Kit de sonde chimique Arduino - Température et conductivité : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Un professeur de chimie avec qui je travaille voulait laisser ses étudiants construire un kit de capteur pour tester la conductivité et la température. Nous avons sélectionné quelques projets et ressources différents et je les ai combinés en un seul projet. Nous avons combiné un projet LCD, une sonde de conductivité et une sonde de capteur de température.

Sur la photo, le produit final.

Étape 1: Fournitures

Tu auras besoin de:

• Arduino Uno (j'ai utilisé le kit Sparkfun Inventors)
• Planche à pain
• Fils de cavalier
• Fils de pince crocodile
• Résistances 10K Ohm (x2)
• Affichage LCD
• Capteur de température (DS18B20)
• Sonde de conductivité (version bricolage à l'étape 6)
• Ruban électrique
• Fer à souder
• Souder
• Coupe-fil/dénudeur
• Pinces

Étape 2: schéma de câblage

Pour faire un plan que les élèves pourraient suivre, j'ai appris à faire un schéma de câblage. J'ai utilisé le logiciel Fritzing.

Étape 3: Construire le circuit LCD

Conceptuellement, j'ai divisé cela en 3 parties; l'écran LCD, le capteur de température et la sonde de conductivité.

J'ai construit le circuit LCD en suivant les instructions du guide du kit de l'inventeur Sparkfun: Circuit #15. Je ne vais pas essayer de taper toutes les connexions des broches (étudier le schéma de circuit).

Mods à la conception originale:

• J'ai déplacé l'écran LCD vers l'extrémité supérieure de la planche à pain afin de pouvoir économiser de l'espace sur l'extrémité inférieure de la planche.
• J'ai fait pivoter le potentiomètre bleu de 180 * et j'ai échangé les fils positif et négatif pour qu'ils correspondent.

Une fois le câblage terminé, j'ai téléchargé un croquis de test LCD de base.

Depuis des temps immémoriaux, tous les premiers programmes de codage devraient être "HELLO WORLD".

Étape 4: préparer le capteur de température

La photo de stock montre les fils nus d'origine. Ils sont trop courts dans la configuration d'origine.

Étapes pour rendre les extrémités utilisables:

1. Dénudez la gaine noire d'un ou deux pouces supplémentaires
2. Dénudez les fils individuels pour exposer 0,5 pouce de cuivre
3. Etamez le cuivre nu afin qu'ils puissent être insérés dans la planche à pain

Étape 5: câbler le capteur de température

Le capteur de température a 3 fils

• Rouge = Vcc (positif)
• Noir = Terre (Négatif)
• Blanc = Signal

Les fils rouge et noir vont dans leurs rails positifs et négatifs respectifs sur la planche à pain. La documentation sur le capteur de température (sur le site Sparkfun) est clairsemée. Mais de nombreuses critiques ont indiqué que vous avez besoin d'une résistance de rappel de 10K Ohm. Après essais et erreurs, j'ai découvert que cela était correct. Il s'agit également d'un capteur de température numérique, il doit donc se brancher sur les broches numériques de l'Arduino.

Câblage du fil blanc

• Le fil du capteur blanc est branché sur la rangée 25 sur la planche à pain (toute rangée convient)
• Une résistance de 10K Ohm est branchée sur la rangée 25 et le rail positif (il s'agit de la résistance de rappel)

• Un cavalier blanc est branché sur la rangée 25 et la broche numérique 7 sur l'Arduino.

  J'ai essayé de garder mes fils de cavalier de signal blancs pour des raisons de simplicité, mais n'importe quelle couleur fonctionnera

Étape 6: Sonde de conductivité DIY

J'ai suivi les instructions de cet exemple pour construire un capteur de conductivité.

À l'aide d'un morceau de fil nichrome (acquis du professeur de chimie), j'ai coupé deux longueurs égales d'environ 6 de long. Je les ai pliées comme on le voit sur les photos et je les ai collées sur une section avec un stylo Bic (reste de mon Perfect Pocket Pen 'ible) avec du ruban isolant. Avec les boucles sur les fils de la sonde, je peux utiliser des pinces crocodiles pour connecter la sonde à la planche à pain.

Alternatives:

Nous avons testé ce concept de sonde de conductivité à l'aide de "fils" réalisés en dépliant des trombones. Cela nous a donné des lectures similaires et nous utiliserons très probablement les trombones avec les élèves. Le fil du trombone se corrodera probablement beaucoup plus rapidement, mais ce sont essentiellement des consommables jetables.

Étape 7: câbler la sonde de conductivité

Encore une fois, nous avons suivi ces instructions pour câbler la sonde dans la maquette et l'arduino.

Câblez la sonde:

• Un cavalier ROUGE est branché sur le rail positif

  Une pince crocodile ROUGE relie ce fil ROUGE à un côté de la sonde de conductivité

• Une résistance de 10k Ohm est branchée sur la rangée 28 et le rail négatif
• Un cavalier BLANC est branché sur la rangée 28 et la broche analogique A0 sur l'Arduino

• Un cavalier NOIR est branché sur la rangée 28

  Une pince crocodile NOIR relie ce fil NOIR à l'autre côté de la sonde de conductivité

Étape 8: Codage

Encore une fois, j'ai combiné le code des 3 projets; LCD, température et conductivité. C'est assez simple et le code est bien commenté. Vous devrez télécharger et installer des bibliothèques supplémentaires pour que cela fonctionne. Vous aurez besoin des bibliothèques DallasTemperature et OneWire.