Αυτοματοποιημένος κινητήρας νερού με δείκτη επιπέδου: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Γεια σε όλους, καλώς ήλθατε σε ένα ακόμη Instructable. Σε αυτό το έργο θα μάθουμε πώς να δημιουργούμε πλήρως αυτόματο ελεγκτή στάθμης δεξαμενής νερού με λειτουργία δείκτη στάθμης νερού χρησιμοποιώντας το Arduino Nano.

Το Arduino είναι ο εγκέφαλος αυτού του έργου. Θα λάβει είσοδο από τους αισθητήρες και θα ελέγξει όλες τις άλλες μονάδες σύμφωνα με την τιμή που λαμβάνεται. Το δεύτερο μπλοκ είναι οθόνη LCD 16x2. Αυτή η μονάδα θα εμφανίσει τη στάθμη του νερού σε ποσοστό καθώς και στο διάγραμμα, θα εμφανίσει επίσης την κατάσταση της αντλίας. Αυτή η ενότητα θα μας ειδοποιεί επίσης κάθε φορά που το δοχείο Sump είναι άδειο. Το τρίτο μπλοκ είναι ο αισθητήρας Sonar. Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της στάθμης του νερού στη δεξαμενή εναέριου νερού.

Έτσι σε αυτό το έργο θα χρησιμοποιήσω την Υπερηχητική μονάδα HC-SR04 για να μετρήσω το επίπεδο νερού και μια LCD I2C για να δω την στάθμη του νερού σε εκατοστά.

Προμήθειες

Arduino Nano

Υπερηχητική μονάδα JSN-SR04 Water Proof

Οθόνη LCD 16X 2 (μπλε/πράσινο)

230-5V μονάδα ισχύος

5V Buzzer

Hook-Up Wires

Ένα κουτί περιβλήματος

Βήμα 1: Ξεκινώντας με το JSN-SR04

Ο υπερηχητικός αισθητήρας JSN-SR04 ή Water Proof είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που λειτουργεί με βάση την αρχή της μετάδοσης και της αντανάκλασης. Αυτός ο αισθητήρας έχει δύο ακίδες που ονομάζονται TRIG και ECHO pin.

Η λειτουργία του πείρου ECHO είναι να εκπέμπει τα κύματα στο κανάλι. Αυτά τα κύματα ταξιδεύουν μέσω του μέσου ως κύμα και αντανακλούν πίσω όταν χτυπήσει ένα αντικείμενο ή ένα εμπόδιο πριν από τη διάδοσή του. Ο χρόνος που απαιτείται για την εκπομπή και την αντανάκλαση είναι υπολογίζοντας και χρησιμοποιώντας αυτήν την τιμή αποφασίζουμε την απόσταση του εμποδίου που μας πλησιάζει.

• Ο πείρος TRIG συνδέεται με τον ψηφιακό πείρο 5 του nano.
• Ο πείρος ECHO συνδέεται με τον ψηφιακό πείρο 5 του nano.
• Ο πείρος VCC συνδέεται με το θετικό κιγκλίδωμα της σανίδας.
• Ο πείρος GND συνδέεται με το αρνητικό της σανίδας.

Βήμα 2: Λειτουργία του αυτόματου ελεγκτή στάθμης νερού

Η εργασία αυτού του έργου είναι πολύ απλή, χρησιμοποιήσαμε μονάδα αισθητήρα υπερήχων που στέλνει τα ηχητικά κύματα στη δεξαμενή νερού και ανιχνεύει την αντανάκλαση των ηχητικών κυμάτων που είναι ECHO. Πρώτα απ 'όλα πρέπει να ενεργοποιήσουμε τη μονάδα αισθητήρα υπερήχων για να μεταδώσει σήμα χρησιμοποιώντας το Arduino και στη συνέχεια να περιμένουμε να λάβουμε ECHO. Το Arduino διαβάζει το χρόνο μεταξύ ενεργοποίησης και λήψης ECHO. Γνωρίζουμε ότι η ταχύτητα του ήχου είναι περίπου 340 m/s. έτσι μπορούμε να υπολογίσουμε την απόσταση χρησιμοποιώντας τον δεδομένο τύπο:

Απόσταση = (χρόνος ταξιδιού/2) * ταχύτητα ήχου Όπου η ταχύτητα του ήχου είναι περίπου 340μ ανά δευτερόλεπτο. Χρησιμοποιώντας αυτές τις μεθόδους παίρνουμε απόσταση από τον αισθητήρα στην επιφάνεια του νερού. Μετά από αυτό πρέπει να υπολογίσουμε τη στάθμη του νερού. Τώρα πρέπει να υπολογίσουμε το συνολικό μήκος της δεξαμενής νερού. Όπως γνωρίζουμε το μήκος της δεξαμενής νερού, τότε μπορούμε να υπολογίσουμε τη στάθμη του νερού αφαιρώντας την προκύπτουσα απόσταση που προέρχεται από υπερήχους από το συνολικό μήκος της δεξαμενής. Και θα πάρουμε την απόσταση της στάθμης του νερού. Τώρα μπορούμε να μετατρέψουμε αυτή τη στάθμη του νερού στο ποσοστό του νερού και μπορούμε να την εμφανίσουμε στην οθόνη LCD.

