Automatyczny silnik wodny ze wskaźnikiem poziomu: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Cześć wszystkim, witamy w kolejnym Instruktażowym. W tym projekcie dowiemy się, jak stworzyć w pełni automatyczny kontroler poziomu wody w zbiorniku z funkcją wskaźnika poziomu wody przy użyciu Arduino Nano.

Arduino jest mózgiem tego projektu. Pobiera dane wejściowe z czujników i steruje wszystkimi innymi jednostkami zgodnie z otrzymaną wartością. Drugi blok to wyświetlacz LCD 16x2. To urządzenie wyświetli poziom wody w procentach oraz na schemacie, a także pokaże stan pompy. Ta sekcja powiadomi nas również, gdy zbiornik ściekowy będzie pusty. Trzeci blok to czujnik sonaru. Służy do pomiaru poziomu wody w górnym zbiorniku wody.

Więc w tym projekcie użyję modułu ultradźwiękowego HC-SR04 do pomiaru poziomu wody i I2C LCD, aby zobaczyć poziom wody w cm.

Kieszonkowe dzieci

Arduino Nano

Wodoodporny moduł ultradźwiękowy JSN-SR04

Wyświetlacz LCD 16X2 (niebieski/zielony)

Moduł zasilania 230-5V

Brzęczyk 5V

Przewody montażowe

Pudełko na obudowę

Krok 1: Pierwsze kroki z JSN-SR04

JSN-SR04 lub czujnik ultradźwiękowy Water Proof to urządzenie elektroniczne działające na zasadzie transmisji i odbicia. Czujnik ten ma dwa piny nazwane jako TRIG i ECHO pin.

Funkcją szpilki ECHO jest wysyłanie fal do kanału. Fale te przemieszczają się przez ośrodek jako fala i odbijają się z powrotem po uderzeniu w obiekt lub przeszkodę przed jej propagacją. Czas potrzebny na emisję i odbicie wynosi obliczoną i korzystając z tej wartości określamy odległość zbliżającej się do nas przeszkody.

• Pin TRIG jest podłączony do cyfrowego pinu 5 nano.
• Pin ECHO jest podłączony do cyfrowego pinu 5 nano.
• Pin VCC jest połączony z dodatnią poręczą płytki stykowej.
• Pin GND jest podłączony do minusa płytki stykowej.

Krok 2: Działanie automatycznego kontrolera poziomu wody

Działanie tego projektu jest bardzo proste, zastosowaliśmy moduł czujnika ultradźwiękowego, który wysyła fale dźwiękowe w zbiorniku wody i wykrywa odbicie fal dźwiękowych czyli ECHO. Przede wszystkim musimy wyzwolić moduł czujnika ultradźwiękowego, aby przesłać sygnał za pomocą Arduino, a następnie poczekać na odebranie ECHO. Arduino odczytuje czas między wyzwoleniem a odebranym ECHO. Wiemy, że prędkość dźwięku to około 340 m/s. więc możemy obliczyć odległość korzystając z podanego wzoru:

Odległość= (czas podróży/2) * prędkość dźwięku Gdzie prędkość dźwięku wynosi około 340m na sekundę. Za pomocą tej metody uzyskujemy odległość czujnika od powierzchni wody. Następnie musimy obliczyć poziom wody. Teraz musimy obliczyć całkowitą długość zbiornika na wodę. Znając długość zbiornika na wodę, możemy obliczyć poziom wody, odejmując wynikową odległość pochodzącą z ultradźwięków od całkowitej długości zbiornika. I otrzymamy odległość poziomu wody. Teraz możemy przeliczyć ten poziom wody na procent wody i wyświetlić go na wyświetlaczu LCD.

Krok 3: Schemat obwodu i wyjaśnienie

Jak pokazano w obwodzie kontrolera poziomu wody podanym poniżej, styki „wyzwalacza” i „echa” modułu czujnika ultradźwiękowego są bezpośrednio połączone z pinami 5 i 4 arduino. Wyświetlacz LCD 16x2 jest połączony z arduino w trybie 4-bitowym. Piny sterujące RS, RW i En są bezpośrednio podłączone do pinu 3 arduino, GND i 2. A pin danych D4-D7 jest podłączony do 10, 9, 8 i 7 arduino, a brzęczyk jest podłączony do pinu 6. Przekaźnik 5 V jest również podłączony do pinu 12 arduino do włączania lub wyłączania pompy silnika wodnego. Moduł zasilania 230-5 V używany do zasilania tego urządzenia. Do tego można użyć ładowarki telefonu 1000 mA. W tym obwodzie moduł czujnika ultradźwiękowego znajduje się na górna część zbiornika na wodę do demonstracji. Ten moduł czujnika odczyta odległość między modułem czujnika a powierzchnią wody i pokaże odległość na ekranie LCD z komunikatem „Przestrzeń wodna w zbiorniku jest:”. Oznacza to, że pokazujemy tutaj puste miejsce odległości lub objętości dla wody zamiast poziomu wody. Dzięki tej funkcjonalności możemy zastosować ten system w każdym zbiorniku na wodę. Gdy pusty poziom wody osiągnie w odległości ok. 30 cm Arduino załącza pompę wody sterując przekaźnikiem. A teraz wyświetlacz LCD pokaże „NISKI poziom wody” „Silnik włączony”, a dioda LED stanu przekaźnika zacznie świecić

Teraz, jeśli pusta przestrzeń osiągnie odległość około 12 cm, arduino wyłączy przekaźnik, a na wyświetlaczu LCD pojawi się „Zbiornik jest pełny” „Silnik wyłączony”. Brzęczyk również wyda sygnał dźwiękowy przez pewien czas, a dioda LED stanu przekaźnika zgaśnie.

Krok 4: Programowanie

Aby zaprogramować Arduino do kontrolera poziomu wody, najpierw definiujemy wszystkie piny, które będziemy używać w projekcie do sprzęgania urządzeń zewnętrznych, takich jak przekaźnik, LCD, buzzer itp. Skopiuj i wklej poniższy kod do arduino IDE i wybierz arduino nano i odpowiedni port, a następnie wciśnij upload.

Krok 5: Testowanie i montaż

A po zakończeniu projektu powinieneś zobaczyć, jak arduino wyświetla poziom wody na wyświetlaczu LCD. Możesz dodać dodatkowy brzęczyk, aby poinformować Cię, że poziom wody osiągnie określony próg.

Krok 6: Instalacja

Jest to podstawowa implementacja i została wykonana przy ograniczonych zasobach. W kolejnym kroku planuję wzbogacić to o powiadomienie SMS o stanie wody za pomocą modułu SIM900A.

Dziękuję za obejrzenie.