Ib Qhov Kev Ntsuas Siab Yooj Yim rau Lub Hom Phiaj Kev Kawm: 4 Kauj Ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:29

Hauv qab no koj pom cov lus qhia hauv tsev rau qhov yooj yim heev thiab yooj yim los tsim cov cuab yeej ua si nrog ntsuas ntsuas. Tej zaum nws yuav siv tau rau tsev kawm ntawv lossis lwm yam STEM cuam tshuam txog Cov Haujlwm hauv cov cai lij choj roj, tab sis kuj tseem tuaj yeem hloov kho kom sib xyaw ua ke rau lwm yam khoom siv los ntsuas lub zog lossis hnyav. Thaum muaj tus lej loj ntawm qhov ntsuas hluav taws xob rau ntsuas ntsuas muaj nyob rau niaj hnub no, Kuv tau ploj yam khoom yooj yim thiab pheej yig los ua si nrog cov ntsuas no thiab siv lawv rau lub hom phiaj kev kawm. Kuv kev tsim muaj cov raj yas loj thiab lub ntsuas hluav taws xob tso tawm sab hauv ntawm lub raj mis. Qhov kev tawm tsam yog txuas nrog lub microcontroller los ntawm txheej kab txuas mus los ntawm lub qhov hluav taws xob ntawm lub koob txhaj tshuaj. Lub qhov hluav taws xob ntawm lub koob txhaj tshuaj tau kaw lub qhov cua uas siv cov kua nplaum kub, lossis qee qhov lwm txoj hauv kev, ua rau muaj huab cua txhais tau tias raug kaw sab hauv lub koob txhaj tshuaj. Thaum lub plunger ntawm lub koob txhaj tshuaj tau txav mus los, ntim thiab siab yuav hloov. Cov kev ntsuas tuaj yeem nthuav tawm hauv lub sijhawm tiag tiag uas siv lub ntsuas saib lossis cov phiaj xwm ntawm Arduino IDE.

Kauj Ruam 1: Cov Khoom Siv

150 lossis 250 ml yas raj yas raj - muaj nyob hauv internet lossis ntawm cov khoom siv kho vajtse lossis lub khw muag khoom ze koj rau ob peb $ lossis Euro. Ntau qhov ntsuas qhov ntsuas tawm - Kuv siv qhov pheej yig BMP280 (ntsuas kub thiab siab) sensor kuv yuav ntawm Banggood. Nov yog 3V kev tawm tsam w/o qib hloov pauv, rau tsawg dua 2 $ txhua. Qhov ntsuas ntau nyob ntawm 650 thiab kwv yees li 1580 hPa. Cables thiab daim ntawv qhia zaub mov: Kuv tau siv cov hlua jumper ntev los txuas rau qhov tawg nrog lub khob cij. Cov kab hluav taws xob yuav tsum tsawg kawg yog ntev li ntev tau lub koob txhaj tshuaj, txwv tsis pub txuas cov xov hluav taws xob thiab tawg tawm yog qhov nyuaj heev. Tsis xav tau yog tias koj lub sensor tawg, piv txwv li raws li Adafruit version, muaj ib qho twb tau ua tiav ntawm lub rooj tsavxwm, lossis koj lub microcontroller ua haujlwm nrog 3V lub tswv yim. Txawm tias Micro: me ntsis ua haujlwm yog tias koj ua raws cov lus qhia no los ntawm Adafruit. Xav paub ntau ntxiv txog qhov no yuav tham txog hauv cov lus qhia cais.

Tus tuav lub koob txhaj tshuaj yuav pab tau rau qee daim ntawv thov, tab sis tsis tsim nyog. Qhov Arduino IDE.

