ለትምህርት ዓላማዎች ቀላል የግፊት መለኪያ መሣሪያ 4 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:33

ከግፊት መለኪያዎች ጋር ለመጫወት በጣም ቀላል እና ቀላል መሣሪያ ለመገንባት የግንባታ መመሪያዎችን ከዚህ በታች ያገኛሉ። በጋዝ ህጎች ላይ ለት / ቤቶች ወይም ለሌላ STEM ተዛማጅ ፕሮጄክቶች ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል ፣ ግን ኃይሎችን ወይም ክብደትን ለመለካት ከሌሎች መሣሪያዎች ጋር ለመዋሃድ ሊስማማ ይችላል። በእነዚህ ቀናት ለሚገኙ የግፊት መለኪያዎች ብዛት ያላቸው አነፍናፊ መሰንጠቂያዎች ቢኖሩም ፣ ከእነዚህ ዳሳሾች ጋር ለመጫወት እና ለትምህርት ዓላማዎች ለመጠቀም ቀላል እና ርካሽ መሣሪያ አጣሁ። የእኔ ግንባታ በመሠረቱ አንድ ትልቅ የፕላስቲክ መርፌ እና አነፍናፊ መሰባበርን ያካተተ ነው። በሲሪንጅ ውስጥ። መሰንጠቂያው በሲሪንጅ መውጫ በኩል በሚያልፉ ኬብሎች ስብስብ ከማይክሮ መቆጣጠሪያ ጋር ተገናኝቷል። የሲሪንጅ መውጫው ሞቃታማ ሙጫ ወይም ሌላ ዘዴ በመጠቀም አየር እንዳይዘጋ የታሸገ ሲሆን ይህም የተወሰነ መጠን ያለው አየር በሲሪንጅ ውስጥ ተይዞ እንዲቆይ ይደረጋል።ከዚያም ዳሳሽ ከአርዱዲኖ ወይም ከሌላ ማይክሮ መቆጣጠሪያ ጋር ተገናኝቷል። የሲሪንጅ መርገጫ ሲንቀሳቀስ ፣ መጠኑ እና ግፊቱ ይለወጣል። የ Arduino IDE ተከታታይ ማሳያ ወይም ተከታታይ ሴራ በመጠቀም መለኪያዎች በእውነተኛ ጊዜ ሊታዩ ይችላሉ።

ደረጃ 1 - ያገለገሉ ቁሳቁሶች

150 ወይም 250 ሚሊ ፕላስቲክ ካቴተር መርፌ - በበይነመረብ በኩል ወይም በአቅራቢያዎ ባለው የሃርድዌር ወይም የአትክልት ሱቅ ውስጥ ለጥቂት ዶላር ወይም ዩሮ ይገኛል። የግፊት ዳሳሽ መለያየት - በባንግጎድ የገዛሁትን ርካሽ BMP280 (የሙቀት መጠን እና ግፊት) ዳሳሽ እጠቀም ነበር። ይህ እያንዳንዳቸው ከ 2 $ ባነሰ የ 3 ቪ መለያ/ወ/ደረጃ መለወጫ ነው። የመለኪያ ወሰን በ 650 እና በ 1580 hPa መካከል ይገኛል። ሰንጠረ andች እና የዳቦ ሰሌዳ - መሰንጠቂያውን ከዳቦ ሰሌዳ ጋር ለማገናኘት ረጅም መዝለያ ገመዶችን እጠቀም ነበር። ገመዶቹ ሲሪንጅ እስካለ ድረስ መሆን አለባቸው ፣ አለበለዚያ ኬብሎችን እና መሰባበርን ማገናኘት በጣም ከባድ ነው። ባለሁለት መስመር 5 -> 3 V ደረጃ መቀየሪያ -ከላይ ያለውን ዳሳሽ ከአርዲኖ ጋር ለማገናኘት ያስፈልጋል። የእርስዎ አነፍናፊ ከተቋረጠ አያስፈልግም ፣ ለምሳሌ። እንደ አዳፍ ፍሬው ስሪት ፣ አንድ ቀድሞውኑ በቦርዱ ላይ ተተግብሯል ፣ ወይም የእርስዎ ማይክሮ መቆጣጠሪያ ከ 3 ቪ አመክንዮ ጋር እየሰራ ነው። ማይክሮ መቆጣጠሪያ - የአርዱዲኖ ኡኖን ስሪት ፣ MonkMakesDuino ን እጠቀም ነበር ፣ ግን ማንኛውም የአርዱዲኖ ተኳሃኝ መስራት አለበት። ይህንን መመሪያ ከአዳፍ ፍሬዝ ከተከተሉ ማይክሮ -ቢት እንኳን ይሠራል። በዚህ ላይ በበለጠ በተለየ መመሪያ ውስጥ ይብራራል።

