7. 案例 04:水滲漏偵檢系統

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7.1. 目標


製作一個偵測傳感器是否有通電的水滲漏偵檢系統。

7.2. 背景


甚麼是水滲漏偵檢系統?

水滲漏偵檢系統用於避免水流到預期外的地方而不知情,在水滲漏到偵測器的時候,會觸發警報,讓使用者得知出現了意外,從而處理。

運作原理

系統包含兩個獨立連接至主板的鱷魚夾,它們會被放置在想偵測水滲漏情況的地方,兩夾之間保持一定距離。當該區域有滲漏情況,導電的水會把兩隻夾連接,從而讓電流通過,並得知有水滲漏的狀況出現。

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導體:水與空氣

系統有兩個一端連接著電路板(P1 和 GND)的鱷魚夾,它們物理上斷開連接。 我們可以想像兩個鱷魚夾之間有一個導體。

一般情況下,導體是空氣,空氣是極好的絕緣體,因此 P1 和 GND 之間的電路成了開路,沒有電流可以通過。

當水位上升時,水在兩個夾子之間將 P1 和 GND 連接起來,而水是良好的導體,因此形成閉合電路,電流將從 P1 流向 GND。

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了解更多:什麼是電路?

電路是電子工程中的基本概念之一。 當某物體能夠使電流通過時,便形成了電路。

一般來說,電路有兩種狀態。 如果電路是完整的,能夠讓電流流動,稱為閉合電路。 如果電路中有斷點,不能讓電流通過,則稱為開路。

那麼,如何讓電流通過呢? 這與電路所用的材料有關。 在日常生活中,金屬導線通常有較高的導電性,因此可以用來建構電路。 此外,一些離子性材料如自來水也有相同的性質,能夠作為導體建構電路。 而空氣的導電性非常差,因此很難讓電流通過。

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7.3. 所用部件


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7.4. 組裝步驟


步驟一

這個案例以「開放式模型」作為房子的基礎。

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步驟二

來蓋一個浴室吧。對準 A 和 B2 模型上的孔,將 E2 模型放到 A 模型上。

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步驟三

對準 A 和 B3 模型上的孔,將 E1 模型放到 A 模型上。

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步驟四

找一個塑膠瓶,把它剪成浴缸。如圖所示,沿著紅線剪開瓶子。

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步驟五

將浴缸放入浴室。

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步驟六

在水缸兩側夾上兩個鱷魚夾來偵測水。

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步驟七

組裝完成!

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7.5. 線路連接


  1. 連接兩個鱷魚夾的電線到 P1 和 GND 端口

  2. 把蜂鳴器開關向下撥以連接蜂鳴器

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7.6. 編程(MakeCode)


步驟一. 檢查接口狀態

  • 重複無限次中放上一個如果語句

  • 將條件設為引腳 P1 被按下? = true pic_60

步驟二. 設定警報

  • 如果段代表水連接了兩個夾子

  • play tone 高音 A for 2 until done來播放警報聲音 pic_60

完整答案

MakeCode: https://makecode.microbit.org/_XuHfwK8wPMmm

你可以從以下網頁中下載HEX檔案:

7.7. 結果


當水位上升到鱷魚夾位置時,就會觸發警報提醒使用者。

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7.8. 思考


Q1. 除了以蜂鳴器來警報,還有什麼方法可以通知屋主呢? 例如:亮起紅色 LED燈