Βήμα 3: Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση

Όπως φαίνεται στο κύκλωμα του ελεγκτή στάθμης νερού που δίνεται παρακάτω, οι ακίδες "ενεργοποίησης" και "ηχώ" της μονάδας αισθητήρα υπερήχων συνδέονται άμεσα με τους πείρους 5 και 4 του arduino. Μια LCD 16x2 συνδέεται με το arduino σε λειτουργία 4-bit. Οι ακίδες ελέγχου RS, RW και En συνδέονται απευθείας με τον ακροδέκτη arduino 3, GND και 2. Και ο ακροδέκτης δεδομένων D4-D7 συνδέεται με τα 10, 9, 8 και 7 του arduino και ο βομβητής συνδέεται στον ακροδέκτη 6. Ο ρελέ 5 Volt είναι επίσης συνδεδεμένο στην ακίδα 12 του arduino για ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση της αντλίας του κινητήρα νερού. Μια μονάδα ισχύος 230-5V που χρησιμοποιεί για την ενεργοποίηση αυτής της μονάδας. μπορείτε να χρησιμοποιήσετε φορτιστή τηλεφώνου 1000mA για αυτό. σε αυτό το κύκλωμα Η μονάδα αισθητήρα υπερήχων τοποθετείται στο η κορυφή της δεξαμενής νερού για επίδειξη. Αυτή η μονάδα αισθητήρα θα διαβάσει την απόσταση μεταξύ της μονάδας αισθητήρα και της επιφάνειας του νερού και θα εμφανίσει την απόσταση στην οθόνη LCD με το μήνυμα "Water Space in Tank is:". Σημαίνει ότι εδώ δείχνουμε κενό μέρος απόστασης ή όγκου για νερό αντί για στάθμη νερού. Λόγω αυτής της λειτουργικότητας μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το σύστημα σε οποιαδήποτε δεξαμενή νερού. Όταν η στάθμη του άδειου νερού φτάσει σε απόσταση περίπου 30 cm, τότε το Arduino ενεργοποιεί την αντλία νερού με ρελέ οδήγησης. Και τώρα η οθόνη LCD θα εμφανίζει "LOW Water Level" "Motor on ON" και το LED status Relay θα αρχίσει να ανάβει

Τώρα αν ο κενός χώρος φτάσει σε απόσταση περίπου 12 εκατοστά το arduino απενεργοποιείται, το ρελέ και η οθόνη LCD θα εμφανίσουν "Το ρεζερβουάρ είναι γεμάτο" "Ο κινητήρας απενεργοποιήθηκε". Ο βομβητής επίσης ηχεί για λίγο και η λυχνία LED κατάστασης ρελέ θα σβήσει.

Βήμα 4: Προγραμματισμός

Για να προγραμματίσετε το Arduino για τον ελεγκτή στάθμης νερού, πρώτα ορίστε όλη την καρφίτσα που πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε στο έργο για τη διασύνδεση εξωτερικών συσκευών όπως ρελέ, LCD, βομβητής κ.λπ. Αντιγράψτε και επικολλήστε τον παρακάτω κώδικα στο arduino IDE και επιλέξτε το arduino nano και τη δεξιά θύρα και μετά πατήστε upload.

Βήμα 5: Δοκιμή και συναρμολόγηση

Και αφού ολοκληρώσετε το έργο, θα πρέπει να δείτε το arduino να εμφανίζει τη στάθμη του νερού στην οθόνη LCD. Μπορείτε να προσθέσετε έναν βομβητή για να σας ενημερώσει και μετά φτάσει η στάθμη του νερού μετά από ορισμένο όριο.

Βήμα 6: Εγκατάσταση

Αυτή είναι μια βασική εφαρμογή και έγινε με περιορισμένους πόρους. Σκοπεύω να το βελτιώσω με την ειδοποίηση στάθμης νερού μέσω SMS χρησιμοποιώντας τη μονάδα SIM900A ως επόμενο βήμα.

Ευχαριστούμε που παρακολουθήσατε.