povzetek - weebly · web viewv skupini, v kateri sem sodeloval, smo sami izdelali vremensko...
TRANSCRIPT
OŠ Koseze
Ledarska ulica 23, 1000 Ljubljana
Raziskovalna naloga
MERILNIK SLANOSTI
Področje: Elektrotehnika, elektronika in robotika
9. razred
Mentorica: Raziskovalec:
Nina STRLIČ Jakob KREFT
Ljubljana, 2015
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
KAZALO VSEBINE1. POVZETEK..................................................................................................................................4
2. UVOD.........................................................................................................................................5
3. HIPOTEZE...................................................................................................................................6
4. TEORETIČEN DEL........................................................................................................................7
4.1. Kaj je Arduino?..................................................................................................................7
4.2. Kako do senzorja soli?.......................................................................................................7
4.3. Sestava dobrih elektrod...................................................................................................10
5. EKSPERIMENTALNI DEL............................................................................................................14
5.1 Metode dela....................................................................................................................14
5.2 Meritve..................................................................................................................................17
6. REZULTATI...............................................................................................................................22
7. RAZPRAVA in ZAKLJUČEK.........................................................................................................24
8. ZAHVALE..................................................................................................................................27
9. LITERATURA.............................................................................................................................28
Spletni viri:..................................................................................................................................28
Knjižni viri:...................................................................................................................................28
2
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
KAZALO SLIK
Slika 1: Mikrokrmilnik Arduino..........................................................................................................7Slika 2: Zgled vezja za senzor.............................................................................................................8Slika 3: Risba za lažjo predstavo, kako deluje senzor soli..................................................................9Slika 4: Merilec soli, ki ga lahko kupimo..........................................................................................10Slika 5: Nastajanje plašča srebrovega klorida na srebrnih elektrodah.............................................11Slika 6: Nastanek dobrih srebrnih elektrod s plaščem srebrovega klorida......................................11Slika 7: Elektroliza na srebrnih elektrodah po 20 sekundah v raztopini soli....................................12Slika 8: Knjiga Arduino projects in začetni komplet Arduino...........................................................15Slika 9: Deli, ki sem jih dobil v kompletu Arduino............................................................................15Slika 10: Preizkusil sem, če merilec upornosti deluje. Povezal sem žici z upornikom 220 ...........16Slika 11: Čaša s 100 g soli na kg vode..............................................................................................18Slika 12: Meritev pripravljenih raztopin soli za pripravo umeritvene krivulje.................................19Slika 13: Nekaj primerov jedi in pijač, ki sem jih testiral..................................................................22Slika 14: Nalepka na plastenki pijače Powerade..............................................................................25Slika 15: Obkrožen je podatek o slanosti mleka..............................................................................26
KAZALO GRAFOV
Graf 1: Primerjava meritev napetosti z uporabo srebrnih in bakrenih žic v času 150 s...................12Graf 2: Primerjava meritev upornosti z uporabo srebrnih in bakrenih žic v času 150 s...................13Graf 3: Koncentracija vzorcev..........................................................................................................18Graf 4: Umeritvena krivulja.............................................................................................................20Graf 5: Preračunane upornosti po enačbi 2.....................................................................................20Graf 6: Meritve koncentracije soli, prikazane v stolpičnem grafu...................................................23
3
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
1. POVZETEK
Večkrat sem že slišal, da jemo preslano hrano, kar pa seveda ni zdravo. Želel sem
izmeriti koncentracijo soli v jedeh in pijačah.
Zamislil sem si, da bi lahko uporabil katerega od senzorjev za mikrokrmilnik
Arduino. Izkazalo se je, da tak senzor še ni na voljo. Zato sem se odločil, da ga
izdelam sam. Lastnost prevajanja električnega toka slanih raztopin sem izkoristil
za izdelavo senzorja oziroma merilca slanosti. Deluje na način delilnika napetosti,
ki nam omogoča izračunati vrednost neznanega upornika (na primer juha ali
omaka). Uporabil sem vse šolsko znanje matematike, fizike in pa znanje, ki sem
ga dobil na poletnih šolah programiranja in elektronike. Ko sem sestavil vezje in
napisal kodo, sem lahko naredil umeritveno krivuljo izmerjenih raztopin soli. Nato
sem izmeril koncentracijo soli v različni hrani in pijačah.
