Κάθε λίτρο μετράει! Arduino Water Doser "Shield": 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Γεια! Με αυτό το διδακτικό, μπορείτε να χορηγήσετε την επιθυμητή ποσότητα νερού. Το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει σε mL και L. Θα χρησιμοποιήσουμε Arduino UNO, μετρητή ροής για να μετρήσουμε την ποσότητα νερού, LCD για να δείξουμε την κατάσταση, κουμπιά για αλλαγή των ρυθμίσεων και ρελέ για ενεργοποίηση ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας.

Το σύστημα μπορεί να έχει πολλές εφαρμογές: ποτίστε τον κήπο, αναμείξτε νερό με μερικά συστατικά, γεμίστε μια δεξαμενή, ελέγξτε την κατανάλωση νερού κ.λπ.

Σε μια πρώτη προσπάθεια, προσπάθησα να το φτιάξω σε μια σανίδα, αλλά λόγω των 8 κουμπιών (πολλά καλώδια), των αποσυνδέσεων, των λανθασμένων μέτρων και της ανάγκης να δοκιμάσω έξω ή κοντά σε μια πηγή νερού, αποφάσισα να φτιάξω μια «ασπίδα».

Εάν δεν έχετε κάνει ποτέ PCB, ίσως αυτή είναι μια καλή στιγμή. Είναι εύκολο, πρέπει μόνο να είστε προσεκτικοί με τα εμπλεκόμενα στοιχεία. Έφτιαξα έναν γρήγορο οδηγό για το PCB. Εάν χρειάζεστε περισσότερες λεπτομέρειες, μπορείτε να βρείτε καλά μαθήματα σε αυτήν τη σελίδα.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Η ακρίβεια της μέτρησης δίνεται από την ποιότητα του μετρητή ροής. Δεν πρόκειται για δοσομετρητή υψηλής ακρίβειας. Θα χρειαστείτε υπομονή για να βαθμονομήσετε το σύστημα, αλλά το τελικό αποτέλεσμα είναι αρκετά ακριβές.

Δες το βίντεο!

Βήμα 1: Υλικά

PCB

-Μια ελάχιστη πλάκα χαλκού 13x10 cm (συνιστάται υάλινη ίνα)

-Χλωριούχος σίδηρος

-Πλαστικό δοχείο

-Πλαστικά γάντια

-Θερμικό χαρτί μεταφοράς (το κίτρινο)

-Ένα σίδερο (για θερμική μεταφορά)

-Σίδερο συγκόλλησης, σύρμα συγκόλλησης, μαξιλάρι γυαλίσματος

-Τρυπάνι, τρυπάνι 1mm

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ

-Arduino UNO

-LCD 16x2

-Μετρητής νερού (χρησιμοποιώ το YF-S201)

-10Κ αντιστάσεις x 8

-1K αντίσταση

-Τρίποτ 10Κ

-Πατήστε τα κουμπιά x 8

-Αντρικές κεφαλίδες μονής σειράς με ευθεία καρφίτσα x 21-pin

-Καμπύλες κεφαλίδες μονής σειράς x 6 ακίδων

-Θηλυκοί συνδετήρες κεφαλίδας 2 x 6 ακίδων

-Μονάδα ρελέ 5V

-Σολωνοειδής βαλβίδα (συνιστάται 12, 24 VDC)

-Συνδέσεις, σύρματα

Και σωληνώσεις σύμφωνα με τις ανάγκες σας

Βήμα 2: Προετοιμασία του PCB

Maybeσως αυτό να είναι το πιο δύσκολο βήμα, αν δεν κάνατε ποτέ PCB. Αρκεί να ακολουθήσετε τις οδηγίες.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να φτιάξετε ένα PCB, αυτός λειτουργεί για μένα:

1.- Προετοιμάστε το χαρτόνι γυαλίζοντας την επιφάνεια του χαλκού. Χρειάζεστε μια λεία και λαμπερή επιφάνεια. Στη συνέχεια πλύνετε με απορρυπαντικό πιάτων. Μόλις το κάνετε αυτό, μην αγγίξετε ξανά την επιφάνεια (δακτυλικά αποτυπώματα). Αφήστε το να στεγνώσει

2.- Εκτυπώστε τα αρχεία (PDF) στο χαρτί θερμικής μεταφοράς. Στην περίπτωσή μου, έχω χαρτί για γραφίτη (όχι μελάνι), οπότε χρειάζεστε τον σωστό εκτυπωτή για το χαρτί σας. Εκτυπώστε στην λεία/λαμπρή επιφάνεια του χαρτιού.