Kauj Ruam 2: Sib dhos thiab Thov

Teem txhua qhov ntawm koj daim ntawv qhia zaub mov. Txuas microcontroller thiab qib hloov pauv, yog tias xav tau. Hauv qhov xwm txheej, txheeb xyuas ib qho ntawm cov kab hluav taws xob ntawm koj daim ntawv tais ua 5V, lwm qhov zoo li 3V thiab txuas lawv nrog microcontroller's 5V, 3V thiab cov chaw nres nkoj hauv av feem, tom qab ntawd txuas 3V, 5V thiab GND cov chaw nres nkoj ntawm qib hloov pauv. Tam sim no txuas SDA (A4) thiab SCL (A5) cov chaw nres nkoj ntawm Arduino nrog ob lub chaw nres nkoj tsis muaj zog ntawm 5V sab ntawm qib hloov pauv. Thov nco ntsoov tias SDA thiab SDA cov chaw nres nkoj sib txawv ntawm microcontrollers, yog li thov txheeb xyuas koj tus kheej. SDA thiab SCL ntawm lub sensor mus rau cov chaw nres nkoj sib xws ntawm 3V sab ntawm qib hloov pauv, Lub Vin thiab Gnd cov chaw nres nkoj ntawm lub sensor mus rau 3V thiab hauv av. Yog tias koj xav siv tsab ntawv muab, kev teeb tsa cov tsev qiv ntawv txuas ntxiv mus rau Arduino IDE tsis xav tau. Yog tias koj xav siv Adafruit BMP280 tsab ntawv, teeb tsa lawv BMP280 thiab lub tsev qiv ntawv sensor. Lo cov ntawv BMP280 thiab xa nws mus rau Arduino. Ua Tus Saib Xyuas Serial los xyuas seb koj puas tau txais cov ntaub ntawv tsim nyog. Yog tias tsis yog, txheeb xyuas kev sib txuas. Tam sim no muab cov kab hluav taws xob hla lub qhov hluav taws xob ntawm lub koob txhaj tshuaj. Yog tias koj siv jumper cables nws yuav tsim nyog los nthuav qhov hluav taws xob, lossis kom luv nws me ntsis. Nco ntsoov hla tus poj niam xaus rau sab hauv, ib qho dhau ib qho. Kev tshem tawm I2C xav tau plaub lub xov tooj, tshwj xeeb tshaj yog siv cov xim sib txawv. Tam sim no txav qhov tawg mus rau qhov kawg ntawm lub raj mis. Ntxig lub plunger thiab txav nws mus rau qhov chaw nruab nrab, me ntsis ntxiv dua li txoj haujlwm tau npaj tseg. Tua lub microcontroller thiab disconnect lub sensor. Ntau qhov tso dej txias loj rau qhov kawg ntawm qhov hluav taws xob. Ua tib zoo nqus me ntsis ntawm cov khoom hauv thiab xyuas kom tseeb tias qhov kawg raug kaw cua nruj. Cia cov kua nplaum txias thiab khom, tom qab ntawd rov xyuas dua yog tias nws huab cua nruj. Yog tias xav tau, ntxiv qee cov kua nplaum ntxiv rau qhov seem uas txuas. Txuas lub ntsuas hluav taws xob txuas mus rau lub khob cij thiab pib lub microcontroller. Activate Serial Monitor txhawm rau txheeb xyuas yog tias lub ntsuas cua xa qhov ntsuas kub thiab siab. Los ntawm kev txav lub plunger, koj tuaj yeem hloov pauv qhov muaj txiaj ntsig. Tab sis kuj tseem saib ze rau qhov ntsuas kub thaum koj thawb lossis nias lub plunger.

Kaw Serial Monitor thiab qhib 'Serial Plotter , txav lub plunger. Ua si!

Yog tias xav tau, koj tuaj yeem kho qhov ntim los ntawm kev siv lub zog me ntsis rau ob sab ntawm rab koob nyob ze thaj tsam ntawm lub gasket, tso rau hauv lossis tawm ntawm huab cua me ntsis.

Kauj Ruam 3: Cov txiaj ntsig thiab Outlook

Nrog cov cuab yeej piav qhia ntawm no, koj tuaj yeem ua pov thawj qhov sib txheeb ntawm kev nrawm thiab siab hauv qhov kev sim yooj yim physics. Raws li lub koob txhaj tshuaj los nrog qhov ntsuas ntawm nws, txawm tias qhov kev sim ua kom yooj yim los ua.

Raws li Boyle txoj cai, [Ntim * Siab] yog tas li rau cov pa ntawm qhov ntsuas kub. Qhov no txhais tau tias yog koj ntim cov pa N-quav, piv txwv li ntim zaum kawg yog 1/N, nws lub siab yuav nce N-quav ib yam, xws li: P1*V1 = P2*V2 = const.

