Mengukur kekeruhan air untuk menentukan kualiti air menggunakan arduino dan sensor kekeruhan

Ketika datang ke cecair, kekeruhan adalah istilah penting. Kerana ia berperanan penting dalam dinamika cecair dan juga digunakan untuk mengukur kualiti air. Oleh itu, dalam tutorial ini, mari kita bincangkan apa itu kekeruhan, bagaimana mengukur kekeruhan cecair menggunakan Arduino. Sekiranya anda ingin melanjutkan projek ini, anda juga dapat mempertimbangkan untuk menghubungkan meter pH dengan Arduino dan juga membaca nilai pH air untuk menilai kualiti air dengan lebih baik. Sebelum ini kami juga telah membangun perangkat pemantauan kualiti Air berdasarkan IoT menggunakan ESP8266, anda juga boleh melihatnya jika berminat. Yang dikatakan, mari kita mulakan

Apakah kekeruhan dalam cecair?

Kekeruhan adalah tahap atau tahap keruh atau kabur cecair. Ini berlaku kerana adanya sebilangan besar zarah yang tidak kelihatan (dengan mata kasar) yang serupa dengan asap putih di udara. Apabila cahaya melewati cecair, gelombang cahaya tersebar Kerana adanya zarah-zarah kecil ini. Kekeruhan suatu cecair berkadar langsung dengan zarah terampai bebas iaitu jika bilangan zarah meningkat kekeruhan juga akan meningkat.

Bagaimana Mengukur Kekeruhan menggunakan Arduino?

Seperti yang saya sebutkan sebelumnya, kekeruhan berlaku disebabkan oleh penyerakan gelombang cahaya, untuk mengukur kekeruhan, kita harus mengukur penyerakan cahaya. Kekeruhan biasanya diukur dalam unit kekeruhan nefelometrik (NTU) atau unit kekeruhan Jackson (JTLJ), bergantung pada kaedah yang digunakan untuk pengukuran. Kedua-dua unit kira-kira sama.

Sekarang mari kita lihat bagaimana sensor kekeruhan berfungsi, ia mempunyai dua bahagian, pemancar dan Penerima. Pemancar terdiri daripada sumber cahaya yang biasanya dipimpin dan litar pemacu. Di hujung penerima, terdapat alat pengesan cahaya seperti photodiode atau LDR. Kami meletakkan penyelesaian di antara pemancar dan penerima.

Pemancar hanya memancarkan cahaya, gelombang cahaya melewati larutan dan penerima menerima cahaya. Biasanya (tanpa adanya larutan) cahaya yang dipancarkan sepenuhnya menerima di sisi penerima. Tetapi dengan adanya larutan keruh, jumlah cahaya yang dipancarkan sangat rendah. Di sisi penerima, kita hanya mendapat cahaya intensiti rendah dan intensiti ini berbanding terbalik dengan kekeruhan. Oleh itu, kita dapat mengukur kekeruhan dengan mengukur intensiti cahaya jika intensiti cahaya tinggi, larutannya kurang keruh dan jika intensitas cahaya sangat rendah yang bermaksud larutannya lebih keruh.

Komponen yang Diperlukan untuk Membuat Meter Kekeruhan

Modul kekeruhan
Arduino
16 * 2 I2C LCD
LED RGB katod biasa
Papan roti
Wayar pelompat

Gambaran keseluruhan Sensor Kekeruhan

Sensor kekeruhan yang digunakan dalam projek ini ditunjukkan di bawah.

Seperti yang anda lihat, modul sensor kekeruhan ini dilengkapi dengan 3 bahagian. Papan kalis air, litar pemandu, dan wayar penyambung. Probe ujian terdiri daripada pemancar dan penerima.

Gambar di atas menunjukkan, modul jenis ini menggunakan diod IR sebagai sumber cahaya dan penerima IR sebagai pengesan. Tetapi prinsip kerja sama seperti sebelumnya. Bahagian pemandu (ditunjukkan di bawah) terdiri daripada op-amp dan beberapa komponen yang menguatkan isyarat cahaya yang dikesan.

Sensor sebenar boleh disambungkan ke modul ini dengan menggunakan penyambung JST XH. Ia mempunyai tiga pin, VCC, ground, dan output. Vcc menyambung ke 5v dan tanah ke tanah. Keluaran modul ini adalah nilai analog yang berubah mengikut intensiti cahaya.

Ciri-ciri Utama Modul Kekeruhan

Voltan Operasi: 5VDC.
Semasa: 30mA (MAX).
Suhu operasi: -30 ° C hingga 80 ° C.
Sesuai dengan Arduino, Raspberry Pi, AVR, PIC, dll.

Sensor Kekeruhan antara muka dengan Arduino - Circuit Diagram

Skema lengkap untuk menyambungkan sensor Kekeruhan ke Arduino ditunjukkan di bawah, litar ini dirancang menggunakan EasyEDA.