Σημείωση: Τα αρχεία είναι έτοιμα για μεταφορά, μην χρησιμοποιείτε καθρέφτη για εκτύπωση. Εάν θέλετε, εκτυπώστε πρώτα σε κανονικό χαρτί για να βεβαιωθείτε. Θα δείτε τα γράμματα προς τα πίσω, αλλά είναι εντάξει.

3.-Βάλτε το χαρτί με την τυπωμένη επιφάνεια προς τα κάτω και τοποθετήστε το στην σανίδα (επιφάνεια χαλκού). Βάλτε λίγη ταινία για να το φτιάξετε

4.-Τώρα, χρησιμοποιήστε ένα ζεστό σίδερο για να μεταφέρετε τα κομμάτια στην επιφάνεια του χαλκού. Κάντε το μετακινώντας το σίδερο και πιέστε για περίπου

2-3 λεπτά.

5.- Αφήστε το να κρυώσει και στη συνέχεια αφαιρέστε όλο το χαρτί. Μπορείτε να το πλύνετε προσεκτικά για να αφαιρέσετε το υπόλοιπο χαρτί. Μην κάνετε ζημιά στα κομμάτια !.

6.-Προετοιμάστε το διάλυμα στο πλαστικό δοχείο. Χρησιμοποιήστε πλαστικά γάντια !. Χρησιμοποιώ μια αναλογία ενός μέρους χλωριούχου σιδήρου για δύο ζεστό νερό (40 C). Χρειαζόμουν 300 ml για να φτιάξω το PCB (100 ml χλωριούχου σιδήρου και 200 ml ζεστό νερό), αλλά εξαρτάται από το μέγεθος του δοχείου σας.

7.- Βάλτε την σανίδα στο διάλυμα, μετακινήστε το δοχείο, κατά καιρούς, "κάνοντας κύματα" για να αφαιρέσετε τον χαλκό. Κανονικά, διαρκεί περίπου 20-30 λεπτά. Ελέγχετε συνεχώς τον πίνακα.

8.-Μόλις αφαιρεθεί όλος ο χαλκός, αποσυρθείτε και πλύνετε την σανίδα (χρησιμοποιήστε πλαστικά γάντια για χειρισμό). Πολωνίστε ξανά για να αφαιρέσετε το μελάνι και να δείτε τα χάλκινα κομμάτια.

9.-Μπορείτε να κόψετε τα υπόλοιπα μέρη του σκάφους αν θέλετε.

10.-Τώρα πρέπει να ανοίξετε τις τρύπες. Χρησιμοποιήστε ένα τρυπάνι 1mm. Οι τρύπες σημειώνονται στο κέντρο των κύκλων χωρίς χαλκό.

11.-Τώρα, μπορείτε να μεταφέρετε την κορυφή. Το τυπωμένο χαρτί πρέπει να ταιριάζει με τις τρύπες. Χρησιμοποιήστε τις γωνίες των γραμμών των κουμπιών ώθησης ως αναφορά. Μπορείτε να το κάνετε αυτό ενάντια σε έντονο φως ή στον ήλιο. Βάλτε λίγη ταινία για να το φτιάξετε.

Επαναλάβετε τα βήματα 3-5.

Και το PCB είναι έτοιμο!

Βήμα 3: Φτιάχνοντας την "Ασπίδα"

Τώρα, τοποθετήστε και κολλήστε τα εξαρτήματα. Πρώτα οι κεφαλίδες καρφιτσών. Πρέπει να σπρώξετε τις καρφίτσες, για να πάρετε μια "μακριά καρφίτσα" ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άλλου τύπου κεφαλίδα καρφίτσας. Δείτε την εικόνα.

Στη συνέχεια, οι αντιστάσεις. Κάθε αντίσταση επισημαίνεται στο επάνω μέρος με την αντίστοιχη τιμή. Συνεχίστε με τα κουμπιά, το trimpot, τις καμπύλες κεφαλίδες και τις θηλυκές κεφαλίδες.