Rezultati so presenetljivi, še posebej pri izotoničnih pijačah, ki sploh niso tako
slane, kot je zabeleženo na embalaži ter pri juhi iz vrečke, ki je kar dvakrat bolj
slana od naših domačih juh.
4
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
2. UVOD
Sem Jakob Kreft, hodim v 9. razred Osnovne šole Koseze in sem raziskoval
slanost določenih jedi in pijač s pomočjo senzorja slanosti, ki deluje glede na
prevodnost raztopine. Uporabil sem mikrokrmilnik Arduino. [1]
Sol je neizogibna sestavina naše hrane, saj je ena izmed mineralov, brez katerih
ne moremo živeti. [2] Najdemo jo skoraj v vsakem živilu. Toda, koliko soli je zares
koristne? Tudi sol lahko ob prevelikem zaužitju pusti hujše posledice. Lahko
povzroča previsok krvni tlak, ki je razlog mnogih zdravstvenih težav. Prekomerno
uživanje soli lahko vodi v debelost, lahko pa povzroči tudi osteoporozo, ledvične
kamne, sladkorno bolezen tipa 2 in včasih želodčnega raka. [2]
Odločil sem se, da bom s pomočjo mikrokrmilnika »Arduino« izdelal senzor in
merilnik soli, ki bo ljudem pomagal pri zmanjševanju količine zaužite soli, saj bodo
vedeli, koliko soli je v določeni hrani. Če kuhamo sami, tudi sami jedi solimo. Če
pa jemo vnaprej pripravljeno hrano, na primer konzerve, juhe iz vrečk ali obroke v
restavracijah, pa se zanašamo na podatke, ki jih najdemo napisane na embalaži.
Naš okus pa nas lahko zavede in si hrano pretirano dosolimo, ali pa pojemo
preveč preslanih jedi, saj smo pred tem jedli slan čips ali pico, zato imamo
občutek, da juha, ki jo jemo, sploh ni slana. Tak dodatek jedem močno slanega
okusa je na primer sojina omaka.
5
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
3. HIPOTEZE Senzor, ki deluje na način meritev upornosti raztopin, bo deloval dobro in
natančno.
Jedi iz trgovin so bolj slane kot domače jedi.
Najbolj slana bo kupljena omaka za sarme v konzervi.
6
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
4. TEORETIČEN DEL
4.1. Kaj je Arduino?
Arduino je mikrokrmilnik, ki omogoča lažjo komunikacijo z najrazličnejšimi senzorji
(slika 1). S pomočjo programerskega jezika lahko Arduino izvede ukaze. [1]
Razvili so ga na šoli v italijanskem mestu Ivrea in ga trenutno uporabljajo po celem
svetu za najrazličnejše projekte, ne samo šolske. [1] Izvirni Arduino ni zelo drag.
Na voljo pa so tudi neizvirne različice mikrokrmilnika Arduino, ki stanejo le 5 €.
Slika 1: Mikrokrmilnik Arduino
4.2. Kako do senzorja soli?
V 7. razredu smo se v šoli naučili, da destilirana voda le malo prevaja električni
tok, slana raztopina pa veliko bolj. Tako sem prišel do ideje merjenja soli v jedeh s
pomočjo lastnosti o prevajanju električnega toka.
Več kot je raztopljene soli, večja je prevodnost. Projekt izdelave sem si zamislil
takole:
V vodo bom potisnil žici, med katerima bo napetost 5 V, raztopina bo delovala kot
upor neznane količine, ki ga bom primerjal z uporom z znano upornostjo. Izmeril
bom napetost, ki je vmes med upornikom zaradi raztopine in znanim upornikom
1000 Ω. S tem bom ugotovil, kolikšen padec napetosti od začetnih 5 V je zaradi
znanega upora in kolikšen je zaradi naše raztopine. Uporabil bom to fizikalno
enačbo, da iz upornosti znanega upornika začetne napetosti 5 voltov in iz
7
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________izmerjene napetosti izračunam, kolikšna je upornost merjene raztopine. V enačbi
za delilnik napetosti je x vhodna napetost 5 V, z je izhodna napetost med
uporoma, R2 je neznana upornost raztopine, R1 je znana upornost upora 1000 Ω.
