czwartek, 9 lutego 2017

Która woda szybciej się ochłodzi: zimna czy gorąca?

Posługując się naszym system oraz urządzeniami pomiarowymi postaramy się przedstawić, że cieplejsza woda szybciej się ochłodzi (zamarznie), niż woda posiadająca znacznie niższą temperaturę.
Na samym początku należy w kilku słowach opowiedzieć o tym zjawisku fizycznym jakie badamy, a mianowicie o efekcie Mpemby. Zjawisko polegające na szybszym zamarzaniu wody cieplejszej od zimniejszej w określonych warunkach. Fenomen ten, jest niezgodny z intuicyjnymi przewidywaniami wielu obserwatorów, a odpowiedzialne za to zjawisko są wiązania wodorowe.

Do przeprowadzenia doświadczenia zostały wykorzystane urządzenia pomiarowe DS18B20. Czujnik
temp A5 mierzył temperaturę powietrza, temp A4 temperaturę zimnej wody, a temp A9 gorącej wody. Pomiary zostały rozpoczęte o godzinie 10:30. Na początku doświadczenia odczyty z urządzeń były następujące:

  • temp A5 - -6 st.C
  • temp A4 - 9 st.C
  • temp A9 - 81 st.C



Powyższe zdjęcie prezentuje jak przeprowadzone zostały pomiary w naszym laboratorium. :)

Po kilku godzinach, efekty prowadzonych pomiarów są widocznie na wykresie wykonanym w programie IRSMadar. Na wykresie widzimy gwałtowny spadek temperatury wody gorącej w porównaniu zimną. W ciągu pierwszych 30 minut temperatura zimnej wody spadła o 5 st. C, natomiast temperatura cieplejszej spadła o 50 st. C



Temperatura wody zimniejszej, mierzonej czujnikiem temp A4, spadła poniżej "zera"  o godzinie 12:35, a wody cieplejszej o 12:21, co oznacza, że cieplejsza woda potrzebowała o 14 minut czasu mniej, aby zamarzać. 


Na poniższych zdjęciach możemy dostrzec, że woda, która była gorąca jest bardziej zamarznięta, od tej, której miała o wiele niższą temperaturę na początku pomiarów.

Woda, która była gorąca:


Woda, która była zimna:


Zatem możemy dojść do wniosku, że jeżeli chcemy otrzymać szybko kostki lodu do schłodzenia napojów, należy posłużyć się gorącą wodą.

wtorek, 7 lutego 2017

Jak przekazują dane nasze urządzenia

Wiemy już, że  urządzenia wykonujące pomiary łączą się z systemem poprzez sieć bezprzewodową, jednak można się zastanowić nad tym co tak naprawdę przekazują. Mogłoby się wydawać, że system IRS Madar otrzymuje gotowe dane, które mogą zostać od razu wyświetlone. W rzeczywistości dane są wysyłane w formie kodów, które system rozpoznaje i przetwarza je w czytelną dla nas formę.


Powyższe zdjęcie przedstawia zapis danych w bazie z czujników. Ważne dla nas są wartości pomiarów ( np. temperatury), które znajdują się w kolumnie v3. Ciężko byłoby zrozumieć to co otrzymuje IRS Madar od czujników, dlatego system tłumaczy te informacje w taki sposób, aby każdy mógł je odczytać.


W kolumnie v1 czujnik przekazuje informacje o napięciu baterii. Taka informacja jest przydatna, aby przewidzieć czas wymiany lub naładowania akumulatorów zasilających urządzenie pomiarowe.

Podsumowując IRS Madar ma za zadanie nie tylko przechowywania i prezentowania danych, ale również przetłumaczenia na zrozumiałą dla nas formę.


