अमोनिया डिटेक्शन किट कैसे बनाएं: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

इस ट्यूटोरियल में हम आपको यह दिखाने जा रहे हैं कि अमोनिया की मात्रा को मापने के लिए अमोनिया सेंसर, आर्डिनो और रास्पबेरी का उपयोग कैसे करें और हवा में रिसाव या बहुत अधिक सांद्रता होने पर अलर्ट प्रदान करें!

यह परियोजना हमारी स्कूल परियोजना है, वास्तव में हमारे स्कूल की रासायनिक प्रयोगशाला यह पता लगाने के लिए एक प्रणाली चाहती थी कि हवा में अमोनिया की सांद्रता बहुत अधिक थी या नहीं। प्रयोगशाला में रासायनिक प्रयोगशाला हुड होते हैं, और छात्रों को रासायनिक वाष्पों को चूसने के लिए उन हुडों को चालू करने की आवश्यकता होती है। लेकिन अगर वे हुड को चालू करना भूल जाते हैं, तो लैब के अंदर जहरीले वाष्प फैल सकते हैं। यदि अमोनिया (जो एक जहरीली गैस है) को उन हुडों के बाहर महसूस किया जाता है, तो यह प्रणाली जिम्मेदार शिक्षक को अलर्ट प्राप्त करने की अनुमति देगी।

चरण 1: सामग्री

इस परियोजना के लिए आपको आवश्यकता होगी:

- 2x अमोनिया सेंसर MQ-137 (या जितना आप चाहें)

- 1x Arduino Uno (इसमें एक सीरियल पोर्ट है)

- 1x Genuino Mega 2560 (या 2 या अधिक सीरियल पोर्ट वाले अन्य बोर्ड)

- 2x HC-05 ब्लूटूथ मॉड्यूल

- 1x रास्पबेरी पाई मॉडल 3B

- 1x बैटरी 9वी

- तार, केबल और प्रतिरोधक

चरण 2: सेंसर से डेटा प्राप्त करना

सेंसर को एक arduino Uno से तार दिया जाता है।

इस एप्लिकेशन को महसूस करने के लिए, इस सेंसर को संचालित किया जाना चाहिए। ऐसा करने के लिए, 5V और arduino कार्ड के द्रव्यमान का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, एनालॉग इनपुट A0 सेंसर द्वारा दिए गए प्रतिरोध मान को पुनर्प्राप्त करना संभव बनाता है। इसके अलावा, Arduino संचालित है

दुर्भाग्य से, वे सेंसर अमोनिया सांद्रता के समानुपाती रैखिक आउटपुट प्रदान नहीं करते हैं। वे सेंसर एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल से बने होते हैं, जो एकाग्रता से संबंधित प्रतिरोध को बदलते हैं। एकाग्रता के साथ प्रतिरोध बढ़ता जाता है।

इनके साथ असली मुद्दा यह है कि ये विभिन्न प्रकार की गैस को मापने के लिए बने होते हैं, और इलेक्ट्रोकेमिकल सेल अजीब तरह से प्रतिक्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए, तरल अमोनिया के एक ही नमूने के लिए, दोनों सेंसर अलग-अलग आउटपुट प्रदान करते हैं। वे काफी धीमे भी हैं।

किसी भी तरह से, सेंसर द्वारा प्रदान किया गया प्रतिरोध 0-5V में परिवर्तित हो जाता है और फिर "पीपीएम" (= भागों प्रति मिलियन, यह गैस की एकाग्रता को मापने के लिए एक प्रासंगिक इकाई है), एक ट्रेंड कर्व का उपयोग करके और इसके समीकरण में प्रदान किया जाता है। इन सेंसर का प्रलेखन।

चरण 3: ब्लूटूथ के माध्यम से डेटा भेजना

प्रयोगशाला में विभिन्न स्थानों पर सेंसर स्थापित करने के लिए, वे सीधे 9V बैटरी द्वारा संचालित एक Arduino बोर्ड से जुड़े होते हैं। और हवा में अमोनिया के परिणामों को रैप्सबेरी कार्ड में संप्रेषित करने के लिए, ब्लूटूथ मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है। सेंसर बोर्ड से सीधे जुड़े पहले कार्ड को स्लेव कहा जाता है।

