах бусад тэмдэгтүүд) -ийг гаралт бүрт нэмж оруулах ёстой. Таслал нь таны үсийг аврах болно (энэ нь миний үсийг авардаг), ялангуяа хэдэн мянган мөр өгөгдөл авсны дараа тоог хэрхэн хуваахаа бодож, хооронд нь таслал оруулахаа мартуузай.

Алхам 3: Сонголт 2: Өгөгдлийг Юн бамбайд бүртгэдэг

Өгөгдлийг бүртгэхийн тулд Arduino Mega эсвэл Uno дээр Yun Shield ашиглан

Yun Shield нь хамгийн бага линукс дистрибьютер ажиллуулдаг бөгөөд интернетэд холбогдох боломжтой, USB порт, SD картны үүртэй тул өгөгдлийг USB зөөгч эсвэл SD картанд бүртгэх боломжтой. Цагийг Линукс системээс татаж авдаг бөгөөд өгөгдлийн файлыг WinSCP эсвэл FileZilla гэх мэт FTP програмаас эсвэл USB, SD карт уншигч дээрээс шууд татаж авдаг.

2 -р хувилбарын Github дээр байрлуулсан код энд байна.

Алхам 4: Булингар мэдрэгчийн гүйцэтгэл

Би Amfhenol булингар мэдрэгч (TSD-10) ашигласан бөгөөд энэ нь мэдээллийн хүснэгтэд багтсан болно. Бүтээгдэхүүнийг онлайн жагсаалтаас шалгах нь илүү хэцүү байдаг. Мэдээллийн хүснэгтэд нефелометрийн булингартай байдлын нэгж (NTU) -д дүрслэгдсэн булингар өөр өөр концентрацитай хүчдэлийн уншилтын (Vout) графикийг оруулсан болно. Бичил замгийн хувьд оптик нягтрал (OD) гэж нэрлэгддэг бөөмийн концентрацийг хэмжихийн тулд биомассын нягтрал нь ихэвчлэн 730 нм буюу 750 мм долгионы урттай байдаг. Vout, OD730 (Shimadzu спектрометрээр хэмжигддэг) ба OD750 (мэдээллийн хүснэгтэд NTU -ээс хөрвүүлэгдсэн) харьцуулалтыг энд оруулав.

Энэ системийн хамгийн хүсүүштэй байдал нь булингар-статик эсвэл турбидостат бөгөөд систем нь биомассын нягтралыг тогтоосон хэмжээнд автоматаар хэмжиж хянах боломжтой байдаг. Энэ системийн гүйцэтгэлийг харуулсан графикийг энд оруулав.

Илчлэлт:

Энэхүү булингартай байдлыг хянах, хянах систем (ихэвчлэн турбидостат гэж нэрлэдэг) нь фотобиореакторыг урьдчилан бүтээх гэж оролдсон миний гурван нэгжийн нэг юм. Энэ ажлыг би Аризона мужийн Их сургуулийн Байгаль орчны биотехнологийн Biodesign Swette төвд ажиллаж байхдаа хийж байсан. Энэ системийн замаг тариалалтыг ахиулахад оруулсан шинжлэх ухааны оруулсан хувь нэмрийг Algal Research Journal сэтгүүлд нийтлэв.