[3]
Enačba 1:
z/x=R1/(R1+R2)
Enačbo sem preuredil, kot smo se v letošnjem šolskem letu učili pri matematiki in
izrazil neznano upornost R2:
Enačba 2:
R2=R1(x/z-1)
Vse enačbe sem zapisal v taki obliki, kot jih je najlažje vnesti v računalniški
program in v preglednico Excel.
Na internetu sem poiskal preprosto shemo delilnika napetosti, ki sem jo uporabil
za izgradnjo svojega merilca slanosti. [4]
Slika 2: Zgled vezja za senzor.
8
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
Slika 3: Risba za lažjo predstavo, kako deluje senzor soli.
Vodni tok na Sliki 3 predstavlja električni tok, višina predstavlja napetost, širina
cevi pa upornost. Na prvo širino cevi vpliva naša neznana raztopina, druga pa je
znana in točno določena z uporom 1000 Ω. Na srednjem mestu merimo napetost.
Merilce soli lahko tudi kupimo. [5] Taki merilci stanejo okoli 20 €, kar je več kot
stane sistem Arduino in če merilec zgradimo sami, se tudi bolj zavedamo načina
meritve in možnih težav. Prednost Arduina je tudi v tem, da je uporaben še za
številne druge naloge in projekte. Različne fakultete ga uporabljajo za učenje fizike
in elektronike. Ena izmed njih je tudi ljubljanska Fakulteta za elektrotehniko. [6]
9
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
Slika 4: Merilnik slanosti, ki ga lahko kupimo.
4.3. Sestava dobrih elektrod
Ob prvem poskusu meritve slanosti sem uporabil elektrode iz pocinkane žice iz
kompleta Arduino. Ugotovil sem, da je potekla elektroliza. Ena od elektrod, ki je
bila priklopljena na negativni pol (katoda), je spremenila barvo, kar bi lahko
vplivalo na meritve. Na katodi so se zaradi elektrolize vode pojavili tudi mehurčki.
V šoli smo se naučili, da je to plin vodik. Za elektrode sem poskusil uporabiti tudi
nepocinkane bakrene žice. Te so tudi spremenile barvo (katoda je potemnela),
sem pa ugotovil, da se izmerjena upornost prvih deset sekund močno spreminja.
Potreboval sem pomoč, saj nisem vedel, kako bi zmanjšal to spreminjanje
izmerjenih upornosti. Izvedel sem, da lahko uporabim srebrni žici, ki jih prej čez
noč namočim v varikino in na žicah bo nastal plašč srebrovega klorida.
10
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
Slika 5: Nastajanje plašča srebrovega klorida na srebrnih elektrodah.
Slika 6: Nastanek dobrih srebrnih elektrod s plaščem srebrovega klorida.
Na sliki 6 se tudi vidi, da sem žici namestil skozi dve plastični ploščici, ki sta držali
žici na vedno enaki razdalji.
11
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
Slika 7: Elektroliza na srebrnih elektrodah po 20 sekundah v raztopini soli.
Vidna je elektroliza (slika 7) na srebrnih elektrodah, vendar se mi je zdela manj
burna kot na bakrenih elektrodah.
Ugotovil sem, da se izmerjena vrednost upornosti z uporabo srebrne elektrode
veliko manj spreminja kot z bakreno žico. Vseeno je na začetku kazalo nekoliko
drugače, kot je kasneje. Zato sem vedno zabeležil vrednost upornosti šest sekund
po potopu elektrod v raztopino. To spreminjanje upornosti je verjetno zaradi
pojavljanja mehurčkov, ki so posledica elektrolize in drugih procesov na elektrodi.
Graf 1: Primerjava meritev napetosti z uporabo srebrnih in bakrenih žic v času 150 s.
0 50 100 1502
2.5
3
3.5
4
4.5
srebrna žicabakrena žica
Čas (s)
Nap
etos
t (V)
12
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
Graf 2: Primerjava meritev upornosti z uporabo srebrnih in bakrenih žic v času 150 s.
