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基于物联网的水质传感器

消耗积分:2 | 格式:zip | 大小:0.27 MB | 2022-10-20

吴湛

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描述

水是我们日常生活中必不可少的资源。因此,我们必须确保它具有良好的使用质量。

什么是 TDS?

TDS 代表总溶解固体。顾名思义,它为我们提供了溶解在一定量水中的固体数量,以 ppm(百万分之几)为单位。TDS 是根据电导率 [S/m] 计算的。电导率越高,TDS值越高。以下是不同类型水的 TDS 值列表:

  • 纯净水:80-150
  • 自来水:250-350
  • 地下水:500-1000
  • 海水:约30000

根据WHO(世界卫生组织)的建议,饮用水的适宜TDS在300以下。但是,TDS低于100的水不能饮用,因为它缺乏必需的矿物质。高于 300 的水被认为太“硬”,因为它含有比需要更多的矿物质。

通常,我们使用 TDS 笔来测量水的 TDS。但是,我们无法将笔与 Arduino 集成。因此,有可以与 Arduino 集成的特殊 TDS 仪表。但是,我决定不使用 TDS 笔来完成这个项目。

 

电路

阿杜诺

  • 将 Arduino 的 5V 连接到面包板的一个电源轨
  • 将 Arduino 的接地连接到面包板的另一个电源轨
  • 将 1k 欧姆电阻的一端连接到地,另一端连接到面包板。将 Arduino 上的模拟引脚 A0 连接到电阻器。最后,将一根线连接到电阻器,将另一根线连接到 5V。将这些电线的自由端连接到鳄鱼夹上。

 

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将 Arduino 连接到面包板
 

 

液晶显示器

  • 将 VSS 引脚连接到接地轨
  • 将 VDD 引脚连接到 5V 电源轨
  • 将 V0 连接到电位器的中心引脚
  • 将电位器的两端连接到 5V 和接地
  • 将 RS 引脚连接到 Arduino 引脚 7
  • 将 R/W 引脚连接到接地轨
  • 将 E 引脚连接到 Arduino 引脚 8
  • 将 D4 连接到 Arduino 引脚 10
  • 将 D5 连接到 Arduino 引脚 11
  • 将 D6 连接到 Arduino 引脚 12
  • 将 D7 连接到 Arduino 引脚 13

 

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将 LCD 显示器连接到 Arduino
 

 

HC-05蓝牙模块

  • 将 VCC 引脚连接到 5V 电源轨
  • 将 GND 引脚接地
  • 将 TX 引脚连接到 Arduino 引脚 3(用作 RX)
  • 将 RX 引脚连接到 Arduino 引脚 2(用作 TX)

 

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将 HC-05 模块连接到 Arduino
 

 

RGB LED

  • 将公共阴极(最长引脚)接地
  • 通过 330 欧姆电阻将红色引脚(阴极引脚右侧)连接到 Arduino 上的 PWM 引脚 9
  • 通过 330 欧姆电阻将绿色引脚(阴极引脚左侧)连接到 Arduino 上的 PWM 引脚 6
  • 通过 330 欧姆电阻将蓝色引脚(最左侧)连接到 Arduino 上的 PWM 引脚 5

 

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将 RGB LED 连接到 Arduino
 

 

计算自由线之间电阻的推导

我们将使用欧姆定律,它指出通过电阻 R 的电阻器的电压 [V] 与流过电阻器的电流 [I] 成正比。换句话说, V = IR

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电阻系统示意图
 

虽然在 Arduino 上的模拟引脚 A0 的 2 个电阻器 [R₁ - 1000-ohm 和 R₂ - 自由线之间] 之间有一根线连接,但该线的电阻可以忽略不计,因此,我们可以说最小的电流流过电线。因此,R 1 和 R 2 串联。

所以,我们可以说V₁ = IR₁V₂ = IR₂

因此,我们可以说 V₂/V₁= IR₂/IR₁ =R₂/R₁

. 但是,我们不知道 V₂。

我们知道,在电阻的串联组合中,V₁+V₂ = V,其中 V = 5 伏特。由此,我们可以得到V₂ = 5-V₁

最后,将我们得到的值替换为V₂in V₂/V₁ = R₂/R₁,我们可以定义一个变量 buffer 为5-V₁/V₁,而不是V₂/V₁

最后,我们可以这么说R₂ = buffer * R₁

工作的

我们将计算被测水的电阻,并由此获得电阻率。为此,我们必须考虑容器的长度和横截面积。

R = r L/A
=> r = R A/L

从电阻率,我们可以得到电导率

c = 1/r

最后,我们从电导率中获得 TDS

TDS = c*7000

图书馆

您可以下载这些库并将它们添加到您的 Arduino IDE,或者您可以转到工具 -> 管理库 -> 搜索您要下载的库

 
 
 
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