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ: Πρέπει να βάλετε κάποια ταινία στη ζώνη "καλύμματος", για να αποφύγετε την επαφή με τη μεταλλική υποδοχή USB

Τοποθετήστε το LCD και το arduino. Τα "0" και "A5" σας δείχνουν τον σωστό τρόπο τοποθέτησης.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Η τελική σας ασπίδα μπορεί να διαφέρει από τη δική μου, επειδή έχω διορθώσει ορισμένα ζητήματα (συνδετήρας ρελέ, ζώνη "κάλυψης", σφραγίδα αντίθεσης)

Βήμα 4: Αγωγός

Για να είμαι ειλικρινής, δεν γνωρίζω το όνομα στα αγγλικά για όλα τα συστατικά, ούτως ή άλλως, ο αγωγός εξαρτάται από την εφαρμογή σας. Δείτε τις εικόνες για να έχετε μια ιδέα για το πώς να φτιάξετε τον αγωγό. Μην ξεχάσετε να κάνετε ένα καλά συνδεδεμένο και σφραγισμένο κύκλωμα, γιατί η πίεση του νερού μπορεί να εκτοξεύσει όλο το μέρος και τα ηλεκτρονικά!

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ: Ο μετρητής ροής έχει ένα βέλος, που δείχνει την κατεύθυνση ροής.

Βήμα 5: Βαθμονόμηση

Με την «ασπίδα» και τον αγωγό έτοιμο, δοκιμάστε το μετρητή ροής νερού.

Χρειάζεστε μια πηγή νερού. Δοκίμασα τον αισθητήρα κοντά στο πλυντήριο, χρησιμοποιώντας το σύνδεσμο παροχής νερού στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα μου (του ίδιου τύπου) Το Arduino δεν μπορεί να οδηγήσει ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, γι 'αυτό χρησιμοποίησα ρελέ, οπότε χρειάζεστε εξωτερική πηγή ισχύος, σύμφωνα με το τάση της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας σας, δείτε το σχηματικό. Χρησιμοποιήστε τα "COM" και "NO" για να διακόψετε μια γραμμή. Χρησιμοποιώ ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα 220V από ένα παλιό πλυντήριο. Εάν πρέπει να αγοράσετε την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, προτείνω μία χαμηλής τάσης (12 ή 24 βολτ). Μην ξεχάσετε να επιλέξετε αυτό που μπορείτε να προμηθεύσετε.

Ακόμα κι αν ο μετρητής ροής δείχνει τους παλμούς x λίτρο, πρέπει να τον δοκιμάσετε, λόγω του ιδιαίτερου σχήματος των σωληνώσεών σας.

Για παράδειγμα, η έξοδος του μετρητή ροής μου είναι 450 παλμικός διαλύτης, αλλά στη δοκιμή πήρα μόνο 400. Άλλος παράγοντας, δεν μπορούσα να λειτουργήσω με τη βαλβίδα τροφοδοσίας πλήρως ανοιχτή, επειδή οι ενδείξεις έγιναν ασταθείς. Έτσι, πρέπει επίσης να βαθμονομήσετε τη βαλβίδα παροχής νερού Το

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Μην ξεχάσετε να εργαστείτε εντός των παραμέτρων του αισθητήρα σας, στην περίπτωσή μου, 1-30 l/min και 1,75 Mpa.

Όπως είπα, όλα εξαρτώνται από την ποιότητα και τις προδιαγραφές του μετρητή ροής.

Συνδέστε τον αισθητήρα στην ασπίδα. Το επάνω μέρος έχει εκτυπώσει τους αντίστοιχους συνδετήρες.

+ = 5V (Κόκκινο καλώδιο)

- = GND (Μαύρο καλώδιο)

S = Σήμα ή παλμός (Yelow Wire)

Η μονάδα ρελέ έχει τα ίδια σήματα.

Ετοίμασα έναν κωδικό για να μετρήσω τους παλμούς. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε START/STOP και RST CNT. Χρησιμοποιήστε ένα μπουκάλι, κάδο ή ποτήρι 1 λίτρου και πατήστε το κουμπί εκκίνησης. Σταματήστε όταν φτάσετε το 1 λίτρο. Επαναλάβετε μερικές φορές για να πάρετε ένα μοτίβο. Πατήστε το κουμπί RST CNT για να επαναφέρετε τον μετρητή και να ξεκινήσετε ξανά.

Τώρα, γνωρίζετε τους παλμούς x λίτρα του αισθητήρα σας.

Δες το βίντεο.

