Este projeto detalha uma plataforma de teste de água de código aberto derivada do colorímetro de código aberto , que é feito de componentes eletrônicos de código aberto e componentes imprimíveis em 3D. Isto faz parte de um projeto maior para reduzir o custo de equipamentos científicos usando hardware de código aberto . [1] [2] Bas Wijnen, GC Anzalone e Joshua M. Pearce, plataforma móvel de teste de qualidade da água de código aberto . Jornal de Água, Saneamento e Higiene para o Desenvolvimento , 4 (3) pp. doi:10.2166/washdev.2014.137 acesso aberto
Conteúdo
Abstrato
O mundo em desenvolvimento continua a ser atormentado pela falta de acesso à água potável. Embora tenham sido desenvolvidos muitos métodos de baixo custo para tratar água contaminada, são necessários métodos de baixo custo para testar a qualidade da água para determinar se estas tecnologias apropriadas são necessárias, eficazes e fiáveis. Este artigo fornece uma metodologia para o projeto, desenvolvimento e validação técnica de uma plataforma de teste de água de código aberto (SO) de baixo custo. É apresentado um estudo de caso onde a plataforma é desenvolvida para fornecer tanto a colorimetria para demanda bioquímica de oxigênio/demanda química de oxigênio quanto a nefelometria para medir a turbidez usando o método ISO 7027. Essa abordagem resultou em um equipamento que é igualmente preciso, mas custa entre 7,5 e 15 vezes. menos do que as ferramentas atuais disponíveis comercialmente. Conclui-se que o desenvolvimento de hardware OS é uma solução promissora para os equipamentos necessários para realizar medições de qualidade da água em regiões desenvolvidas e em desenvolvimento.
Palavras-chave
DBO; BACALHAU; nefelometria; hardware de código aberto ; turbidez ; teste de água
Projeto
- Arquivos de projeto :
- Firmware :
O firmware do dispositivo: https://github.com/mtu-most/colorimeter
BOM
Arquivos Fonte
Para obter informações mais atualizadas - consulte a página do github: https://github.com/mtu-most/colorimeter
Para uso de impressão 3D:
Para edição use:
- Arquivo:Board clip.scad
- Arquivo:Colorímetro v02.scad
- Arquivo:Cuvette titular.stl
- Arquivo:IV tracer box.scad
Para qualquer biblioteca - vá novamente ao github para obter a MAIORIA das bibliotecas SCAD .
Componentes necessários
- Arduino Fio e uma placa programadora, se necessário
- Blindagem LCD AdaFruit e uma unidade LCD de 3,3 V ( Importante : se você adquirir um LCD de 5 V, será necessário alimentá-lo de uma fonte externa ao conectar ao controlador Fio, conectando o externo diretamente aos pinos da blindagem para GND1/GND2 e VIN - conforme indicado neste link .
- 1x LED infravermelho de 860 nm
- 1x LED laranja de 620 nm (ambos tamanhos padrão T1 ¾)
- 3x codificadores de luz para frequência (TSL235R)
- Fios, ferro de solda e solda
- Filamento para impressões 3D
Instruções de construção
Solde os componentes do escudo AdaFruit e do LCD seguindo o tutorial no site da Adafruit . Teste se tudo está correto com o LCD executando o código AdaFruit na mesma página do tutorial.
Conecte os dois LEDs, o LCD e os sensores ao Arduino Fio conforme mostrado no esquema. Faça upload do código do firmware para o Arduino e teste se tudo está funcionando corretamente. Importante : para compilar o firmware, você precisa das bibliotecas LcdMenu e DuplexFrequencyCounter de outro repositório .
impressao 3D
Caso você experimente empenamentos extensos (camadas se separando), você pode tentar imprimir o case em duas partes, usando modelos separados: o cofre de teste com os sensores de um lado, e a caixa para o LCD com o Arduino Fio, por outro lado.
Disposição
Ao colocar na caixa, corte 3 PCBs do tamanho de 200x350mm e solde cada LED em uma PCB com o sensor do encoder olhando para ele (assim cada PCB terá um LED e um encoder de referência). O terceiro sensor codificador final vai para uma PCB própria. As imagens a seguir mostram o layout dentro da caixa:
Ao terminar, você pode fechar a caixa com parafusos e colocar os botões impressos no lugar.
Itens do menu
Os dois testes são COD e Nefalometria. O menu oferece as seguintes opções (listadas na ordem em que são normalmente utilizadas):
BACALHAU
- Zero – necessário para anular os valores do LED laranja antes da medição.
- Calibrar – a calibração apenas retorna o valor do sensor.
- Medir – a medição retorna turbidez e outros valores.
Nefalometria
- Recalibrar – apaga a calibração.
- Calibrar – calibra as amostras. Normalmente é feito com Formazin Turbidity Standard (400 NTU) diluído em água destilada. Exemplo : Prepare soluções de 2, 4, 40, 100 e 200 NTU. Coloque uma amostra no dispositivo e escolha Nefalometria → Calibrar.
A função Calibrar retorna “Leitura de Calibração | Mais tempo necessário” até que cinco valores sejam lidos e “Leitura de Calibração | Erro: número após o término da calibração.
- Medida – a medição retorna resultados em NTU e índice. O índice é simplesmente um número de série para acompanhar as medições com mais facilidade – ele aumenta um após cada medição.
Aviso
Existem muitos aspectos da qualidade da água. DQO e nefalometria são apenas duas medidas de propriedades específicas. Dependendo do contexto em que você está trabalhando e das questões que você está tentando responder, essas duas medidas podem ou não ser suficientes!
Formulários
- COD W
- COR W
- nefelometria W , turbidez W
- Diminuindo a turbidez para otimizar a desinfecção solar da água [3]
Veja também
- Colorímetro de código aberto
- Laboratório de código aberto
- Sistema fotométrico de código aberto para quantificação enzimática de nitrato
- Óptica de código aberto
- Construindo equipamentos de pesquisa com hardware gratuito e de código aberto
- Ciência de código aberto
- Impressão 3D de código aberto de OSAT
- Hardware de código aberto
Nas noticias
- Testador de qualidade da água de código aberto - Hackaday
- Plataforma de teste de água de código aberto é impressa em 3D - Make Magazine
- Dispositivo de teste de qualidade da água impresso em 3D oferece acessibilidade e portabilidade para testar a potabilidade - Impressão 3D
- Testador de qualidade da água impresso em 3D de código aberto - 3Ders
- Desinfecção Solar de Água - A Rede de Água
- 3D列印的開放原始碼水質測試平臺- Faça Taiwan
- Hack the Earth - Arquitecturas Colectivas (espanhol)
- Testador Drukowany wody Open Source Swiatdruku3D (polonês)
Referências
- ↑ Laboratório de código aberto
- ^ Pearce, Joshua M. 2012. " Construindo equipamentos de pesquisa com hardware gratuito e de código aberto. " Science 337 (6100): 1303–1304. [1]
- ^ Brittney Dawney e Joshua M. Pearce, "Otimizando o método de desinfecção solar da água (SODIS) diminuindo a turbidez com NaCl", Journal of Water, Sanitation and Hygiene for Development 2(2) pp. DOI Acesso aberto