Powrót do:


poniedziałek, 6 lutego 2017

Różnice temperatur w pomieszczeniu

Dzisiaj do IRS Madar dołączyły dwa nowe czujniki DS18B20, które służą do pomiarów temperatury. Takie wydarzenie spowodowało, że pojawiło się pytanie co takie małe urządzenia mogą udowodnić. I pomysł sam nasunął się do głowy, a mianowicie "Czy za pomocą czujników możemy sprawdzić czy w naszym biurze mają miejsce ruchy konwekcyjne?"


Aby przedstawić odpowiedź na to pytanie, należy wspomnieć w kilku słowach czym jest konwekcja.
Wyjaśniając to w prosty sposób - jest to proces przekazywania ciepła w gazach, cieczach i ciałach stałych do górnych części substancji. Z tej definicji wnioskujemy, że w pomieszczeniu temperatura powietrza pod sufitem jest wyższa od tej, która jest mierzona przy samej podłodze.


W eksperymencie wykorzystaliśmy nasze nowe czujniki, które nazwaliśmy:

  • temp A4 - mierzył temperaturę powietrza pod sufitem,
  • temp A9 - mierzył temperaturę powietrza przy podłodze.


Po kilku minutach otrzymaliśmy odpowiedź w postaci wykonanych pomiarów przez oba urządzenia.
Czujnik temp A4 zmierzył temperaturę o wysokości 21,9 st.C, a temp A9 zmierzył 18,8 st.C


Oznacza to, że przy pomocy tych małych urządzeń udowodniliśmy występowanie zjawiska konwekcji w mierzonym przez nas pomieszczeniu, ponieważ temperatura powietrza mierzona pod sufitem jest wyższa o ok. 3 stC w porównaniu z temperaturą w dolnej części pomieszczenia.

piątek, 3 lutego 2017

Ciekawostki o naszych urządzeniach pomiarowych

Oprócz faktu, iż czujniki służą do zbierania wybranych informacji z otoczenia i przekazywania ich do programu, warto wspomnieć o tym, jakie posiadają parametry. Dzięki poznaniu kilku zagadnień technicznych, możemy w dużym uproszczeniu zrozumieć jak pracują czujniki zbierające dla nas dane.


Urządzenie wykorzystywane do pomiarów temperatury to cyfrowy czujnik temperatury DS18B20. Napięcie jakie jest niezbędne do działania urządzenia to 3,0 - 5,5V, przez co czujnik może być zasilany ze zwykłych baterii lub poprzez  port USB. Zakres pomiarów jakie może wykonywać te urządzenie mieści się w przedziale od -55 st.C do 125 st.C, natomiast w zakresie od -10 st.C do 85 st.C dokładność pomiarowa wynosi ok. 0,5 st.C. Oznacza to, że czujnik pozwala na prowadzenie dokładnych badań temperatury np. otoczenia, wody w wannie czy basenie (ponieważ czujnik posiada wodoszczelną obudowę).


Kolejnym urządzeniem pozwalającym wykonać pomiar temperatury jest moduł MAX6675. Jego główną zaletą jest to, że umożliwia zmierzyć ekstremalnie wysoką temperaturę. Zakres pomiarowy tego urządzenia mieści się od 0 st.C do 1024 st.C . Co prawda, wspierając się tym urządzeniem nie możemy dokonać pomiarów temperatur na Słońcu, ale w miejscach, gdzie jest na tyle gorąco, że sam człowiek nie byłby w stanie przeżyć. Jednak do wykonywania takich działań nie wystarczy sam moduł, dlatego ważnym elementem tego układu jest również termopara, która bezpośrednio mierzy temperaturę i przekazuje informację dalej do urządzenia. Podobnie jak w przypadku wcześniej omawianego czujnika, napięcie wymagane do zasilania to 5V.