የሲሪንጅ መያዣ ለአንዳንድ መተግበሪያዎች ጠቃሚ ሊሆን ይችላል ፣ ግን አስፈላጊ አይደለም። የአርዱዲኖ አይዲኢ።

ደረጃ 2 - ስብሰባ እና ማመልከቻ

በዳቦ ሰሌዳዎ ላይ ሁሉንም ክፍሎች ያዘጋጁ። አስፈላጊ ከሆነ የማይክሮ መቆጣጠሪያ እና የደረጃ መቀየሪያን ያገናኙ። እንደዚያ ከሆነ በዳቦ ሰሌዳዎ ላይ ከኃይል ሀዲዶቹ አንዱን እንደ 5 ቮ ፣ ሌላውን እንደ 3 ቮ ይግለጹ እና ከማይክሮ መቆጣጠሪያ 5 ቮ ፣ 3 ቮ እና ከመሬት ወደቦች ጋር በቅደም ተከተል ያገናኙዋቸው ፣ ከዚያ የ 3 ቮ ፣ 5 ቮ እና የ GND ወደቦችን የደረጃ መቀየሪያውን ያገናኙ። አሁን የ SDA (A4) እና SCL (A5) የአርዲኖ ወደቦችን ከደረጃ መለወጫ 5V ጎን ሁለት ኃይል ከሌላቸው ወደቦች ጋር ያገናኙ። እባክዎን የ SDA እና SDA ወደቦች በማይክሮ መቆጣጠሪያዎች መካከል የሚለያዩ መሆናቸውን ልብ ይበሉ ፣ ስለዚህ እባክዎን ያንተን ይፈትሹ። በኋላ የሚጠቀሙባቸውን ገመዶች ከደረጃ መቀየሪያ ጋር ያገናኙት። የ SDA እና SCL ዳሳሽ ወደ ተጓዳኝ ወደቦች በደረጃ መለወጫ 3V ጎን ፣ የቪን እና ጂን ወደቦች ወደ 3 ቮ እና መሬት። የቀረበውን ስክሪፕት ለመጠቀም ከፈለጉ ፣ ወደ አርዱዲኖ አይዲኢ ተጨማሪ ቤተመፃህፍት መጫን አያስፈልግም። የ Adafruit BMP280 ስክሪፕትን ለመጠቀም ከመረጡ BMP280 ን እና አነፍናፊ ቤተመፃህፍትዎን ይጫኑ። የ BMP280 ስክሪፕት ይጫኑ እና ወደ አርዱinoኖ ይስቀሉት። ምክንያታዊ መረጃ ከተቀበሉ ለመፈተሽ ተከታታይ ሞኒተሩን ይጠቀሙ። ካልሆነ ግንኙነቶችን ይፈትሹ። አሁን ማይክሮ መቆጣጠሪያውን ያጥፉ እና አነፍናፊውን እና የዳቦ ሰሌዳውን የሚያገናኙትን ገመዶች ያላቅቁ። አሁን ገመዶቹን በሲሪንጅ መውጫ በኩል ያድርጉ። የጃምፐር ገመዶችን የሚጠቀሙ ከሆነ መውጫውን ማስፋት ወይም ትንሽ ማሳጠር አስፈላጊ ሊሆን ይችላል። የሴትየዋን ጫፎች እርስ በእርስ እርስ በእርስ መተላለፉን ያረጋግጡ። አንድ I2C መሰባበር አራት ኬብሎችን ይፈልጋል ፣ በተለየ ሁኔታ ቀለሞችን ይጠቀሙ። ከዚያ መሰባበርን እና ኬብሎችን እንደገና ያገናኙ ፣ እና ከላይ እንደተጠቀሰው ግንኙነቱ እየሰራ መሆኑን ያረጋግጡ። አሁን መሰንጠቂያውን ወደ መርፌው መውጫ ጫፍ ያንቀሳቅሱ። ጠመዝማዛውን ያስገቡ እና ከታቀደው የማረፊያ ቦታ ትንሽ ወደ ማእከላዊ ቦታ ያዙሩት። ገመዶችን ከዳቦ ሰሌዳው ጋር ያገናኙ እና ዳሳሹ እየሰራ መሆኑን ያረጋግጡ። የማይክሮ መቆጣጠሪያውን ያጥፉ እና ዳሳሹን ያላቅቁ። ወደ መውጫው መጨረሻ አንድ ትልቅ የሙቅ ሙጫ ጠብታ ይጨምሩ። ውስጡን በጥቂቱ ይጠቡ እና መጨረሻው የታሸገ አየር በጥብቅ መሆኑን ያረጋግጡ። ሙጫው እንዲቀዘቅዝ እና እንዲረጋጋ ያድርጉ ፣ ከዚያ አየሩ ጠባብ ከሆነ እንደገና ይፈትሹ። አስፈላጊ ከሆነ በቀሪዎቹ ቀዳዳዎች ላይ ተጨማሪ ሙጫ ይጨምሩ። የዳሳሽ ገመዶችን ከዳቦ ሰሌዳው ጋር ያገናኙ እና ማይክሮ መቆጣጠሪያውን ይጀምሩ። አነፍናፊው የሙቀት እና የግፊት እሴቶችን ከላከ ለመፈተሽ ተከታታይ ሞኒተርን ያግብሩ። ጠላፊውን በማንቀሳቀስ የግፊት እሴቶችን መለወጥ ይችላሉ። ነገር ግን ጠቋሚውን ሲገፉ ወይም ሲጫኑ የሙቀት እሴቶችን በቅርበት ይመልከቱ።

