WaterLevelAlarm - SRO2001: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Trước khi giải thích cho bạn các chi tiết về nhận thức của tôi, tôi sẽ kể cho bạn một câu chuyện nhỏ;)

Tôi sống ở nông thôn và tiếc là tôi không có nước thải thành phố, vì vậy tôi có một vệ sinh tại chỗ hoạt động với một máy bơm nâng. Mọi thứ thường hoạt động tốt cho đến ngày tôi bị cúp điện mấy ngày vì bão…

Bạn có thấy tôi sẽ đi đâu với cái này không? Không?

Chà, nếu không có điện, máy bơm dùng để xả nước ra khỏi hố sẽ không hoạt động nữa!

Và thật không may cho tôi, tôi đã không nghĩ đến điều đó vào lúc đó… vì vậy mực nước đã tăng lên, tăng lên lặp đi lặp lại cho đến khi cái giếng nơi máy bơm gần đầy! Điều này có thể làm hỏng toàn bộ hệ thống (quá đắt…)

Vì vậy, tôi đã có ý tưởng làm một chiếc chuông báo động để cảnh báo khi nước trong giếng bơm lên đến mức bất thường. Vì vậy nếu máy bơm có vấn đề hoặc mất điện thì máy sẽ kêu và tôi sẽ có thể can thiệp ngay lập tức trước khi xảy ra hư hỏng lớn.

Ở đây chúng tôi đi để giải thích!

Bước 1: Công cụ và linh kiện điện tử

Các thành phần điện tử:

- 1 Microchip PIC 12F675

- 2 nút chuyển đổi tạm thời

- 1 đèn LED

- 1 còi

- 1 mô-đun tăng cường DC-DC (vì bộ rung của tôi yêu cầu 12V để to)

- 4 điện trở (180 ohm; 2 x 10K ohm; 100K ohm)

- 1 máy dò (máy nổi)

- 1 hộp đựng pin

- 1 bảng mạch PCB

- 1 hộp / hộp nhựa

Công cụ:

- Một lập trình viên đưa mã vào Bộ vi mạch 12F675 (ví dụ: PICkit 2)

- Nguồn điện mini 4,5V

Tôi khuyên bạn nên sử dụng Microchip MPLAB IDE (phần mềm miễn phí) nếu bạn muốn sửa đổi mã nhưng bạn cũng sẽ cần Trình biên dịch CCS (phần mềm chia sẻ). Bạn cũng có thể sử dụng một trình biên dịch khác nhưng bạn sẽ cần nhiều thay đổi trong chương trình.

Nhưng tôi sẽ cung cấp cho bạn. Tệp HEX để bạn có thể đưa nó trực tiếp vào bộ vi điều khiển.

Bước 2: Nghĩa vụ

- Hệ thống phải tự cung cấp năng lượng để hoạt động trong trường hợp mất điện.

- Hệ thống phải có quyền tự chủ tối thiểu 1 năm (Tôi bảo trì vệ sinh mỗi năm một lần).

- Báo động phải có thể được nghe thấy từ một khoảng cách trung bình. (khoảng 50 mét)

- Hệ thống phải vừa vặn trong một hộp tương đối nhỏ

Bước 3: Sơ đồ

Đây là giản đồ được tạo bằng CADENCE Capture CIS Lite. Giải thích vai trò của các thành phần:

- 12F675: vi điều khiển quản lý đầu vào và đầu ra

- SW1: nút vận hành

- SW2: nút đặt lại

- D1: đèn LED trạng thái

- R1: điện trở kéo lên cho MCLR

- R2: điện trở kéo xuống để quản lý nút điều khiển

- R3: điện trở giới hạn dòng cho LED D1

- R4: điện trở giới hạn dòng trong cảm biến

- PZ1: còi (âm báo)

- J3 và J4: đầu nối với giữa chúng là mô-đun tăng cường DC-DC

Mô-đun tăng cường DC-DC là tùy chọn, bạn có thể kết nối trực tiếp bộ rung với bộ vi điều khiển, nhưng tôi sử dụng nó để tăng mức độ âm thanh của bộ rung vì điện áp hoạt động của bộ rung là 12V trong khi điện áp của bộ vi điều khiển chỉ là 4,5V.

Bước 4: Tạo mẫu trên Breadboard

Hãy lắp ráp các thành phần trên một breadboard theo sơ đồ trên và lập trình vi điều khiển!

