Аммиак илрүүлэх иж бүрдлийг хэрхэн хийх вэ: 8 алхам

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

Энэхүү гарын авлагад бид аммиакийн концентрацийг хэмжихийн тулд аммиак мэдрэгч, ардуино, бөөрөлзгөнө зэргийг хэрхэн ашиглах, агаарт гоожих эсвэл хэт их концентраци байгаа тохиолдолд дохио өгөх талаар танд үзүүлэх болно.

Энэ төсөл бол манай сургуулийн төсөл, үнэндээ манай сургуулийн химийн лаборатори агаарт байгаа аммиакийн агууламж хэт өндөр байгаа эсэхийг илрүүлэх системийг хүссэн юм. Лабораторид химийн лабораторийн бүрээс байдаг бөгөөд оюутнууд химийн уурыг соруулахын тулд тэр бүрээсийг асаах шаардлагатай болдог. Гэхдээ хэрэв тэд бүрээсийг асаахаа мартсан бол хорт уур нь лабораторийн дотор тархах болно. Энэхүү систем нь аммиак (нэг хортой хий юм) тэдгээр бүрхүүлээс гадуур мэдрэгдсэн тохиолдолд хариуцлагатай багшид дохио өгөх боломжтой болно.

Алхам 1: Материал

Энэ төслийн хувьд танд хэрэгтэй болно:

- 2х аммиак мэдрэгч MQ-137 (эсвэл хүссэн хэмжээгээрээ)

- 1x Arduino Uno (нэг цуваа порттой)

- 1x Genuino Mega 2560 (эсвэл 2 ба түүнээс дээш цуваа порт бүхий бусад самбар)

- 2x HC-05 Bluetooth модуль

- 1х Raspberry Pi загвар 3B

- 1х зай 9В

- Утас, кабель, резистор

Алхам 2: Мэдрэгчээс мэдээлэл авах

Мэдрэгчид нь arduino Uno -той холбогддог.

Энэхүү програмыг хэрэгжүүлэхийн тулд энэ мэдрэгчийг асаах ёстой. Үүнийг хийхийн тулд 5V ба arduino картны массыг ашигладаг. Нэмж дурдахад аналог оролт A0 нь мэдрэгчийн өгсөн эсэргүүцлийн утгыг сэргээх боломжийг олгодог. Нэмж дурдахад Arduino нь хүчээр ажилладаг

Харамсалтай нь эдгээр мэдрэгч нь аммиакийн агууламжтай пропорциональ шугаман гаралтыг өгдөггүй. Эдгээр мэдрэгч нь электрохимийн эсээр хийгдсэн бөгөөд концентрацитай холбоотой эсэргүүцлийг өөрчилдөг. Эсэргүүцэл нь төвлөрөл нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.

Эдгээрийн гол асуудал бол тэдгээрийг өөр өөр төрлийн хий хэмжихэд зориулагдсан бөгөөд цахилгаан химийн эсүүд хачирхалтай хариу үйлдэл үзүүлдэг. Жишээлбэл, шингэн аммиакийн ижил дээжийн хувьд хоёр мэдрэгч нь өөр өөр гаралтыг өгдөг. Тэд бас нэлээд удаан байдаг.

Аль ч тохиолдолд мэдрэгчийн эсэргүүцлийг 0-5V болгож, дараа нь чиг хандлагын муруй ашиглан тэгшитгэлийг arduino ашиглан "ppm" (= нэг хэсэг нь хийн концентрацийг хэмжих холбогдох нэгж) болгон хөрвүүлнэ. эдгээр мэдрэгчийн баримт бичиг.

Алхам 3: Bluetooth -ээр өгөгдөл илгээх

Мэдрэгчийг лабораторийн янз бүрийн газарт байрлуулахын тулд 9V батерейгаар ажилладаг Arduino самбартай шууд холбогддог. Агаар дахь аммиакийн үр дүнг Rapsberry карт руу дамжуулахын тулд bluetooth модулийг ашигладаг. Мэдрэгчийн самбарт шууд холбогдсон анхны картыг боол гэж нэрлэдэг.

