Proyecto paralelo: Probador de pureza del agua: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Este proyecto fue parte de mi plan de estudios en mi clase de Principios de Ingeniería con la Sra. Berbawy. Ella nos asignó a cada uno un presupuesto de $ 50 para presentar una propuesta de proyecto razonable, algo que se podría lograr, pero que desafiaría nuestras habilidades.

Este proyecto se basa en este modelo de MakeMagezine.com. Mide la conductividad eléctrica de un líquido y reproduce un sonido basado en la conductividad. Cuanto más fuerte es el sonido, más pura es el agua. Esto se basa en el concepto de divisor de voltaje. Cuanto más conductora sea la muestra, más voltaje se atraerá hacia la parte superior del circuito, lejos del altavoz. Esto hace que el altavoz reciba un voltaje menor, disminuyendo el volumen del sonido que produce.

El Arduino sirve como medio entre el circuito y la computadora donde se capturan las lecturas. Este proyecto se inspiró en un proyecto reciente que había realizado en una clase que era una introducción a Arduino y el breadboarding. Como un paso adelante para desafiarme a mí mismo y aplicar los conceptos que había aprendido, me esforcé por hacer este proyecto más complicado.

Suministros

1. Bus doble de placa de pruebas

2. Arduino UNO

3. Cables de puente

4. Conjunto de chips LM741

5. Chip temporizador 555

6. altavoz de 2-3 pulgadas

7. Potenciómetro de 10K ohmios

8. LED

9. Latiguillos con pinzas de cocodrilo

10. Cartón (para construcción de cajas)

11. Pennies (electrodos de cobre)

Paso 1: construcción del circuito

El primer paso es construir el circuito. El circuito utilizado para esta construcción fue inicialmente bastante abrumador para mí debido a su complejidad. Antes de tocar el circuito físico, es mejor si puede hacer una simulación o algún tipo de mapeo de sus componentes en una placa virtual que le facilitaría hacer el circuito físico. Para ello utilicé TinkerCAD. La forma más fácil de descomponer el circuito es dividiéndolo en 2 secciones principales: la sección superior alrededor del chip LM741 y la sección inferior alrededor del temporizador 555 y el altavoz. Inicialmente, se utilizaron cables de puente temporales en el proyecto, ya que eran fáciles de mover y manipular. Estos fueron reemplazados más tarde por los cables de puente rectos en el proyecto final. Esto facilita la resolución de problemas y el seguimiento de los elementos del circuito. Esta fase tomó la mayor cantidad de tiempo y no se completó hasta casi el final del proyecto.

Paso 2: ajuste del circuito (ajuste fino)

Una vez que se completó el circuito rudimentario, aún quedaban por hacer ajustes más finos. Es necesario calibrar el potenciómetro para que el sonido producido por el altavoz no sea ni demasiado débil ni demasiado alto. Como se mencionó anteriormente, este es el paso en el que se cambiaron los cables temporales por los permanentes que estaban presentes en el circuito final. Esto llevó bastante tiempo debido a la gran cantidad de cables utilizados. Los cables del altavoz también se recortaron para hacer que el artilugio que conecta el altavoz a la placa de pruebas sea lo más pequeño posible. Además, para mejorar la estética del circuito y reducir la posibilidad de rotura, se recortaron las resistencias y el LED.

Había un plan para integrar también un sensor de volumen para medir el volumen del sonido producido por el altavoz. El sensor se conectaría originalmente al puerto analógico Arduino. Luego, se crearía un programa Arduino para que el sensor captara lecturas. Esta idea se descartó más tarde ya que el sensor no funcionó como se esperaba y fue reemplazado por una computadora que registraría las lecturas a través del micrófono. Esto no es ideal, ya que una computadora es grande y voluminosa, pero era la mejor opción.

Paso 3: Fase de prueba

Esta es una de las etapas más vitales en la vida de cualquier proyecto y, a veces, puede resultar muy molesta. Detectar problemas en un circuito como este puede llevar mucho tiempo y resultar frustrante. En este escenario, el uso de un LED puede resultar muy útil. Poner un LED en la parte de cada elemento de la serie individual se puede usar para probar si la corriente fluye a través de esa parte del circuito.

Esta fase fue el tiempo durante el cual se realizaron la mayoría de los cambios importantes en el proyecto. Cambios como incluir una entrada de 5V en lugar de una entrada de 9V fue uno de los cambios que se produjeron durante esta etapa. La entrada de 9V estaba creando un sonido muy fuerte desde el altavoz. Al cambiar la entrada de potencia a 5V del Arduino, funcionó mucho mejor.

Paso 4: la caja

Esta parte del proyecto fue por estética y para hacerlo más compacto y fácil de manejar. Este paso no tuvo ningún efecto en la funcionalidad del proyecto. La caja está construida de cartón, con la parte superior y uno de los lados abiertos para deslizar los componentes hacia adentro y hacia afuera con facilidad. Esto se hizo teniendo en cuenta que el cable Arduino debe poder conectarse fácilmente al circuito. Además, este diseño también hace que el circuito sea más atractivo visualmente. Debería haber hecho una caja de madera cortada con láser, pero se me acabó el tiempo en el aula debido al Covid-19.

Paso 5: Créditos

Este proyecto no hubiera sido posible sin la Sra. Berbawy, quien proporcionó los fondos y los materiales para que este proyecto se llevara a cabo. Además, estoy agradecido con Sven y David que me ayudaron en el transcurso de la realización del proyecto dándome consejos útiles e instruyéndome sobre cómo funcionaban ciertas partes.