-10 10 30 50 70 90 110 130 150500550600650700750800850900950
1000
srebrna žicabakrena žica
Čas (s)
Upor
nost
(Ohm
)
Debela siva vodoravna črta predstavlja obdobje, ko sta bili žici namočeni v 0,05 %
raztopini soli. V sredini je del posnetka, ko sem obrnil kontakte 0 V in 5 V. Najprej
je bila ena žica na 5 V, nato še druga.
13
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
5. EKSPERIMENTALNI DEL
5.1Metode dela
Znanje, ki je potrebno za izdelavo takega projekta, sem pridobil na Fakulteti za
elektrotehniko v Ljubljani med poletnimi počitnicami, in sicer na taboru Inovativnih
tehnologij. Prvo leto so me naučili programiranja mobilnih aplikacij s pomočjo App
inventorja. Pridobil sem osnove programiranja, predvsem na Androidnih telefonih.
Pred delavnico sem poznal nekaj osnovnih pravil programiranja v preprostem
programu Scratch. Drugo leto pa so me naučili programiranja spletnih strani v
jezikih html in php ter programiranje Arduina, ki ima svoj programski jezik. V
skupini, v kateri sem sodeloval, smo sami izdelali vremensko postajo, ki je podatke
o vlagi in temperaturi pošiljala na našo spletno stran. Nad Arduinom sem bil tako
navdušen, da sem si ga zaželel za rojstni dan. In tako sem prišel do ideje za
raziskovalno nalogo.
V veliko pomoč mi je bila tudi knjiga Arduino projects book, ki sem jo dobil, v
začetnem kompletu. [7] Naučil sem se pravilnega vezanja zaslona LCD,
razpoznavanje upornikov glede barvnih pasov in videl veliko primerov preprostih
programov.
14
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
Slika 8: Knjiga Arduino projects in začetni komplet Arduino.
Slika 9: Deli, ki sem jih dobil v kompletu Arduino.
Najprej sem sestavil napravo za meritve upornosti. Delovanje naprave sem
preveril z znanim uporom 220 . Na zaslonu se je prikazala številka, ki je bila zelo
blizu vrednosti znanega upora (Slika 10).
15
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
Slika 10: Preizkusil sem, če merilec upornosti deluje. Povezal sem žici z upornikom 220 .
Program v Arduinu sem napisal tako, da so se pomembni rezultati izračunali in
prikazali na zaslonu. Tako nisem potreboval povezave z računalnikom. Na zaslonu
LCD se najprej izpiše upornost, to je vidno tudi v spodnji kodi, ki je uporabljena za
izpis na zaslon.
lcd.clear(); // izbriše se vse kar je na ekranu, da se na
njem lahko prikažejo novi podatki
lcd.setCursor(0, 0); // kurzor postavi v prvo vrstico
lcd.print("R: "); // na ekranu se izpiše R:
lcd.print(R2); // izpiše se vrednost upornosti
Nato sem z naslednjo kodo preračunal, koliko odstotna raztopina soli je to.
raw= analogRead(analogPin); // raw - sveži, novi podatki
so prebrani iz analognega pina
if(raw)
{
zacasno= raw * Vin; // vhod na pin A0 izračunamo v Voltih,
da pomnožimo stopnje z napetostjo 5V in v nasledjem koraku
spodaj delimo z maks. stopenj
16
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________Vout= (zacasno)/1024.0; // kot križni račun pri 5V je 1024
stopenj, koliko V je pri raw vhodnih stopnjah
zacasno= (Vin/Vout) -1; //del enačbe 2 razmerje napetosti
minus 1, v naslednjem koraku pomnožimo z znanim uporom.
R2= R1 * zacasno;
odstotek=pow((75/(R2-476)),(1.181)); // matematična
odvisnost, ki se lepo prilega na podatke.
Serial.print("Vout: "); // serial print pomeni, da se bodo
podatki izpisali na pomožnem okencu na računalniku
Serial.println(Vout);
Serial.print("R2: ");
Serial.println(R2);
Serial.print("odstotek soli: ");
Serial.println(odstotek);
5.2 Meritve
S pomočjo tehtnice sem natehtal 100 g kuhinjske soli, da je bilo manj napake, saj
je s tako tehtnico nemogoče natehtati 1 g soli (naša domača kuhinjska tehtnica
ima 2 g napake). Nato sem naredil več različnih raztopin soli in destilirane vode.