Bluetooth модулийг ашиглахын тулд тэдгээрийг эхлээд тохируулах хэрэгтэй. Үүний тулд модулийн EN зүүг 5V -д холбож (2 секунд тутамд гэрэл анивчиж байгааг харах ёстой) модулийн товчлуурыг дарна уу. Arduino дахь хоосон кодыг зааж, модулийн RX зүүг arduino -ийн TX зүү рүү холбоно уу. Үүний дараа цуваа монитор руу орж, Baud -ийн зөв хурдыг сонгоод (бидний хувьд 38400 Br байсан) AT гэж бичнэ үү.

Хэрэв цуваа дэлгэц дээр "Ok" гарч ирвэл та AT горимд орсон болно. Та одоо модулийг боол эсвэл мастер болгон тохируулж болно. Та AT горимын бүх тушаалыг агуулсан pdf файлыг доороос олж болно.

Дараах вэбсайт нь манай bluetooth модулийн AT горим дахь алхмуудыг харуулж байна:

Bluetooth модуль нь arduino -ийн 4 зүү, 3.3V хүчдэл хуваагч, газардуулга, TX ба RX зүү ашигладаг. TX ба RX тээглүүр ашиглах нь өгөгдлийг картны цуваа портоор дамжуулдаг гэсэн үг юм.

Bluetooth модулийн RX зүү нь Arduino -ийн TX зүүтэй холбогдсон бөгөөд эсрэгээр холбогдсон гэдгийг бүү мартаарай.

Bluetooth модулиудын хоёр гэрэл хоёулаа бие биетэйгээ холбогдохдоо ойролцоогоор 2 секунд тутамд 2 удаа анивчиж байгааг харах ёстой.

Хүлээн авсан болон илгээсэн кодыг хоёуланг нь нэг картанд хийж дараа нь энд хавсаргасан болно.

Алхам 4: Өгөгдөл хүлээн авах, Raspberry Pi руу шилжүүлэх

Төслийн энэ хэсгийг arduino мега хийдэг.

Энэ карт нь өгөгдөл хүлээн авахаар тохируулсан bluetooth модуль, бөөрөлзгөнө pi -тэй холбогдсон байна. Үүнийг Мастер гэдэг.

Энэ тохиолдолд bluetooth модуль нь нэг цуваа порт ашигладаг бөгөөд өгөгдлийг өөр цуваа порт ашиглан бөөрөлзгөнө pi руу дамжуулдаг. Ийм учраас бидэнд 2 ба түүнээс дээш цуваа порт бүхий карт хэрэгтэй болно.

Код нь өмнөхтэй бараг ижил байна.

Алхам 5: Мэдээлэл бүртгэх, анхааруулах онцлог

Бөөрөлзгөнө pi нь өгөгдлийг 5 секунд тутамд (жишээлбэл, өөр байж болно).csv файлд бүртгэж, SD картны багтаамж дотор хадгалах болно.

Үүний зэрэгцээ, бөөрөлзгөнө концентраци хэт өндөр биш байгаа эсэхийг шалгаарай (жишээ нь 10 ppm-ээс дээш хэлбэлзэж болно), хэрэв тийм бол анхааруулах имэйл илгээнэ үү.

Гэхдээ бөөрөлзгөнө имэйлийг илгээхээс өмнө бага зэрэг тохиргоо хийх шаардлагатай байна. Үүнийг хийхийн тулд "/etc/ssmtp/ssmtp.conf" файл руу орж өөрийн хувийн мэдээллийг дагаж параметрүүдийг өөрчилнө үү. Та доорх жишээг олж болно (code_raspberry_conf.py).

Үндсэн кодын хувьд (blu_arduino_print.py), USB холбооны порттой ажиллахын тулд "цуваа" гэх мэт зарим номын санг импортлох эсвэл имэйлийг илгээхийн тулд "ssmtp" номын санг импортлох шаардлагатай байдаг.

