本设计旨在构建一种基于物联网技术的水质监测系统电路方案,实现对水体中关键参数(如温度、pH值、溶解氧等)的实时监控与数据传输。
无需任何TDS/pH计即可构建基于IoT的水质监测系统!所需硬件部件包括:Arduino UNO 1个、公/母跳线若干、HC-05蓝牙模块1个、RGB扩散普通阴极LED 1个(配备330欧姆电阻)、旋转电位器 通用型3个及RGB LCD屏蔽套件,显示尺寸为16x2字符(需配以1k欧姆的电阻)。
TDS代表总溶解固体。它表示在一定量水中可溶性固体的数量,通常以ppm(百万分之一)计量。TDS值是根据电导率[S/m]计算得出;电导率越高,则表明水中的TDS含量也相应增加。
以下是不同种类水源的典型TDS范围:
- 纯净水:80至150 ppm
- 自来水:250至350 ppm
- 地下水资源:500至1,000 ppm
- 海洋水质平均为约3万ppm
根据世界卫生组织的建议,饮用水中的TDS应低于300。然而,当此数值降至100以下时,则不适宜直接饮用,因其矿物质含量偏低;而超过300则被认为“硬水”,因其中所含矿物质过多。
通常使用专用笔测量水中TDS值。但由于此类设备无法与Arduino集成,故需选用可兼容的特殊仪器。
本项目中,在没有TDS笔的情况下完成电路搭建:
- 将Arduino UNO上的5V端口连接到面包板电源轨之一,并将GND端口接另一轨;
- 1k欧姆电阻的一侧接地,另一侧连至面包板上;
- Arduino的模拟引脚A0与该电阻器相联;
- 另外两根导线分别接到5V和上述电阻器两端。
对于LCD显示:
- VSS端接地面轨
- VDD连接到电源轨(5V)
- 电位计中心引脚连至V0
- 其余两个端子分别接入5V及地;
- RS、R/W、D4-D7等引脚按序与Arduino相应数字针脚配对。
对于HC-05蓝牙模块:
- VCC接电源轨(5V)
- GND接地
- TX连接至Arduino的3号数字端口
- RX则连到2号
RGB LED设置如下:
最长阴极线接地,其余三色引脚通过各自的330欧姆电阻与Arduino的PWM针9、6及5相连。