ब्लूटूथ मॉड्यूल का उपयोग करने के लिए, उन्हें पहले कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता होती है। उस उद्देश्य के लिए, मॉड्यूल के EN पिन को 5V से कनेक्ट करें (आपको हर 2 सेकंड में एलईडी को ब्लिंक करते हुए देखना चाहिए) और मॉड्यूल पर बटन दबाएं। Arduino में एक खाली कोड टेलीकोड करें और मॉड्यूल के RX पिन को arduino के TX पिन से कनेक्ट करें और इसके विपरीत। उसके बाद, सीरियल मॉनिटर में जाएं, सही बॉड दर चुनें (हमारे लिए, यह 38400 Br था) और एटी लिखें।

यदि सीरियल मॉनिटर "ओके" दिखाता है तो आपने एटी मोड में प्रवेश किया है। अब आप मॉड्यूल को स्लेव या मास्टर के रूप में सेट कर सकते हैं। आप एटी मोड के लिए सभी कमांड के साथ एक पीडीएफ नीचे पा सकते हैं।

निम्न वेबसाइट हमारे ब्लूटूथ मॉड्यूल के लिए एटी मोड में जाने के चरणों को दिखाती है:

ब्लूटूथ मॉड्यूल एक वोल्टेज विभक्त, जमीन, TX और RX पिन के साथ arduino के 4 पिन, 3.3V का उपयोग करता है। TX और RX पिन का उपयोग करने का मतलब है कि डेटा कार्ड के सीरियल पोर्ट द्वारा स्थानांतरित किया जाता है।

यह न भूलें कि ब्लूटूथ मॉड्यूल का पिन RX Arduino के TX पिन से जुड़ा है और इसके विपरीत।

आपको ब्लूटूथ मॉड्यूल के दोनों एलईडी को एक दूसरे से कनेक्ट होने पर हर 2 सेकंड में 2 बार झपकाते हुए देखना चाहिए।

रसीद और सेंड कोड दोनों को एक ही कार्ड पर प्राप्त किया जाता है और इसके बाद यहां संलग्न किया जाता है।

चरण 4: रास्पबेरी पाई में डेटा और स्थानांतरण प्राप्त करना

परियोजना का यह हिस्सा आर्डिनो मेगा द्वारा किया जाता है।

यह कार्ड एक ब्लूटूथ मॉड्यूल से जुड़ा है, जो डेटा प्राप्त करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है, और रास्पबेरी पाई। इसे कहते हैं मास्टर।

इस मामले में, ब्लूटूथ मॉड्यूल एक सीरियल पोर्ट का उपयोग करता है, और डेटा को दूसरे सीरियल पोर्ट का उपयोग करके रास्पबेरी पाई में स्थानांतरित किया जाता है। इसलिए हमें 2 या अधिक सीरियल पोर्ट वाले कार्ड की आवश्यकता होती है।

कोड लगभग पहले जैसा ही है।

चरण 5: लॉगिंग डेटा और अलर्ट फ़ीचर

रास्पबेरी पाई हर 5 सेकंड में डेटा लॉग करेगी (उदाहरण के लिए, भिन्न हो सकती है) एक.csv फ़ाइल में और इसे एसडी कार्ड की क्षमता के अंदर सहेजा जाएगा।

उसी समय, रास्पबेरी जाँच करें कि क्या सांद्रता बहुत अधिक नहीं है (उदाहरण के लिए 10ppm से अधिक, भिन्न हो सकती है) और यदि ऐसा है तो एक अलर्ट ई-मेल भेजें।

लेकिन इससे पहले कि रास्पबेरी ईमेल भेज सके, उसे थोड़ा कॉन्फ़िगरेशन चाहिए। इस उद्देश्य के लिए, "/etc/ssmtp/ssmtp.conf" फ़ाइल में जाएं और अपनी व्यक्तिगत जानकारी के बाद पैरामीटर बदलें। आप नीचे एक उदाहरण पा सकते हैं (code_raspberry_conf.py)।

जहां तक मुख्य कोड (blu_arduino_print.py) का संबंध है, इसे ईमेल भेजने के लिए USB संचार पोर्ट या लाइब्रेरी "ssmtp" के साथ काम करने के लिए "सीरियल" जैसे कुछ पुस्तकालयों को आयात करने की आवश्यकता है।