Заримдаа өгөгдлийг Bluetooth -ээр илгээхэд алдаа гардаг. Үнэндээ, бөөрөлзгөнө / n -ээр төгссөн тоо байгаа үед л мөрийг унших боломжтой. Гэсэн хэдий ч, бөөрөлзгөнө заримдаа "\ r / n" эсвэл зүгээр л "\ n" гэх мэт өөр зүйлийг хүлээн авч болно. Тиймээс програмыг унтрахгүйн тулд бид Try - Except командыг ашигласан.

Үүний дараа энэ бол "хэрэв" гэсэн хэдхэн нөхцөл юм.

Алхам 6: Кейс хийх

Шаардлагатай тоног төхөөрөмж:

- 220*170*85 мм хэмжээтэй 1 уулзвар хайрцаг

- 153*110*55 мм хэмжээтэй 1 уулзвар хайрцаг

- Ногоон эрталон 500*15*15 мм

- 1.5 метр цахилгаан кабель

- 2 Bluetooth модуль

- 1 бөөрөлзгөнө

- 1 Arduino Mega

- 1 Genuino

- 9в батерей

- 1 Raspberry / Arduino холболтын кабель

- 2K ом 2 эсэргүүцэл

- 1 к ом 2 эсэргүүцэл

- Гагнуурын машин

- Өрөмдөгч машин

- Өрөмдлөгийн хэсэг

- бахө хайчлах

- Харсан

Бид зүсэлт хийсэн хоёр цахилгаан холболтын хайрцгаас эхлэв. Нэгдүгээрт, мэдрэгч/ялгаруулагч элементийг хэрэгжүүлэх: ногоон ERTALON -д үйлдвэрлэсэн Genuino картыг засах хоёр тулгуур. Дараа нь аммиак мэдрэгчийг тавьж тагийг нь засах шаардлагатай байв. Кабелийг мэдрэгчээс Genuino карт руу холбосон. Үүний дараа бид bluetooth модулийг хайрцагт хийж, кабелийг гагнаж, карттай холбов. Эцэст нь 9V батерейтай цахилгаан хангамжийг нэгтгэж, утастай болгосон. Мэдрэгч дууссаны дараа бид хүлээн авагч дээр ажиллаж эхлэв. Үүний тулд бид өмнөхтэй адил хоёр электрон картын (Raspberry болон Arduino мега) дэмжлэгийг хийж эхлэв. Дараа нь бид Raspberry -аас кабель, залгуур хийх нүхийг хайчилж авав. Bluetooth модулийг өмнөх шигээ зассан. Дараа нь хайрцгийн дээд хэсэгт цооног өрөмдөж, хоёр электрон самбарыг агааржуулах боломжтой бөгөөд хэт халалтаас зайлсхийх боломжтой болно. Энэ алхамыг дуусгахын тулд бүх кабелийг холбосон бөгөөд төслийг зөвхөн тэжээл өгч, турших шаардлагатай.

Алхам 7: Сайжруулалт

Сайжруулалтын хувьд хэд хэдэн зүйлийг дурдаж болно.

- Илүү сайн гүйцэтгэгч мэдрэгчийг сонгох. Үнэн хэрэгтээ тэд агаарт аммиакийн төрхийг хурдан илрүүлдэггүй. Үүн дээр аммиакаар ханасан бол түүнийг арилгахад тодорхой хугацаа хэрэгтэй болно.

- Манай төслийн үндсэн хэсэгт заасан Bluetooth модультай шууд arduino картыг ашигласан. Харамсалтай нь Genuino 101 Европын зах зээл дээр байхгүй болсон.

- Мэдрэгчийг байрлуулсан хайрцагт дэлгэцийг нэгтгэн концентрацийг тасралтгүй мэдэж аваарай

- csv файл дээр хадгалагдсан өгөгдлөөс графикийг автоматаар үүсгэхийг баталгаажуулах.