WaterLevelAlarm - SRO2001: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Zanim wyjaśnię Wam szczegóły mojej realizacji opowiem Wam małą historię;)

Mieszkam na wsi i niestety nie mam kanalizacji miejskiej, więc mam na miejscu sanitariat współpracujący z pompą podnośnikową. Wszystko zwykle działa dobrze do dnia, w którym miałem kilkudniową przerwę w dostawie prądu z powodu burzy…

Czy widzisz, dokąd z tym zmierzam? Nie?

Otóż bez prądu pompa służąca do odprowadzania wody z wykopu już nie działa!

I niestety dla mnie wtedy nie pomyślałem o tym… więc poziom wody rósł, raz za razem, aż do studni, w której pompa jest prawie pełna! Może to uszkodzić cały system (co jest zbyt drogie…)

Wpadłem więc na pomysł, aby zrobić alarm, aby ostrzec mnie, gdy woda w studni pompy osiągnie nienormalny poziom. Czyli jeśli jest problem z pompą lub jeśli nastąpi awaria zasilania to zabrzmi alarm i będę mógł natychmiast interweniować przed jakimikolwiek poważnymi uszkodzeniami.

Tutaj idziemy po wyjaśnienia!

Krok 1: Narzędzia i komponenty elektroniczne

Części elektroniczne:

- 1 mikrochip PIC 12F675

- 2 przyciski przełącznika chwilowego

- 1 dioda LED

- 1 brzęczyk

- 1 moduł doładowania DC-DC (ponieważ mój brzęczyk wymaga 12V, aby był głośny)

- 4 rezystory (180 omów; 2 x 10 kiloomów; 100 kiloomów)

- 1 detektor (pływak)

- 1 uchwyt baterii

-1 płytka PCB

-1 plastikowe pudełko/etui

Narzędzia:

- Programator do wstrzykiwania kodu do Microchip 12F675 (np. PICkit 2)

- mini zasilacz 4,5V

Radzę ci użyć Microchip MPLAB IDE (freeware), jeśli chcesz zmodyfikować kod, ale będziesz także potrzebował kompilatora CCS (shareware). Możesz także użyć innego kompilatora, ale będziesz potrzebować wielu zmian w programie.

Ale dam ci. Plik HEX, dzięki któremu można go wstrzyknąć bezpośrednio do mikrokontrolera.

Krok 2: Obowiązki

- System musi być samowystarczalny energetycznie, aby mógł działać w przypadku awarii zasilania.

- System musi mieć autonomię co najmniej 1 rok (wykonuję konserwację urządzeń sanitarnych raz w roku).

- Alarm musi być słyszalny ze średniej odległości. (około 50 metrów)

- System musi zmieścić się w stosunkowo małym pudełku

Krok 3: Schemat

Oto schemat stworzony w CADENCE Capture CIS Lite. Wyjaśnienie roli komponentów:

- 12F675: mikrokontroler zarządzający wejściami i wyjściami

- SW1: przycisk obsługi

-SW2: przycisk resetowania

- D1: dioda LED stanu

- R1: rezystor podciągający dla MCLR

- R2: rezystor pull-down do zarządzania przyciskami sterującymi

- R3: rezystor ograniczający prąd dla diody LED D1

- R4: rezystor ograniczający prąd w czujniku

- PZ1: brzęczyk (dźwięk alarmu)

- J3 i J4: złącza, między którymi znajduje się moduł doładowania DC-DC

Moduł doładowania DC-DC jest opcjonalny, można podłączyć brzęczyk bezpośrednio do mikrokontrolera, ale używam go w celu podbicia poziomu dźwięku mojego brzęczyka, ponieważ jego napięcie pracy wynosi 12V, a napięcie wyjściowe mikrokontrolera to tylko 4,5V.

Krok 4: Prototypowanie na płytce do krojenia chleba

Zmontujmy elementy na płytce stykowej według powyższego schematu i zaprogramujmy mikrokontroler!

Nic specjalnego do powiedzenia poza tym, że dodałem multimetr w trybie amperomierza szeregowo z mocowaniem do pomiaru jego poboru prądu.

Zużycie energii musi być jak najniższe, ponieważ system musi działać 24 godziny na dobę, a jego autonomia musi wynosić co najmniej 1 rok.

Na multimetrze widać, że pobór prądu układu wynosi tylko 136uA, gdy mikrokontroler jest zaprogramowany ostateczną wersją programu.

Zasilanie systemu 3 bateriami 1,5 V 1200 mAh zapewnia autonomię:

3 * 1200 / 0,136 = 26470 H autonomii, około 3 lat!

Mogę uzyskać taką autonomię, bo w programie przestawiłem mikrokontroler w tryb SLEEP, więc zobaczmy program!

Krok 5: Program

Program jest napisany w języku C z wykorzystaniem MPLAB IDE, a kod jest kompilowany za pomocą kompilatora CCS C.

Kod jest w pełni skomentowany i dość prosty do zrozumienia. Pozwolę Ci pobrać źródła, jeśli chcesz wiedzieć, jak to działa lub chcesz go zmodyfikować.

Krótko mówiąc, mikrokontroler jest w trybie czuwania w celu zaoszczędzenia maksymalnej energii i budzi się w przypadku zmiany stanu na jego pinie 2:

Gdy czujnik poziomu cieczy jest aktywowany, działa jak otwarty przełącznik i dlatego napięcie na pinie 2 zmienia się z wysokiego na niski). Następnie mikrokontroler uruchamia alarm ostrzegający.

Zwróć uwagę, że możliwe jest zresetowanie mikrokontrolera za pomocą przycisku SW2.

Zobacz poniżej plik zip projektu MPLAB:

Krok 6: Lutowanie i montaż

Spawam elementy na PCB zgodnie z powyższym schematem. Nie jest łatwo rozmieścić wszystkie elementy, aby uzyskać czysty obwód, ale jestem całkiem zadowolony z rezultatu! Po zakończeniu spawów nałożyłem gorący klej na przewody, aby upewnić się, że się nie poruszają.

Zgrupowałem również przewody, które biegną z przodu pudełka, razem z „rurką termokurczliwą”, aby była czystsza i bardziej solidna.

Następnie przewierciłem przedni panel obudowy, aby zainstalować dwa przyciski i diodę LED. Następnie na koniec przylutuj przewody do elementów panelu przedniego po ich skręceniu. Następnie gorący klej, aby się nie poruszał.

Krok 7: Schemat działania systemu

Oto schemat działania systemu, a nie programu. To jakaś mini instrukcja obsługi. W załączniku umieściłem plik PDF schematu.

Krok 8: Wideo

Zrobiłem krótki film ilustrujący działanie systemu, z komentarzem na każdym kroku.

Na filmie manipuluję czujnikiem ręcznie, aby pokazać, jak działa, ale gdy system znajdzie się na swoim ostatnim miejscu, będzie długi kabel (około 5 metrów), który będzie prowadził od alarmu do czujnika zainstalowanego w studni, w której znajduje się poziom wody musi być monitorowany.

Krok 9: Wniosek

Tutaj jestem na końcu tego projektu, jest to bardzo skromny mały projekt, ale myślę, że może być przydatny dla początkującego w elektronice jako podstawa lub uzupełnienie projektu.

Nie wiem, czy mój styl pisania będzie poprawny, ponieważ częściowo używam automatycznego tłumacza, aby jechać szybciej, a ponieważ nie mówię po angielsku natywnie, myślę, że niektóre zdania będą prawdopodobnie dziwne dla osób doskonale piszących po angielsku.

Jeśli masz jakieś pytania lub uwagi dotyczące tego projektu, daj mi znać!