Không có gì đặc biệt để nói ngoài thực tế là tôi đã thêm một đồng hồ vạn năng ở chế độ ampe kế nối tiếp với giá đỡ để đo mức tiêu thụ hiện tại của nó.

Công suất tiêu thụ phải càng thấp càng tốt vì hệ thống phải hoạt động 24 / 24h và phải có chế độ tự chủ ít nhất 1 năm.

Trên đồng hồ vạn năng, chúng ta có thể thấy rằng công suất tiêu thụ của hệ thống chỉ là 136uA khi bộ vi điều khiển được lập trình với phiên bản cuối cùng của chương trình.

Bằng cách cấp nguồn cho hệ thống với 3 pin 1.5V 1200mAh, nó cung cấp quyền tự chủ:

3 * 1200 / 0,136 = 26470 H của quyền tự chủ, khoảng 3 năm!

Tôi có thể có được quyền tự chủ như vậy vì tôi đã đặt vi điều khiển ở chế độ SLEEP trong chương trình, vậy hãy cùng xem chương trình nhé!

Bước 5: Chương trình

Chương trình được viết bằng ngôn ngữ C với MPLAB IDE và mã được biên dịch bằng Trình biên dịch CCS C.

Mã được nhận xét đầy đủ và khá đơn giản để hiểu Tôi cho phép bạn tải xuống các nguồn nếu bạn muốn biết nó hoạt động như thế nào hoặc nếu bạn muốn sửa đổi nó.

Tóm lại, bộ vi điều khiển đang ở chế độ chờ để tiết kiệm năng lượng tối đa và nó sẽ hoạt động nếu có sự thay đổi trạng thái trên chân 2 của nó:

Khi cảm biến mức chất lỏng được kích hoạt, nó hoạt động như một công tắc mở và do đó điện áp trên chân 2 thay đổi từ cao xuống thấp). Sau đó vi điều khiển sẽ kích hoạt báo động để cảnh báo.

Lưu ý rằng có thể thiết lập lại vi điều khiển bằng nút SW2.

Xem bên dưới tệp zip của dự án MPLAB:

Bước 6: Hàn và lắp ráp

Tôi hàn các thành phần lên PCB theo sơ đồ trên. Thật không dễ dàng để đặt tất cả các thành phần để tạo thành một mạch sạch nhưng tôi khá hài lòng với kết quả! Sau khi hoàn thành các mối hàn, tôi bôi keo nóng lên dây để đảm bảo chúng không di chuyển.

Tôi cũng đã nhóm các dây đi ở mặt trước của hộp với một "ống co nhiệt" để làm cho nó sạch hơn và chắc chắn hơn.

Sau đó, tôi khoan qua bảng điều khiển phía trước của vỏ máy để cài đặt hai nút và đèn LED. Sau đó, cuối cùng hàn dây vào các thành phần của bảng điều khiển phía trước sau khi đã xoắn chúng lại với nhau. Sau đó, keo nóng để giữ cho nó không di chuyển.

Bước 7: Sơ đồ hoạt động hệ thống

Đây là sơ đồ cách thức hoạt động của hệ thống, không phải chương trình. Đó là một số loại hướng dẫn sử dụng nhỏ. Tôi đã đặt tệp PDF của sơ đồ dưới dạng tệp đính kèm.

Bước 8: Video

Tôi đã làm một video ngắn để minh họa cách hoạt động của hệ thống, kèm theo nhận xét ở mỗi bước.

Trên video, tôi thao tác với cảm biến bằng tay để hiển thị cách nó hoạt động, nhưng khi hệ thống ở vị trí cuối cùng, sẽ có một dây cáp dài (khoảng 5 mét) sẽ đi từ báo động đến cảm biến được lắp đặt trong giếng nơi mực nước phải được theo dõi.

Bước 9: Kết luận

Đây là phần cuối của dự án này, nó là một dự án nhỏ rất khiêm tốn nhưng tôi nghĩ nó có thể hữu ích cho người mới bắt đầu trong lĩnh vực điện tử như một cơ sở hoặc bổ sung cho một dự án.

Tôi không biết liệu phong cách viết của mình có đúng không vì một phần tôi đang sử dụng một trình dịch tự động để diễn ra nhanh hơn và vì tôi không nói tiếng Anh bẩm sinh nên tôi nghĩ rằng một số câu có thể sẽ kỳ lạ đối với những người viết tiếng Anh hoàn hảo.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc nhận xét nào về dự án này, vui lòng cho tôi biết!