कम लागत वाला जल प्रवाह सेंसर और परिवेश प्रदर्शन: 8 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:24

पानी एक अनमोल संसाधन है। लाखों लोगों के पास पीने का साफ पानी नहीं है, और हर दिन लगभग 4000 बच्चे पानी से दूषित बीमारियों से मर जाते हैं। फिर भी हम अपने संसाधनों की बर्बादी जारी रखे हुए हैं। इस परियोजना का व्यापक लक्ष्य अधिक टिकाऊ जल उपयोग व्यवहार को प्रेरित करना और वैश्विक जल मुद्दों के बारे में जागरूकता बढ़ाना है। यह एक निर्देश है कि कैसे एक पाइप में पानी के प्रवाह का गंभीर रूप से पता लगाया जाए और एक परिवेश प्रदर्शन चलाया जाए। मैं एक पीजो ट्रांसड्यूसर, कुछ एलईडी और एक आर्डिनो का उपयोग कर रहा हूं। यह उपकरण इस बात का एक मोटा प्रोटोटाइप है कि अंततः एक प्रेरक तकनीक बन जाएगी जो स्थायी व्यवहार को प्रेरित करती है और पानी के उपयोग के बारे में जागरूकता बढ़ाती है। यह स्टेसी कुज़नेत्सोव और एरिक पॉलोस द्वारा कार्नेगी मेलॉन यूनिवर्सिटी ह्यूमन कंप्यूटर इंटरेक्शन इंस्टीट्यूट में लिविंग एनवायरनमेंट लैब में एक प्रोजेक्ट है। स्टेसी कुज़नेत्सोवस्टेस@cs.cmu.eduhttps://staceyk.orgएरिक पॉलोसेरिक@पॉलोस.नेटhttps://www द्वारा निर्मित। paulos.net/Living Environment Labhttps://www.living-environments.netनीचे दिया गया वीडियो इस प्रोजेक्ट के पिछले संस्करण को दिखाता है, जहां पानी के प्रवाह का पता लगाने के लिए पीजो तत्व के बजाय एक माइक्रोफोन का उपयोग किया जाता है। पीजो ट्रांसड्यूसर का उपयोग करते समय आप बेहतर प्रदर्शन प्राप्त करेंगे, इसलिए यह निर्देश योग्य विवरण पीजो दृष्टिकोण का है। इस परियोजना के विचारों और डिजाइन में मदद के लिए ब्रिम लिम, ब्रायन पेंडलटन, क्रिस हैरिसन और स्टुअर्ट एंडरसन का विशेष धन्यवाद!

चरण 1: सामग्री इकट्ठा करें

आपको आवश्यकता होगी: - ब्रेडबोर्ड- माइक्रोकंट्रोलर (मैंने एक अरुडिनो का इस्तेमाल किया) - मैस्टिक- पीजो ट्रांसड्यूसर (https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=2062402)- कुछ एलईडी (मैंने 2 पीले रंग का इस्तेमाल किया, 2 लाल, 2 हरा) - मोमबत्ती धारक या समान आकार के कंटेनर- तार- 1 मोहम (या अन्य बड़े मूल्य) प्रतिरोधी- 4.7 के प्रतिरोधी (3) - 1 के प्रतिरोधी (1) - कम मूल्य प्रतिरोधी (एलईडी के लिए) - क्लिपिंग वायर- जम्पर वायर- मैस्टिक- ऑप amp (LM613)

चरण 2: सर्किट बनाएँ

सर्किट में पीजो से सिग्नल को बढ़ाने के लिए एक एम्पलीफायर और बेस वोल्टेज को उठाने के लिए एक वोल्टेज डिवाइडर होता है। दो इनपुट के बीच एक उच्च-मूल्य अवरोधक होता है जो पीजो बनाता है, जो सिग्नल के लिए पुल-डाउन रेसिस्टर के रूप में कार्य करता है।

चरण 3: सर्किट का परीक्षण करें

पीजो को सर्किट में संलग्न करें, और आर्डिनो को हुक करें। वोल्टेज डिवाइडर बेस वोल्टेज को 2.5V पर सेट करता है, इसलिए सिग्नल के लिए बेस रीडिंग Arduino एनालॉग पिन (0 और 1023 के बीच आधा रास्ता) पर लगभग 512 होनी चाहिए। मेरा उतार-चढ़ाव +/- 30 के आसपास 520 है। आपको इस संख्या के आसपास कुछ उतार-चढ़ाव देखने को मिल सकता है।