Za vsako naslednjo raztopino sem odmeril polovico predhodne raztopine in
zapolnil do vrha merilnega valja z destilirano vodo. Tako je imela vsaka naslednja
raztopina za polovico manj koncentrirano sol.
Primer:
- 100 g soli na kg
- 50 g soli na kg
- 25 g soli na kg
- 12,5 g na kg
- 6,25 g na kg
- …
- 0,0488 g na kg
17
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________Graf 3: Koncentracija vzorcev.
0 2 4 6 8 10 120
2
4
6
8
10
12
Št. vzorca
Konc
entr
acija
soli
(%)
Vsak vzorec je bila raztopina s koncentracijo soli polovico predhodne
koncentracije. Prva koncentracija je bila 10 %.
Slika 11: Čaša s 100 g soli na kg vode.
18
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
Slika 12: Meritev pripravljenih raztopin soli za pripravo umeritvene krivulje.
Pri teh meritvah še nisem imel zaslona LCD in sem izmerjene vrednosti zabeležil z
računalnikom.
Koncentracijo soli sem vnesel v preglednico programa Excel. Izmeril sem napetost
na vmesnem prevodniku med uporom in raztopino (dvakrat) in po enačbi 2
izračunal upornost raztopine. Isto enačbo sem vnesel tudi v program Arduino, da
je program takoj izpisal napetost in upornost na zaslon.
19
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________Graf 4: Umeritvena krivulja.
0 2 4 6 8 10 12 140
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
prva meritev druga meritev
Št. vzorca
Nap
etos
t (V)
Po meritvi napetosti in po vnosu v tabelo Excel sem narisal graf za vsako od dveh
meritev. Obe ponovitvi meritev se nista veliko razlikovali.
Graf 5: Preračunane upornosti po enačbi 2.
0 2 4 6 8 10 12 140
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
prva meritevdruga meritevenačba upornosti
Št. vzorca
Upor
nost
(Ohm
)
Tako sem dobil kontrolno skupino podatkov. Za vsako meritev neznane raztopine
bi lahko pogledali v tabelo in odčitali, koliko približno je ustrezna koncentracija soli
za izmerjeno upornost. To bi bilo uporabno in enostavno, ampak kar zamudno in
20
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________nenatančno. Pri tem sem očeta prosil za pomoč, da bi našli primerno enačbo, s
katero bi lahko v Excelu in Arduinu takoj izračunali iz upornosti še koncentracijo
soli. Tako ne bi bilo treba vedno znova gledati v kontrolno tabelo.
S poskušanjem sva našla enačbo, ki se je izkazala za uporabno. Zato sem lahko
kar takoj po meritvi avtomatično iz upornosti raztopine izračunal koncentracijo soli
po tej enačbi, kjer je c koncentracija soli v %, R2 pa je upornost raztopine.
Uporaba enačbe v kodi se vidi v poglavju Eksperimentalni del, zapis spodaj pa je
primeren za lažji vnos v preglednico Excel.
Enačba 3:
c=(75/(R2-476))^(1,181)
Z uporabo enačbe, sem dobil krivuljo, ki se popolnoma ujema z našimi meritvami,
kar se vidi na Grafu 5.
21
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
6. REZULTATI
Po tem ko sem ugotovil, da merilna naprava meri zelo natančno in da lahko z
različnimi koncentracijami soli to napravo umerim tako, da bo neposredno
prikazala tudi koncentracijo soli, sem izmeril slanost različnim tekočim jedem in
pijačam.
Slika 13: Nekaj primerov jedi in pijač, ki sem jih testiral.
Shranil sem jih v 50 ml epruvetah.