Βήμα 6: Το δοχείο νερού

Χαρακτηριστικά υλικού:

LCD: Εμφάνιση της κατάστασης, "SP" είναι το καθορισμένο σημείο ή η επιθυμητή ποσότητα νερού και "CNT" είναι ο μετρητής. Εισήγαγα έναν κώδικα που κάνει το LCD, λειτουργεί σαν δύο οθόνες. Η συνάρτηση ml και η συνάρτηση L είναι εντελώς ανεξάρτητες.

ΕΝΑΡΞΗ/ΣΤΑΜΑΤΗΣΗ: Είναι μια λειτουργία "εναλλαγής". για να διατηρήσετε το ρελέ και το σύστημα σε λειτουργία όταν αφήνετε το κουμπί. Εάν πιέσετε ξανά, το σύστημα σταματά και το ρελέ είναι "OFF". Όλα τα κουμπιά δεν λειτουργούν εάν το σύστημα είναι ενεργοποιημένο

ΜΟΝΑΔΑ: Αλλάξτε μεταξύ ml και L, διατηρώντας τις ρυθμίσεις και τις τιμές της προηγούμενης οθόνης. Είναι επίσης μια λειτουργία "εναλλαγής". Εάν είναι χαμηλή, βρίσκεστε σε οθόνη ml και εάν είναι υψηλή, βρίσκεστε στην οθόνη L.

RST SP: Επαναφέρετε το σημείο ρύθμισης στην τρέχουσα οθόνη, για να εισαγάγετε μια νέα.

RST CNT: Επαναφέρετε τον μετρητή στην τρέχουσα οθόνη για να ξεκινήσετε μια νέα καταμέτρηση. Εάν ο μετρητής είναι υψηλότερος ή ίσος με το καθορισμένο σημείο, το σύστημα δεν θα ξεκινήσει.

Κουμπιά Adders: Έχετε 4 κουμπιά push για να αλλάξετε το σημείο ρύθμισης, +1, +10, +100, +1000. Αυτός είναι ένας εύκολος τρόπος για να αλλάξετε τις ρυθμίσεις. Τα κουμπιά πρόσθετων δεν λειτουργούν ενώ το σύστημα λειτουργεί. Δεν μπορείτε να προσθέσετε +1 στη συνάρτηση ml.

Χαρακτηριστικά λογισμικού:

Πήρα τον αισθητήρα ως κουμπί (σπρώχτηκε πολύ γρήγορα!) Χρησιμοποιεί την ίδια λειτουργία "debounce" όλων των κουμπιών. Ο αισθητήρας στέλνει ένα "υψηλό" όταν ολοκληρώνει έναν γύρο (κάθε 2, 5 ml περίπου). Ο υπόλοιπος χρόνος είναι "χαμηλός", το ίδιο αποτέλεσμα όταν πατάτε ένα κουμπί.

Χρειάζεται μόνο να εισαγάγετε τους παλμούς σας x λίτρα και τον παλμό ml x ως εξής:

Στο προηγούμενο βήμα, δοκιμάσατε τον αισθητήρα και πήρατε τους παλμούς εξόδου. Προσπαθήστε να στρογγυλοποιήσετε τον αριθμό.

float cal_1 = 2,5; // Βαθμονόμηση ml x παλμού

Όπου cal_1 = 1000/παλμοί ανά λίτρο (η περίπτωσή μου; 1000/400 = 2,5 ml x παλμός

int cal_2 = 400; // Βαθμονόμηση παλμών x λίτρα

Αυτός είναι ένας τέλειος στρογγυλός αριθμός για δουλειά. Δεν ξέρω αν θα είστε τόσο τυχεροί από εμένα. Κάντε μια τελευταία βαθμονόμηση για να προσαρμόσετε το σφάλμα στο ελάχιστο

Οι μεταβλητές είναι "int", οπότε εάν χρειάζεστε μεγαλύτερους αριθμούς, αλλάξτε σε "long" ή "unsigned long"

Στο βίντεο, μπορείτε να δείτε τη λειτουργία της ασπίδας. Με λίγη υπομονή, μπορείτε να επιτύχετε μια σχεδόν τέλεια απόδοση.

Βήμα 7: Αυτόματη επαναφορά

Επεξεργάστηκε 23-23-2018, Δοκιμή

Αίτημα από χρήστες. Αφού φτάσει ο μετρητής, το σημείο ρύθμισης θα οριστεί στο 0 αυτόματα για να ξεκινήσει μια νέα καταμέτρηση. Μπορείτε πάντα να χρησιμοποιήσετε το κουμπί Επαναφορά ενώ το σύστημα δεν λειτουργεί.