| 부품 | 수량 | 비고 |
|---|---|---|
| 아두이노 우노 | 1 | |
| 수-암 점퍼 와이어 | 1 | |
| HC-05 블루투스 모듈 | 1 | |
| RGB 확산 공통 캐소드 LED | 1 | |
| 저항 330Ω | 3 | |
| 로터리 포텐셔미터 (일반) | 1 | |
| RGB LCD 쉴드 키트, 16x2 문자 디스플레이 | 1 | |
| 저항 1kΩ | 1 |
물은 우리 일상생활에서 필수적인 자원입니다. 따라서 사용하기에 적합한 수질인지 확인해야 합니다.
TDS는 총 용존 고형물(Total Dissolved Solids)을 의미합니다. 이름에서 알 수 있듯이, 일정량의 물에 용해된 고형물의 수를 ppm(parts per million) 단위로 나타냅니다. TDS는 전기 전도도[S/m]를 기반으로 계산됩니다. 전기 전도도가 높을수록 TDS 값도 높습니다. 다양한 물의 TDS 값은 다음과 같습니다:
WHO(세계보건기구) 권장 사항에 따르면, 음용수에 적합한 TDS는 300 미만입니다. 그러나 100 미만의 TDS를 가진 물은 필수 미네랄이 부족하여 섭취할 수 없습니다. 300 이상의 물은 필요한 것보다 더 많은 미네랄을 포함하여 너무 "경수"로 간주됩니다.
일반적으로 TDS 펜을 사용하여 물의 TDS를 측정합니다. 하지만 펜을 아두이노와 통합할 수 없습니다. 아두이노와 통합할 수 있는 특수 TDS 미터가 있지만, 저는 TDS 펜 없이 이 프로젝트를 진행하기로 했습니다.
옴의 법칙을 사용합니다: 전압[V] = 전류[I] × 저항[R], 즉 V = IR
아날로그 핀 A0에 연결된 두 저항[R₁ - 1000Ω, R₂ - 자유 와이어 사이] 사이의 와이어 저항은 무시할 수 있으며, 이 와이어를 통한 전류는 최소입니다. 따라서 R₁과 R₂는 직렬로 연결된 것으로 볼 수 있습니다.
V₁ = IR₁이고 V₂ = IR₂이므로, V₂/V₁ = IR₂/IR₁ = R₂/R₁입니다. 하지만 V₂를 알 수 없습니다.
직렬 저항에서 V₁ + V₂ = V이고 V = 5볼트이므로, V₂ = 5 - V₁입니다.
이를 V₂/V₁ = R₂/R₁에 대입하면, buffer = (5 - V₁)/V₁로 정의할 수 있습니다.
최종적으로 R₂ = buffer × R₁입니다.
테스트 중인 물의 저항을 계산하고, 이를 통해 비저항을 구합니다. 이때 용기의 길이와 단면적을 고려해야 합니다.
R = r L/A → r = R A/L비저항에서 전도도를 구합니다:
c = 1/r최종적으로 전도도에서 TDS를 구합니다:
TDS = c × 7000이 라이브러리를 다운로드하여 아두이노 IDE에 추가하거나, 도구 → 라이브러리 관리 → 검색하여 설치하세요.