ተከታታይ ሞኒተሩን ይዝጉ እና ‹ተከታታይ ሴራ› ን ይክፈቱ ፣ ጠላፊውን ያንቀሳቅሱ። ይጫወቱ!

አስፈላጊ ከሆነ ፣ ትንሽ አየር ወደ ውስጥ እንዲገባ ወይም እንዲወጣ በማድረግ በመያዣው አካባቢ አቅራቢያ ባለው የሲሪንጅ ጎኖች ላይ ትንሽ ኃይልን በመጠቀም ድምጹን ማረም ይችላሉ።

ደረጃ 3 ውጤቶች እና እይታ

እዚህ በተገለጸው መሣሪያ ፣ በቀላል የፊዚክስ ሙከራ ውስጥ የመጭመቂያ እና የግፊትን ትስስር ማሳየት ይችላሉ። መርፌው በላዩ ላይ ካለው ልኬት ጋር ሲመጣ ፣ የመጠን ሙከራዎችን እንኳን ለማከናወን ቀላል ነው።

በቦይል ሕግ መሠረት [ጥራዝ * ግፊት] በተወሰነ የሙቀት መጠን ለጋዝ ቋሚ ነው። ይህ ማለት የተወሰነ መጠን ያለው ጋዝ ኤን-ማጠፍ (መጨመሪያ) ከጨመሩ ፣ ማለትም የመጨረሻው መጠን 1/N ከሆነ ፣ የእሱ ግፊት እንዲሁ N- እጥፍ ይጨምራል ፣ እንደ P1*V1 = P2*V2 = const።

ለተጨማሪ ዝርዝሮች እባክዎን በጋዝ ህጎች ላይ በዊኪፔዲያ ጽሑፍ ላይ ይመልከቱ።

ስለዚህ በማረፊያ ነጥቦች ለምሳሌ. V1 = 100 ml እና P1 = 1000 hPa ፣ ወደ 66 ሚሊ ገደማ (ማለትም V2 = 2/3 ከ V1) ወደ 1500 hPa (P2 = 3/2 የ P1) ግፊት ያስከትላል። ቧንቧን ወደ 125 ሚሊ (5/4 እጥፍ መጠን) መጎተት 800 hPa (4/5 ግፊት) ግፊት ይሰጣል። የእኔ መለኪያዎች ለእንደዚህ ዓይነቱ ቀላል መሣሪያ በሚያስገርም ሁኔታ ትክክለኛ ነበሩ።

በተጨማሪም በአንጻራዊ ሁኔታ ሲታይ አነስተኛ መጠን ያለው አየር ለመጭመቅ ወይም ለማስፋፋት ምን ያህል ኃይል እንደሚያስፈልግ ቀጥተኛ ሀይፕቲክ ግንዛቤ ይኖርዎታል።