Urządzenie, które również pomaga nam odczytywać informację z otoczenia to YL-69. Ten zestaw składający się z modułu głównego, sondy pomiarowej oraz z kilku przewodów łączących wszystkie elementy w całość, pozwala zmierzyć zupełnie inny rodzaj parametru otoczenia niż wcześniej wspomniane czujniki, a mianowicie poziom wilgotności gruntu. Wykonywanie pomiaru tym sprzętem nie jest skomplikowane, co można dostrzec we wcześniejszym poście przedstawiającym pomiary wykonywane w doniczce naszej firmowej paproci. Wystarczy umieścić sondę w glebie, a dalej informacje biegną od sondy przez moduł aż do naszego "dziennika". Urządzenie przekazuje informacje o wysokim lub niskim stanie wilgoci, dzięki czemu dowiemy się czy nasza roślina wymaga podlania lub też dowiemy się czy nie dostarczyliśmy za dużo wody. Jeżeli natomiast chodzi o aspekt zasilania tego małego zestawu, to typ zasilania jest taki sam jak we wcześniej omówionych czujnikach, czyli 3,3-5V.


Warto również wspomnieć o tym, że wszystkie te urządzenia są kompatybilne z platformą programistyczną Ardruino (opartą również na języku C / C++), której celem jest przygotowanie narzędzi takich jak te, które poznaliśmy w dzisiejszych ciekawostkach.

Powrót do:

czwartek, 2 lutego 2017

Słowem podsumowania

Tworząc sieć urządzeń, które służą do zbierania różnych informacji z naszego otoczenia, niezależnie czy mierzymy temperaturę powietrza, gorącej wody w termosie czy też wilgotność ziemi w naszych roślinach, ważnym elementem jest miejsce, gdzie wszystkie dane możemy zebrać w postaci "dziennika". W takim miejscu dane przechowywane byłyby w czytelny dla nas sposób, gdzie moglibyśmy wybrać interesujące nas informacje odczytane przez nasze czujniki lub też dowiedzieć się, co się z nimi działo w określonym czasie. Oczywiście, nie każdy z nas preferuje odczyt samych liczb z tabel i chciałby zobaczyć w graficzny sposób dane odczytane z otoczenia np. tworząc na podstawie zebranych danych wykres z wybranego okresu, który umożliwi dostrzec ewentualne różnice w pomiarach.


 


Takim "dziennikiem", który umożliwi nam prowadzenie takich zapisów oraz zaprezentowanie zbieranych informacji jest IRS Madar. Dzięki temu programowi możemy zarządzać urządzeniami pomiarowymi i definiować sposób zgłaszania danych. Co ważne,  powinniśmy mieć dostęp do tych informacji z dowolnego miejsca, dlatego też z programu można korzystać używając przeglądarki internetowej, co zwiększa swobodę sprawdzenia pomiarów jakie wykonały nasze urządzenia.




Podsumowując omówiony temat możemy stwierdzić, że oprócz sprzętu ważnym elementem przy prowadzeniu pomiarów jest oprogramowanie, które pozwala na uporządkowanie i prezentację zbieranych danych.

środa, 13 stycznia 2016

Zabawa z ... Foto-boksem

Pokazaliśmy, że zdjęcia urządzeń, które powstają w naszej firmie robić się da ... to dostaliśmy Foto-boxa ;). Czyli taki "namiot" do robienia zdjęć bezcieniowych, doświetlony lampami energooszczędnymi z boku.

No to mamy zabawę :D.






sobota, 2 stycznia 2016

Czujnik wilgotności gleby - odczyty

Firmowa paprotka - jak na firmę zajmującą się urządzeniami pomiarowymi przystało - została zaopatrzona w czujnik wilgotności.
Postanowiliśmy sprawdzić jego działanie.
1) Paprotka nie była dłuuuugo podlewana.
- wartość 9
2) Podlanie paprotki - spowodowało oczekiwany wzrost wartości wskazania czujnika
- wartość 30 - 40
3) Wyjęcie czujnik i włożenie go do wody
- wartość 50
4) "Nasycenie" ziemi wodą - woda znajdowała się również na podstawku.

A oto wykres ;)


Zobacz też opis: Madar w doniczce