// 라이브러리 포함
#include <SoftwareSerial.h>
#include <LiquidCrystal.h>
// 블루투스 - RX 핀 3, TX 핀 2로 BTserial 객체 생성
SoftwareSerial BTserial(3, 2); // RX | TX
// 변수 선언
float reads;
int pin = A0;
float vOut = 0; // 두 점 사이의 전압 강하
float vIn = 5;
float R1 = 1000;
float R2 = 0;
float buffer = 0;
float TDS;
float R = 0; // 두 와이어 사이의 저항
float r = 0; // 비저항
float L = 0.06; // 와이어 간 거리 (m)
double A = 0.000154; // 와이어 단면적 (m²)
float C = 0; // 전도도 (S/m)
float Cm = 0; // 전도도 (mS/cm)
int rPin = 9;
int bPin = 5;
int gPin = 6;
int rVal = 255;
int bVal = 255;
int gVal = 255;
// LiquidCrystal 라이브러리에서 lcd 객체 생성
LiquidCrystal lcd(7, 8, 10, 11, 12, 13);
void setup() {
// 블루투스 시리얼 및 시리얼 모니터 초기화
Serial.begin(9600);
BTserial.begin(9600);
// LCD 초기화
lcd.begin(16, 2);
// RGB LED 핀 (모두 아두이노 PWM 핀)을 출력으로 설정
pinMode(rPin, OUTPUT);
pinMode(bPin, OUTPUT);
pinMode(gPin, OUTPUT);
pinMode(pin, INPUT);
// LCD에 고정 메시지 출력
lcd.print("Conductivity: ");
}
void loop() {
reads = analogRead(A0);
vOut = reads * 5 / 1023;
Serial.println(reads);
buffer = (vIn / vOut) - 1;
R2 = R1 * buffer;
Serial.println(R2);
delay(500);
// 전압을 저항으로 변환
// 위 공식 적용
r = R2 * A / L; // R = rL/A
// 비저항을 전도도로 변환
C = 1 / r;
Cm = C * 10;
// mS/cm 단위 전도도를 TDS로 변환
TDS = Cm * 700;
// LCD 커서를 다음 행으로 이동
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.println(C);
// 아날로그 판독값에 따라 RGB LED에 해당 색상 표시
if (reads < 600) {
if (reads <= 300) {
setColor(255, 0, 255);
}
if (reads > 200) {
setColor(200, 0, 255);
}
} else {
if (reads <= 900) {
setColor(0, 0, 255);
}
if (reads > 700) {
setColor(0, 255, 255);
}
}
// 블루투스를 통해 Ardutooth 앱으로 데이터 전송
BTserial.print(C);
BTserial.print(",");
BTserial.print(TDS);
BTserial.print(";");
delay(500);
}
void setColor(int red, int green, int blue) {
analogWrite(rPin, 255 - red);
analogWrite(gPin, 255 - green);
analogWrite(bPin, 255 - blue);
}
가지고 있던 오래된 시험관을 사용했습니다. 시험관 양 끝에 구멍을 뚫고 양쪽에서 와이어를 삽입했습니다. 마지막으로 와이어를 고정하기 위해 퍼티를 부착했습니다.
제조공정
의심할 여지없이 물은 우리 행성에서 가장 필수적인 자원입니다. 물이 없으면 생명은 며칠 내에 중단되고 확실히 붕괴될 것입니다. 일반 용도뿐만 아니라 산업 분야에서의 적용도 우리의 존재와 지속가능한 생활에 필수적인 다른 자원과 제품의 생성과 정제에 도움을 줍니다. 그러나 우리는 수십 년 동안 이 대체 불가능한 자원을 착취해왔습니다. 지구 표면의 71%를 덮는 물 중에서 음용에 적합한 것은 2.5% 또는 그 이하에 불과합니다. 이는 담수 체내 오염 물질 농도 증가와 전 세계 여러 지역의 물 부족이라는 심각한 결과를 초래했습니다. 담수원
품질 관리는 모든 산업의 근간이지만, 제조업에서는 그 중요성이 더욱 큽니다. 변동성이 큰 시장 수요, 높은 원자재 및 생산 비용, 그리고 최종 제품의 임무 중요성으로 인해 제조업체는 최고 수준의 품질과 최소 불량률을 추구할 수밖에 없습니다. IoT(사물인터넷)가 제조 산업 전반에 점차 확산되면서 품질 관리는 혁신적인 기회를 맞이하고 있습니다. 품질 관리 과제 한눈에 보기 효과적인 품질 관리는 제품 품질에 영향을 미치는 다양한 기계 및 공정 파라미터를 지속적으로 모니터링하고 제어하는 능력에 달려 있습니다. 공정 드리프트와 생산 라인