ግን እኛ ደግሞ አንዳንድ ስሌቶችን ማከናወን እና በሙከራ ማረጋገጥ እንችላለን። በ 1000 hPa መሠረታዊ ባሮሜትሪክ ግፊት አየርን ወደ 1500 ኤኤፒኤ እንጨምራለን እንበል። ስለዚህ የግፊት ልዩነት 500 hPa ፣ ወይም 50, 000 ፓ ለኔ መርፌ ፣ የፒስተን ዲያሜትር (መ) ወደ 4 ሴ.ሜ ወይም 0.04 ሜትር ነው።

አሁን ፒስተን በዚያ ቦታ ለመያዝ የሚያስፈልገውን ኃይል ማስላት ይችላሉ። የተሰጠው P = F/A (ግፊት በአከባቢ የተከፋፈለ ኃይል ነው) ፣ ወይም ተቀይሯል F = P*A። የ “SI” ኃይል ለኃይል “ኒውተን” ወይም ኤን ፣ ለርዝመት “ሜትር” ወይም ሜትር ፣ እና “ፓስካል’ ወይም ፓ ግፊት። 1 ፓ በአንድ ካሬ ሜትር 1N ነው። ((መ/2)^2) * ፒ ፣ ለሲንጅዬ 0.00125 ካሬ ሜትር ይሰጣል። ስለዚህ 50 ፣ 000 ፓ * 0.00125 ሜ^2 = 63 N. በምድር ላይ ፣ 1 N ከ 100 ግራ ክብደት ጋር ይዛመዳል ፣ ስለዚህ 63 N የ 6.3 ኪ.ግ ክብደት ከመያዝ ጋር እኩል ናቸው።

ስለዚህ በግፊት መለኪያዎች ላይ በመመርኮዝ አንድ ዓይነት ልኬት መገንባት ቀላል ይሆናል።

የሙቀት ዳሳሹ እጅግ በጣም ስሱ ስለሆነ ፣ አንድ ሰው በሙቀት ላይ የመጭመቂያውን ውጤት እንኳን ማየት ይችላል። እኔ BME280 ዳሳሹን የሚጠቀሙ ከሆነ ፣ ያ የእርጥበት መጠንን ሊሠራ ይችላል ፣ በአንጻራዊ እርጥበት ላይ የግፊት ውጤቶችን እንኳን ያያሉ።

የአርዱዲኖ አይዲኢ ተከታታይ ሴራተር የግፊት ለውጦቹን በእውነተኛ ጊዜ ለማሳየት ይፈቅዳል ፣ ግን ሌላ ፣ የበለጠ የተብራሩ መፍትሄዎች እንዲሁ ይገኛሉ ፣ ለምሳሌ። በሂደት ቋንቋ።

ተንሳፋፊውን በአንድ ወይም በሌላ መንገድ ለማንቀሳቀስ የሚሞክሩ ኃይሎችን በቁጥር ለመለካት ስለሚፈቅድ ከትምህርት ዓላማዎች ጎን ፣ አንዱ ስርዓቱን ለአንዳንድ የእውነተኛ ዓለም መተግበሪያዎች ሊጠቀም ይችላል። ስለዚህ በጠባባዩ ላይ የተቀመጠውን ክብደት ወይም በጠባቂው ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድር ኃይልን መለካት ፣ ወይም የተወሰነ የመድረሻ እሴት ከተደረሰ በኋላ ብርሃንን ወይም ድምጽ ማጉያውን የሚያነቃቃ ወይም ድምጽ የሚጫወት መቀየሪያ መገንባት ይችላሉ። ወይም በቧንቧው ላይ በተተገበረው የኃይል ጥንካሬ ላይ በመመርኮዝ ድግግሞሹን የሚቀይር የሙዚቃ መሣሪያ ሊገነቡ ይችላሉ።

ደረጃ 4 - ስክሪፕቱ

እዚህ ያከልኩት ስክሪፕት በባንግጎድ ድርጣቢያ ላይ የተገኘውን የ BME280 ስክሪፕት ማሻሻያ ነው። እኔ በአርዲኖ አይዲኢ ተከታታይ ፕሌተር ውስጥ በተሻለ ለማሳየት እንዲችሉ የ Serial.print ትዕዛዞችን አመቻቸሁ።

የአዳፍሩዝ ስክሪፕት በጣም ጥሩ ይመስላል ፣ ግን አንዳንድ ቤተመፃህፍቶቻቸውን ይፈልጋል እናም የባንግጎድ ዳሳሹን አያውቅም።