चरण 4: कंपन का पता लगाने के लिए अपने सेंसर को कैलिब्रेट करें

जब नल चालू होता है, तो पाइप के कंपन के कारण पीजो एक उतार-चढ़ाव वाली धारा उत्पन्न करेगा। चूंकि बेस रीडिंग 520 के आसपास कम हो जाती है, आप कंपन का पता लगाने के लिए इस संख्या के आसपास एक आयाम की गणना कर सकते हैं। मेरी थ्रेशहोल्ड 130 पर सेट है, लेकिन आप इसे उस प्रकार के कंपन के आधार पर बढ़ा या घटा सकते हैं जिसे आप महसूस करना चाहते हैं और अपने विशेष पीजो पीस की संवेदनशीलता। सिग्नल का परीक्षण करने के लिए, पीजो को एक सपाट सतह पर संलग्न करने के लिए मैस्टिक का उपयोग करें। विभिन्न स्थानों और विभिन्न तीव्रताओं पर सतह पर टैप करने या खरोंचने का प्रयास करें देखें कि आपको Arduino पर किस प्रकार की रीडिंग मिलती है। शोर को कम करने के लिए, मैं इनपुट की चलती औसत की गणना करने की सलाह देता हूं। यह तरंग आयाम को निर्धारित करने का एक कच्चा तरीका है जो यादृच्छिक स्थिर धारा के कारण झूठी सकारात्मकता से बचा जाता है। एफएफटी जैसी अधिक उन्नत विधियों का भी उपयोग किया जा सकता है।// नमूना कोडिंट सेंसर = 2; // एनालॉग इनिंट वैल = 0; // एनालॉग पिनिंट औसत के लिए वर्तमान रीडिंग; // तरंग आयाम का औसत चल रहा है MIDPOINT = ५२०; // बेस रीडिंगवॉइड सेटअप () {Serial.begin (९६००); औसत = मध्यबिंदु; // मिडपॉइंट पर औसत सेट करें} शून्य लूप () {वैल = एनालॉगरेड (सेंसर); // तरंग आयाम की गणना करें अगर (वैल> मिडपॉइंट) {वैल = वैल - मिडपॉइंट; } और { वैल = मिडपॉइंट - वैल; } // एम्प्लीट्यूट avg के लिए रनिंग एवरेज की गणना करें = (औसत * 0.5) + (वैल * 0.5); अगर (औसत> 130) {// कंपन का पता चला! Serial.println ("टीएपी"); देरी (100); // सीरियल पोर्ट ओवरलोड नहीं है यह सुनिश्चित करने में देरी}}

चरण 5: एक परिवेश प्रदर्शन बनाएं

यदि आपका सेंसर ठीक से काम कर रहा है, तो आप जानकारी दिखाने के लिए एक एम्बिएंट डिस्प्ले जोड़ सकते हैं। मेरी एलईडी को इस तरह जोड़ा जाता है कि प्रत्येक रंग दो एलईडी द्वारा रोशन होता है। ऐसा करने के लिए, प्रत्येक रंग के 'इन' (शॉर्ट) लीड को एक साथ संलग्न करें, और Arduino से कनेक्ट करने से पहले कम-मूल्य वाले रोकनेवाला का उपयोग करें। सभी LED के ग्राउंड (लंबी) लीड को कनेक्ट करें और Arduino पर ग्राउंड से अटैच करें। LED कनेक्ट हो जाने के बाद, डिस्प्ले को रखने के लिए कैंडल-होल्डर का उपयोग करें। चूंकि मोमबत्ती धारक एल्यूमीनियम से बना होता है, आप सर्किट को छोटा करने से रोकने के लिए एलईडी डालने से पहले कंटेनर के नीचे एक इन्सुलेटर जैसे प्लास्टिक के टुकड़े को रखना चाह सकते हैं।

चरण 6: डिस्प्ले को चलाने के लिए सेंसर डेटा का उपयोग करें

मुझे हाथ धोने में लगभग 10 सेकंड का समय लगता है। इस प्रकार, मैंने टैप चालू होने के बाद पहले 10 सेकंड के लिए हरी बत्ती दिखाने के लिए डिस्प्ले को प्रोग्राम किया है। 10 सेकंड के बाद, पीली एलईडी चालू हो जाती है। अगर पानी 20 सेकंड के बाद भी चालू रहता है तो डिस्प्ले लाल हो जाता है, और अगर नल 25 सेकंड या उससे अधिक समय तक चलता रहता है तो लाल बत्ती चमकने लगती है। वैकल्पिक डिस्प्ले बनाने के लिए अपनी कल्पना का उपयोग कर सकते हैं!

चरण 7: सेंसर को माउंट करें और पानी के पाइप पर प्रदर्शित करें

पाईज़ो को टैप से जोड़ने के लिए मैस्टिक या मिट्टी का उपयोग करें, और शीर्ष पर डिस्प्ले को सुरक्षित करने के लिए मैस्टिक की एक और परत का उपयोग करें। आपको चरण 4 से अपने थ्रेशोल्ड आयाम या 'MIDPOINT' को फिर से समायोजित करना पड़ सकता है। सिग्नल तापमान से थोड़ा प्रभावित भी हो सकता है। पाइप का।

चरण 8: भविष्य के सुझाव

आप Arduino को बैटरी से चलाना चुन सकते हैं। एक आगामी ट्यूटोरियल आपको दिखाएगा कि कैसे बहते पानी से सीधे बिजली खींचकर, या आसपास के परिवेश प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके इस डिस्प्ले को कैसे चलाया जाए!