कभी-कभी, ब्लूटूथ द्वारा डेटा भेजते समय त्रुटि हो सकती है। वास्तव में, रास्पबेरी केवल एक पंक्ति पढ़ सकता है जब कोई संख्या / n से समाप्त हो जाती है। हालांकि, रास्पबेरी कभी-कभी "\r\n" या बस "\n" जैसा कुछ और प्राप्त कर सकता है। इसलिए, प्रोग्राम को बंद करने से बचने के लिए, हमने ट्राई - एक्सेप्ट कमांड का इस्तेमाल किया।

इसके बाद, यह "अगर" स्थितियों का एक गुच्छा है।

चरण 6: मामले बनाना

जरूरी उपकरण:

- 220*170*85 मिमी. का 1 जंक्शन बॉक्स

- १५३*११०*५५ मिमी. का १ जंक्शन बॉक्स

- ग्रीन एर्टलॉन 500*15*15 मिमी

- 1.5 मीटर बिजली के तार

- 2 ब्लूटूथ मॉड्यूल

- 1 रास्पबेरी

- 1 अरुडिनो मेगा

- 1 Genuino

- 9वी बैटरी

- 1 रास्पबेरी / अरुडिनो कनेक्शन केबल

- 2K ओम के 2 प्रतिरोधक

- 1K ओम के 2 प्रतिरोधक

- सोल्डरिंग मशीन

- बेधन यंत्र

- ड्रिलिंग बिट्स

- काटने वाला सरौता

- देखा

हमने दो विद्युत जंक्शन बक्से से शुरू किया जिसमें कटौती की गई थी। सबसे पहले, सेंसर/एमिटर तत्व की प्राप्ति: दो जेनुइनो कार्ड को ठीक करने के लिए समर्थन करता है जहां हरे ERTALON में बनाया गया है। फिर, अमोनिया सेंसर लगाने और इसे ठीक करने के लिए ढक्कन को काटना आवश्यक था। केबल को सेंसर से जेनुइनो कार्ड से जोड़ा गया था। उसके बाद हमने ब्लूटूथ मॉड्यूल को बॉक्स पर रखा, केबलों को मिलाया और उन्हें कार्ड से जोड़ा। अंत में, 9वी बैटरी के साथ बिजली की आपूर्ति को एकीकृत और वायर्ड किया गया। जब सेंसर समाप्त हो गया, तो हम रिसीवर पर काम करना शुरू करने में सक्षम थे। इसके लिए पहले की तरह ही हमने दो इलेक्ट्रॉनिक कार्ड (रास्पबेरी और अरुडिनो मेगा) के लिए सपोर्ट बनाकर शुरुआत की। फिर हमने रास्पबेरी से केबल और प्लग के लिए स्लॉट काट दिए। ब्लूटूथ मॉड्यूल को पहले की तरह ही ठीक किया गया था। फिर, दो इलेक्ट्रॉनिक बोर्डों के लिए वेंटिलेशन की अनुमति देने और अति ताप के किसी भी जोखिम से बचने के लिए बॉक्स के शीर्ष पर छेद ड्रिल किए गए थे। इस चरण को पूरा करने के लिए, सभी केबल जुड़े हुए थे और परियोजना को केवल संचालित और परीक्षण करने की आवश्यकता है।

चरण 7: सुधार

सुधार के संदर्भ में, कई बिंदु उठाए जा सकते हैं:

- अधिक प्रदर्शन करने वाले सेंसर का विकल्प। दरअसल, वे हवा में अमोनिया की उपस्थिति का जल्दी से पता नहीं लगा पाते हैं। इसमें जोड़ें कि एक बार अमोनिया से संतृप्त होने के बाद, उन्हें इससे छुटकारा पाने के लिए एक निश्चित समय की आवश्यकता होती है।

- हमारे प्रोजेक्ट के आधार पर निर्दिष्ट ब्लूटूथ मॉड्यूल वाले सीधे एक Arduino कार्ड का उपयोग किया। दुर्भाग्य से, Genuino 101 अब यूरोपीय बाजार में उपलब्ध नहीं है।

- उस बॉक्स में एक डिस्प्ले को एकीकृत करें जहां निरंतर तरीके से एकाग्रता को जानने के लिए सेंसर स्थित है

- csv फ़ाइल में संग्रहीत डेटा से ग्राफ़ का स्वचालित निर्माण सुनिश्चित करें।