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SCI采集模块漂流(科学探究一)基于SCI分析太阳光线对水温下降的影响 简单

头像 于恺 2023.01.04 81 4

有幸参与SCI采集模块硬件漂流活动,我收到的是SCI采集模块及SHT31-F数字温湿度传感器,ICP-10111气压温度传感器,ENS160空气质量传感器,VEML7700环境光传感器,18B20防水温度传感器套件。先看一下全家福(如下图)

图1全家福.jpg

由于疫情原因,我也不幸感染了新冠病毒,体验了“刀片嗓”,新冠病毒需要多喝水,因为是冬天,更好的将水温凉至可以饮用的温度,水温的下降的速度与周围温度有关系,跟光照是否也有关系呢?我们这个实验要测试相同室内温度下,光照强和光照弱的水温下降的数据对比;不同室温下,水温下降的数据对比。为了配合实验,选择了18B20防水温度传感器套件用来记录水温的变化;SHT31-F数字温湿度传感器用于采集室内温度和湿度;VEML7700环境光传感器用于采集水杯周围的光照值。(选择传感器如下图)

图2传感器选择图.jpg

将防水温度传感器是数字信号,连接Port1,SHT31-F数字温湿度传感器是IIC传输协议连接Port2,VEML7700环境光传感器是IIC传输协议连接Port3。(连接图如下)

图3连接图.png

连接后,通上电源,发现一个问题,IIC协议的传感器都自动识别,屏幕上显示Light数值、Temp_Air、Humi_Air三项数值,不显示水温数值。(如下图)

图4不显示防水温度数值.jpg

在初始页摁下“S”键,进入设置菜单,光标默认处于“Select SKU”,此时摁下“OK”键,进入传感器选择页面。(如下图)图5设置菜单.jpg

通过“S”和“R”键上移/下移光标至KIT0021 Water Temp传感器,此时摁下“OK”键(如下图)图6选择Select SKU.jpg

防水温度数值出现了,跟室内温度差不多,传感器需要一定的反映实践,开始准备科学实验吧。图7显示防水温度数值.jpg

设置记录数据的频率,进入设置菜单,通过“S”和“R”键上移/下移光标至“Set Refresh Rate”,此时摁下“OK”键进入记录频率设置页面。图8记录频率设置页面.jpg

通过“S”和“R”键上移/下移光标至记录时间为1S,摁下“OK”确认选择。图9刷新保存时间为1S.jpg

因为是科学试验,测试光对水温的影响,因为是冬天,所以选择室内,测试温度大约为19摄氏度,湿度大约为40%—50%,为了科学的严谨性应该使用烧杯,用酒精灯烧开后进行试验,家里没有这个条件,所以用烧开的水倒置纸杯里。实验环境需要一个光照强的时间段,选择早晨11点窗台上测试,光照度大约在2500lx左右,将SCI连接充电宝,按下R键开始记录,防水温度传感器放置纸杯中,因为水温测试有延时,水温达不到100℃,测试水温起点为93.8℃,水温降到30℃为终点,记录时间大约2个小时。(光照度强的环境及数值如下图)图10光照强环境值.jpg

因为是对比实验,同样环境下,选择下午5点,光照度在10lx以下,将SCI连接充电宝,按下R键开始记录,防水温度传感器放置纸杯中,测试水温起点为93.8℃,水温降到30℃为终点,记录时间大约2个小时。图11光照弱环境值.jpg

通过Type-c数据线将模块与电脑连接,此时电脑会弹出一个新的U盘文件,U盘中有两个文件,分别为上午10点56分19秒开始的数据和下午17点55分22秒开始的数据,文件的命名以开始的年月日时分秒命名。图12导出数据.jpg

分析数据,首先统计一下室内平均温度、室内平均湿度、光照平均值、水杯的容量、水温起始93.8℃时间、水温结束30℃时间、水温下降用时。

环境\观察指标高光照低光照室内平均温度(℃)19.2819.38室内平均湿度(%)42.1650.04光照平均值(lx)2611.8415.89水杯容量(ml)250250水温起始93.8℃时间10:57:2017:56:04水温结束30℃时间12:11:2918:58:09水温下降用时(s)44493725

通过观察表格生成水温变化曲线图,发现了水温在测试过程中出现-1000的数值,可能是系统问题,需要手动修正,这个反馈给开发技术,希望能够减少数据获取错误。下图为高光照水温变化图。图13高光照水温变化曲线.jpg

经过测试发现低光照水温出现-1000数值比高光照要多,难道是因为光线不好影响水温?下图为低光照水温变化图。图14低光照水温变化曲线.jpg

实验总结:光照的确可以影响温度变化,通过对比发现,高光照的情况下水温下降的慢,说明光照自身带有热量,250ml水在光照强情况下比光照弱下降温要延时12分4秒,这个实验只是通过数据来确定光照自身热量存在,通过实验得出结论:光照度越高,对水温下降的越慢。图15高低光照水温变化曲线.jpg

评论

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  • 花生编程

    花生编程2023.01.10

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    • 花生编程

      花生编程2023.01.10

      厉害厉害

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      • 三春牛-创客

        三春牛-创客2023.01.06

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        • 三春牛-创客

          三春牛-创客2023.01.06

          厉害厉害

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