Ini adalah gambarajah litar yang sangat mudah. Output sensor kekeruhan adalah analog sehingga disambungkan ke pin Adu Arduino, LCD I2C disambungkan ke pin I2C Arduino iaitu SCL ke A5 dan SDA ke A4. Kemudian LED RGB disambungkan ke pin digital D2, D3, dan D4. Setelah sambungan selesai, persediaan perkakasan saya kelihatan seperti di bawah.

Sambungkan VCC sensor ke Arduino 5v, kemudian sambungkan tanah ke tanah. Pin output sensor ke analog 0 Arduino. Seterusnya, sambungkan VCC dan ground modul LCD ke 5v dan ground Arduino. Kemudian SDA ke A4 dan SCL ke A5, kedua pin ini adalah pin I2C Arduino. akhirnya menghubungkan tanah LED RGB ke tanah Arduino dan menyambung hijau ke D3, biru ke D4, dan merah ke D5.

Memprogram Arduino untuk Mengukur Kekeruhan di Air

Rancangannya adalah untuk menunjukkan nilai kekeruhan dari 0 hingga 100. Maksudnya meter harus menunjukkan 0 untuk cecair tulen dan 100 untuk nilai yang sangat keruh. Kod Arduino ini juga sangat mudah dan kod lengkapnya terdapat di bahagian bawah halaman ini.

Pertama, saya memasukkan perpustakaan kristal cecair I2C kerana kami menggunakan LCD I2C untuk meminimumkan sambungan.

# sertakan

Kemudian saya menetapkan bilangan bulat untuk input sensor.

int sensorPin = A0;

Di bahagian persediaan, saya menentukan pin.

pinMode (3, OUTPUT); pinMode (4, OUTPUT); pinMode (5, OUTPUT);

Pada bahagian gelung, Seperti yang saya nyatakan sebelumnya, output sensor adalah nilai analog. Oleh itu, kita perlu membaca nilai-nilai tersebut. Dengan bantuan fungsi Arduino AnalogRead , kita dapat membaca nilai output di bahagian gelung.

int sensorValue = analogRead (sensorPin);

Pertama, kita perlu memahami tingkah laku sensor kita, yang bermaksud kita perlu membaca nilai minimum dan nilai maksimum sensor kekeruhan. kita dapat membaca nilai itu pada monitor bersiri menggunakan fungsi serial.println .

Untuk mendapatkan nilai-nilai ini, pertama, baca sensor dengan bebas tanpa sebarang penyelesaian. Saya mendapat nilai sekitar 640 dan setelah itu, letakkan zat hitam di antara pemancar dan penerima, kita mendapat nilai yang merupakan nilai minimum, biasanya, nilai itu adalah sifar. Oleh itu, kami mendapat 640 maksimum dan sifar minimum. Sekarang kita perlu menukar nilai-nilai ini menjadi 0-100

Untuk itu, saya menggunakan fungsi peta Arduino.

int kekeruhan = peta (sensorValue, 0,640, 100, 0);

Kemudian saya menunjukkan nilai-nilai tersebut di paparan LCD.

lcd.setCursor (0, 0); lcd.print ("kekeruhan:"); lcd.print (""); lcd.setCursor (10, 0); lcd.print (kekeruhan);

Selepas itu, dengan bantuan jika keadaan, saya memberikan keadaan yang berbeza.

jika (kekeruhan <20) { digitalWrite (2, TINGGI); digitalWrite (3, RENDAH); digitalWrite (4, RENDAH); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("itu BERSIH"); }

Ini akan mengaktifkan lampu hijau dan memaparkan "jelas" pada LCD jika nilai kekeruhan di bawah 20.

jika ((kekeruhan> 20) && (kekeruhan <50)) { digitalWrite (2, RENDAH); digitalWrite (3, TINGGI); digitalWrite (4, RENDAH); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("CLOUDY nya"); }

Ini akan menyala biru aktif dan memaparkan "keruh" pada LCD jika nilai kekeruhan antara 20 hingga 50.

jika ((kekeruhan> 50) { digitalWrite (2, LOW); digitalWrite (3, HIGH); digitalWrite (4, LOW); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("THE DIRTY"); }

Ini akan menyala merah aktif dan memaparkan "itu kotor" pada LCD jika nilai kekeruhan lebih besar daripada 50 seperti yang ditunjukkan di bawah.

Cukup ikuti rajah litar dan muat naik kodnya, jika semuanya betul, anda harus dapat mengukur kekeruhan air dan LCD harus memaparkan kualiti air seperti gambar di atas.

Perhatikan bahawa meter kekeruhan ini menunjukkan peratusan kekeruhan dan mungkin bukan nilai industri yang tepat, tetapi tetap dapat digunakan untuk membandingkan kualiti air dua air. Penyelesaian lengkap projek ini terdapat dalam video di bawah. Semoga anda menikmati tutorial dan mempelajari sesuatu yang berguna jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, anda boleh meninggalkannya di bahagian komen di bawah atau menggunakan forum CircuitDigest untuk menghantar soalan teknikal anda atau memulakan perbincangan yang berkaitan.