活用 STEM 所學‧監察東涌河水質 (下)

| 三十三 | 01-12-2018 08:42 | |

方志傑同學指出,就算是探測器本身,當初在構思時,是希望購買坊間附帶程式的水質感測器,但除卻成本昂貴不說,坊間的儀器攜帶亦不方便。最後經同學們討論後,決定選用一般安裝於魚缸的水質混濁探測器,雖然當中所有編程必須從頭做起,同學也要解決儀器防水問題,成本卻是可以降到只須百多元。

質探測裝置包括探測頭、微處理器及供電板,目前還是很粗疏的設計。

往後在製作控制用微處理器時,同學們也曾遇到難題。基於裝置用作探測水質,同學們經常會用帶水濕的手指接觸底板,所以底板的接觸頭不可用「夾」的方式,以免漏電。幾經尋找,師生倒才找來相容 Arduino 編程方式、現時還沒太多人聽過的 WeMos 底板,作裝置的微處理控制器。方志傑更指 WeMos 板還有不少優勝地方。例如︰已內置 Wi-Fi 晶片,可節省不少相關的編程功夫;供電位可對應多數 Android 手機;成本比坊間多數底板均便宜之餘,編程卻沒多大分別。

探測頭其實是常用於魚缸的水質探測器。

藉透光度檢測水質

東天的同學們製作的水質探測裝置,操作原理很簡單。同學們只須從東涌河抽取一定水量,將探測器放進去,便可藉由探測河水的透光度,其數據之後便經 Wi-Fi 實時傳到用戶手機的 apps 儲存。據綠色力量高級保育經理高德恒評價同學作品時指,裝置在便攜性上甚具優勢,在應用上雖只可量度混濁度,但由於數值範圍廣,即使低於 5 NTU(混濁度單位)亦可量度,可更細緻監察河道不同位置,包括:較淺水岸邊及污水口。黃應昌老師亦指,現時同學們正努力優化數值範圍,務求靈敏度可更準確及穩定。

將探測頭放到水裡,便可探測水質的透光度,以決定水質是否混濁。同學們在實驗時更準備有不同混濁度的液體,以測試數值範圍。

水質混濁數據會實時傳送到手機 apps。用戶亦可查看過去 10 次數據記錄,監察水質變化。

裝置尚待改善

嚴格而言,目前裝置的完成度現時只有約七成,還有頗多需要改良的地方。方志傑同學更希望可加入太陽能充電池,讓裝置可在戶外長期使用。又由於裝置多在東涌河上使用,沿途 Wi-Fi 訊號不良,方同學也希望可以加入 4G 芯片,未來甚或加入物聯網(IoT)技術,方便數據傳輸。黃應昌老師則補充,裝置的綫材頗多,雖然體積不大,使用上仍然顯得麻煩,未來也會協助同學,儘量將綫材減少。

東天的同學們製作的水質探測裝置,操作原理很簡單。

同學也可將探測頭放到東涌河水淺水位置,直接監察水質。

藉由探測河水的透光度,其數據之後便經 Wi-Fi 實時傳到用戶手機的 apps 儲存。

任何人也可製作

此裝置的創作目的是保育東涌河,同學們亦因此表示,日後完成品的製作過程及程式編碼,均將會公開放到學校網上,供大眾下載並製作。所以,同學們經常提及成本問題及強調製作步驟必須簡單,也是希望有意保育東涌河的朋友,可利用極廉價的材料,透過簡單幾個步驟,便可使用同學們的程式,時刻監察東涌河的水質,供環境保育之用。

東涌天主教學校的同學們,經由保育活動,了解當中保育面對的問題,再以 STEM 思考解決方案,創造相關探測裝置協助解決問題。

Photo:三十三、受訪者提供
Source:ezone.hk

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