22
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________Graf 6: Meritve koncentracije soli, prikazane v stolpičnem grafu.
vodovo
dna voda
0,05% sol
izotoničn
a pijač
a
zelen
javna ju
ha
bučnokoren
čkova
juha
bučna juha
mleko
omaka g
ovejih
zrezk
ov
omaka s
arme
solnica za
olive
juha iz v
rečke
ketch
up
teriak
i sojin
a omak
a
kisle k
umarice
solatna o
maka0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
meritev 1 meritev 2
meritev 3
Ods
tote
k so
li (%
)
Meritve odstotka soli so za jedi in pijače (do solnice za olive) zelo natančne, to se
vidi tudi pri ujemanju vseh treh meritev med seboj. Presenetilo me je tudi, da je
najbolj slana omaka za solato (sol, kis, olje), vendar je to povsem normalno, saj te
pojemo malo (na solatnem listu se obdrži le tanek sloj omake). Če damo v skledo
solate ščepec soli v približno 10 ml kisa in olja, nastane res slana raztopina.
Prvo mesto za najbolj slano jed zasede juha iz vrečke, saj jo jemo v velikih
količinah, ne pa tako kot na primer ketchup, sojino omako, kisle kumarice ali
solatno omako.
Za projekt meritev slanosti sem naredil spletno stran, ki je namenjena vsem, da si
zgradijo svoj senzor, ali pa mi sporočijo željo, katero jed ali pijačo naj testiram.
Podatki so sproti objavljeni na isti spletni strani: http://slanost.weebly.com/.
23
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
7. RAZPRAVA in ZAKLJUČEKMoja prva hipoteza je bila, da bo senzor deloval dobro in natančno. To lahko
potrdim na osnovi zabeleženih meritev. Senzor deluje dovolj natančno za moje
potrebe.
Ugotovil sem, da je med meritvami dobro zamenjati žici, da elektroliza deluje
enakomerno in ne uniči prehitro žic. Med meritvami sem žici tudi splakoval z
destilirano vodo, saj so se nekatere gostejše omake prijele žic ter še naprej
prevajale električni tok.
Moja druga hipoteza je bila, da bodo jedi iz trgovine bolj slane kot domače jedi,
tudi ta hipoteza je potrjena. Juho sem skuhal po navodilih, napisanih na vrečki (1 l
vode za celo vrečko). Meritve so pokazale, da je juha slana bolj kot naša solnica
za olive ter celo dvakrat toliko kot naša domača juha.
Mleko sem uporabljal kot testno raztopino, saj je na embalaži pisalo, da je v mleku
0,1% soli in toliko sem izmeril tudi z Arduinom. Začudila pa me je meritev
izotonične pijače Powerade. Meritev sem še večkrat ponovil in vedno primerjal z
meritvami mleka. Mleko je imelo vedno enako vsebnost soli, kot je pisalo na
embalaži. Pri izotonični pijači, pa je vedno močno odstopala. Če izračunamo
vrednost soli v odstotkih iz embalaže izotonične pijače, dobimo 0,13 %. Vendar
pijača po mojih meritvah ni bila tako slana, ko je pisalo na embalaži. Izmeril sem
0,06 % soli, kar je približno pol manj. Še mleko je bolj slano. Na etiketi je očitno
navedena napačna količina soli. Če prištejemo še dodatne količine drugih ionov, ki
so navedeni na embalaži, bi morala biti prevodnost in s tem izračunana slanost še
večja. Na internetu sem preveril, koliko soli naj bi ta izotonična pijača vsebovala.
Na http://www.coca-cola.co.uk/brands/powerade.html (15.1.2015) sem našel enak
podatek kot na nalepki: 0,13 % soli. Želel sem preveriti, ali je tako neskladje z
mojimi meritvami in podatki na etiketi tudi pri drugih izotoničnih pijačah. Kupil sem
še Mercator Isotonic in Isostar. Pri prvi je pisalo, da vsebuje manj kot 0,05 % soli,
pri drugi pa 0,048 % soli. Moja povprečna meritev za Isotonic je bila 0,059 %, za
Isostar pa 0,075 %. Te meritve so bile kar skladne z označenimi vrednostmi. Moj
24
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________zaključek je, da se podatki na etiketi in na spletni strani pijače Powerade ne
skladajo z dejansko količino soli. To sem potrdil tudi s poskušanjem, saj ni bila
pijača Powerade nič bolj slana od drugih dveh. Morda veljajo podatki za to pijačo v
kakšni drugi državi.