Yog xav paub ntau ntxiv, thov saib ntawm Wikipedia tsab xov xwm ntawm kev cai lij choj roj.

Yog li pib ntawm cov ntsiab lus so ntawm xws li V1 = 100 ml thiab P1 = 1000 hPa, kev sib zog txog li 66 ml (piv txwv li V2 = 2/3 ntawm V1) yuav ua rau muaj kev kub siab txog 1500 hPa (P2 = 3/2 ntawm P1). Rub lub plunger mus rau 125 ml (5/4 quav ntim) muab lub zog siab txog 800 hPa (4/5 siab). Kuv qhov kev ntsuas tau xav tsis thoob qhov tseeb rau cov cuab yeej yooj yim.

Ib qho ntxiv koj yuav muaj kev xav haptic ncaj qha ntau npaum li cas lub zog yuav tsum tau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhim kho huab cua.

Tab sis peb kuj tuaj yeem ua qee qhov kev suav thiab txheeb xyuas lawv qhov kev sim. Xav tias peb ua kom huab cua qis dua 1500 hPa, ntawm qhov ntsuas cua hauv qab ntawm 1000 hPa. Yog li qhov sib txawv ntawm qhov siab yog 500 hPa, lossis 50, 000 Pa.

Tam sim no koj tuaj yeem suav lub zog xav tau los tuav lub piston hauv txoj haujlwm ntawd. Muab P = F/A (Siab yog Force faib los ntawm Cheeb Tsam), lossis hloov pauv F = P*A. SI chav rau kev quab yuam yog "Newton" lossis N, rau qhov ntev "Meter" lossis m, thiab "Pascal 'lossis Pa rau qhov siab. 1 Pa yog 1N rau ib square meter. ((d/2)^2) * pi, uas muab 0.00125 square metres rau kuv rab koob. Yog li 50, 000 Pa * 0.00125 m^2 = 63 N. Hauv Ntiaj Teb, 1 N cuam tshuam nrog qhov hnyav ntawm 100 gr, yog li 63 N yog sib npaug los tuav qhov hnyav ntawm 6.3 kg.

Yog li nws yuav yooj yim los tsim hom ntsuas raws kev ntsuas ntsuas.

Raws li qhov ntsuas kub tsis txaus ntseeg heev, ib tus tuaj yeem pom qhov cuam tshuam ntawm kev kub ntawm qhov kub. Kuv xav tias yog tias koj yuav siv lub ntsuas ntsuas BME280, uas tseem tuaj yeem ntsuas cov av noo, koj tseem tuaj yeem pom qhov cuam tshuam ntawm kev ntsuas ntawm cov av noo.

Cov phiaj xwm phiaj xwm ntawm Arduino IDE tso cai rau ua kom pom cov kev hloov pauv hauv lub sijhawm tiag tiag, tab sis lwm yam, kev daws teeb meem ntau ntxiv kuj tseem muaj, piv txwv. hauv Cov Lus Ua

Ib sab ntawm lub hom phiaj kev kawm, ib tus kuj tseem tuaj yeem siv lub kaw lus rau qee qhov kev thov hauv ntiaj teb tiag, vim nws tso cai rau ntsuas ntsuas cov rog uas tab tom sim txav lub plunger ib txoj kev lossis lwm qhov. Yog li koj tuaj yeem ntsuas qhov hnyav tso rau ntawm lub plunger lossis cuam tshuam rau lub plunger, lossis tsim kom muaj qhov hloov pauv uas qhib lub teeb lossis lub suab nrov lossis ua suab nrov tom qab tus nqi pib tau mus txog. Lossis koj tuaj yeem tsim cov cuab yeej siv suab paj nruag uas hloov pauv ntau zaus nyob ntawm lub zog siv zog rau lub plunger.

Kauj ruam 4: Tsab Ntawv

Tsab ntawv kuv tau ntxiv ntawm no yog kev hloov kho ntawm tsab ntawv BME280 pom ntawm Banggood lub vev xaib. Kuv nyuam qhuav ua kom zoo dua Serial.print xaj kom tso cai rau tso saib lawv zoo dua hauv Arduino IDE Serial Plotter.

Tsab ntawv Adafruit zoo li zoo dua, tab sis nws xav tau qee qhov ntawm lawv lub tsev qiv ntawv thiab nws tsis paub txog Banggood sensor.