Slika 14: Nalepka na plastenki pijače Powerade.
To je tudi potrdilo mojo zamisel, da je dobro meriti količino soli v hrani in pijači.
Včasih se ne moremo zanesti niti na objavljene podatke. Še bolj pomembno pa je,
da z merjenjem učinkovito spoznamo količine soli, ki jih vnesemo v telo. Večinoma
pojemo preveč soli, zato se je priporočljivo slani hrani izogibati. Pri športu, ko z
znojenjem izgubljamo sol, pa je vnos soli in vode koristen. Moje meritve so
pokazale, da izotonične pijače nimajo zelo veliko soli. Za vnos soli in drugih
mineralov je boljše navadno mleko. Meni po treningu plavanja najbolj tekne
čokoladno mleko.
Ko sem jedel juho iz vrečke, se mi ni zdela tako pretirano slana. Na lastno
okušanje se ne smemo preveč zanašati, saj nanj vpliva, kaj smo jedli pred tem in
tudi kako soljeno hrano običajno jemo. Na primer, če bi pred juho pojedli čips,
pomfrit ali kaj drugega zelo slanega, bi se nam juha zdela skoraj neslana. Če smo
navajeni jesti bolj slano hrano, se nam večina hrane zdi premalo slana. To lahko
potrdim z lastnimi izkušnjami ter z izkušnjami s sorodniki, ki si lastne jedi dodatno
solijo in se jim zato pri nas doma zdi naša hrana premalo slana.
Čeprav so bili rezultati meritev primerni in ob ponovitvah primerljivi, bi pri
raziskovalni nalogi lahko izboljšal več stvari. Lahko bi uporabljal bolj natančen
25
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________znani upor 1000 . V priročniku za Arduino je navedeno, da ima moj upor
natančnost 5 %, ker ima zlato zadnjo barvno črtico. [7] Lahko bi bil še natančnejši
pri umerjanju raztopin in meritve izvajal večkrat.
Do neskladanja meritev je prišlo le pri nekaterih bolj slanih jedeh oziroma omakah,
saj so te na robu zmogljivosti krivulje natančnosti. Če bi želel dobiti natančnejše
rezultate, bi moral znani upor zmanjšati ter ponoviti umerjanje.
Slika 15: Obkrožen je podatek o slanosti mleka.
26
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
8. ZAHVALE
Zahvaljujem se svoji mentorici Nini Strlič, prof., da mi je omogočila sodelovanje pri
raziskovalni nalogi in za koristne napotke.
Iskrena hvala učiteljici slovenščine Martini Vozlič, prof., da je raziskovalno nalogo
pregledala in popravila pravopisne napake.
Staršem se zahvaljujem za rojstnodnevno darilo kompleta Arduino ter pomoč pri
izdelavi dobrih elektrod ter enačbi za pretvorbo upornosti v odstotke slanosti.
Zahvaljujem se tudi učiteljem na Fakulteti za elektrotehniko, ki so me učili na
taborih Inovativnih tehnologij.
27
Kreft J. Merilec slanostiRaziskovalna naloga, OŠ Koseze, Ljubljana, 2015
________________________________________________________________________________
9. LITERATURA
Spletni viri:
[1] http://www.arduino.cc/ (18.11.2014)
[2] http://sl.wikipedia.org/wiki/Sol (18.11.2014)
[3] http://wiki.fmf.uni-lj.si/wiki/Delilnik_napetosti (18.11.2014)
[4] http://learningaboutelectronics.com/Articles/Arduino-ohmmeter.php (18.11.2014)
[5] http://www.gizmag.com/thanko-handy-salt-meter/28646/ (18.11.2014)
Knjižni viri:
[6] Štern Andrej, Guna Jože. Arduino kot telematska platforma v pedagoškem procesu. Prispevek je objavljen v Zborniku 22. mednarodne Elektrotehniške in računalniške konference ERK 2013. http://www.ltfe.org/wp-content/uploads/2013/09/sternarduinop.pdf
[7] Arduino projects book. Urednika: Scott Fitzgerald in Michael Shiloh. 2013, Arduino LCC.
28