WaterLevelAlarm - SRO2001: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Prije nego što vam objasnim detalje moje realizacije ispričat ću vam malu priču;)

Živim na selu i nažalost nemam općinsku kanalizaciju pa imam sanitarne čvorove na licu mjesta koji rade s pumpom za dizanje. Obično sve radi dobro do dana kad sam zbog oluje nekoliko dana bio u prekidu napajanja …

Vidiš li kamo idem s ovim? Ne?

Pa, bez struje pumpa koja je koristila za ispuštanje vode iz jame više ne radi!

I nažalost za mene u to vrijeme nisam razmišljao o tome … pa je razina vode išla gore, uvijek iznova do bunara gdje je pumpa skoro puna! To može oštetiti cijeli sustav (koji je preskup …)

Tako sam došao na ideju da napravim alarm koji će me upozoriti kada voda u bunaru pumpe dosegne abnormalnu razinu. Dakle, ako postoji problem s pumpom ili ako dođe do nestanka struje, oglasit će se alarm i moći ću intervenirati neposredno prije većih oštećenja.

Idemo po objašnjenja!

Korak 1: Alati i elektroničke komponente

Elektroničke komponente:

- 1 mikročip PIC 12F675

- 2 kratka prekidača

- 1 LED

- 1 zujalica

- 1 DC-DC modul za pojačavanje (jer moj zujalica zahtijeva 12V da bude glasna)

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

- 1 detektor (plutajući)

- 1 držač baterije

- 1 PCB ploča

- 1 plastična kutija/kućište

Alati:

- Programer za ubrizgavanje koda u Microchip 12F675 (npr. PICkit 2)

- mini napajanje od 4,5 V

Savjetujem vam da koristite Microchip MPLAB IDE (besplatni softver) ako želite promijeniti kôd, ali trebat će vam i CCS Compiler (shareware). Možete koristiti i drugi prevoditelj, ali trebat će vam mnoge promjene u programu.

Ali ja ću vam pružiti. HEX datoteku tako da je možete umetnuti izravno u mikrokontroler.

Korak 2: Obveze

- Sustav mora biti energetski samodostatan za rad u slučaju nestanka struje.

- Sustav mora imati autonomiju od najmanje 1 godine (održavanje sanitarnih čvorova obavljam jednom godišnje).

- Alarm se mora čuti s prosječne udaljenosti. (oko 50 metara)

- Sustav mora stati u relativno malu kutiju

Korak 3: Shematski prikaz

Ovdje je shema stvorena s CADENCE Capture CIS Lite. Objašnjenje uloge komponenti:

- 12F675: mikrokontroler koji upravlja ulazima i izlazima

- SW1: tipka za upravljanje

- SW2: tipka za resetiranje

- D1: LED status

- R1: pull-up otpornik za MCLR

- R2: padajući otpornik za upravljanje upravljačkim gumbima

- R3: otpornik za ograničavanje struje za LED D1

- R4: otpornik za ograničavanje struje u senzoru

- PZ1: zujalica (alarmni ton)

- J3 i J4: konektori između njih DC-DC modul za pojačavanje

DC-DC modul za pojačavanje nije obavezan, možete spojiti izravno zujalicu na mikrokontroler, ali ja ga koristim kako bih pojačao razinu zvuka svog zujalice jer je njegov radni napon 12V, dok je napon izlaza mikrokontrolera samo 4.5V.

Korak 4: Izrada prototipa na pločici

Sastavimo komponente na ploču prema gornjoj shemi i programirajmo mikrokontroler!

Ništa posebno za reći osim činjenice da sam serijski dodao multimetar u ampermetarski način rada s montažom za mjerenje njegove trenutne potrošnje.

Potrošnja energije mora biti što je moguće niža jer sustav mora raditi 24/24h i imati autonomiju od najmanje 1 godine.

Na multimetru možemo vidjeti da je potrošnja energije sustava samo 136uA kada je mikrokontroler programiran s konačnom verzijom programa.

Napajanjem sustava s 3 baterije od 1,5V 1200mAh nudi autonomiju od:

3 * 1200 / 0,136 = 26470 H autonomije, oko 3 godine!

Mogu dobiti takvu autonomiju jer sam mikrokontroler stavio u SLEEP način rada u programu, pa da vidimo program!

Korak 5: Program

Program je napisan na C jeziku s MPLAB IDE -om, a kôd je preveden s CCS C kompajlerom.

Kôd je potpuno komentiran i prilično jednostavan za razumjeti. Dopuštam vam da preuzmete izvore ako želite znati kako radi ili ako ga želite izmijeniti.

Ukratko, mikrokontroler je u stanju mirovanja radi uštede maksimalne energije i budi se ako dođe do promjene stanja na njegovom pinu 2:

Kad se senzor razine tekućine aktivira, djeluje kao prekidač pa se napon na pinu 2 mijenja s visokog na niski). Nakon toga mikrokontroler tada aktivira alarm za upozorenje.

Imajte na umu da je mikrokontroler moguće resetirati tipkom SW2.

U nastavku pogledajte zip datoteku MPLAB projekta:

Korak 6: Lemljenje i montaža

Zavarujem komponente na tiskanu ploču prema gornjem dijagramu. Nije lako postaviti sve komponente u čist krug, ali sam prilično zadovoljan rezultatom! Nakon što sam završio zavarivanje, stavio sam vruće ljepilo na žice kako se ne bi pomaknuo.

Također sam grupirao žice koje idu s prednje strane kutije zajedno s "termoskupljajućom cijevi" kako bi bila čišća i čvršća.

Zatim sam izbušio prednju ploču kućišta kako bih instalirao dva gumba i LED diodu. Zatim na kraju lemite žice na dijelove prednje ploče nakon što ste ih uvijali. Zatim vruće ljepilo kako se ne bi micalo.

Korak 7: Dijagram rada sustava

Ovdje je dijagram kako sustav radi, a ne program. To je neka vrsta mini korisničkog priručnika. U privitku sam stavio PDF datoteku dijagrama.

Korak 8: Video

Napravio sam kratki video koji ilustrira kako sustav radi, s komentarom na svakom koraku.

Na videu ručno manipuliram senzorom kako bih pokazao kako radi, ali kad je sustav na svom konačnom mjestu, bit će dugačak kabel (oko 5 metara) koji će ići od alarma do senzora instaliranog u bušotini gdje je mora se pratiti razina vode.

Korak 9: Zaključak

Evo me na kraju ovog projekta, to je vrlo skroman mali projekt, ali mislim da bi mogao biti koristan za početnike u elektronici kao osnova ili nadopuna projektu.

Ne znam hoće li moj stil pisanja biti ispravan jer dijelom koristim automatski prevoditelj kako bih brže išao, a budući da ne govorim engleski izvorno mislim da će neke rečenice vjerojatno biti čudne za ljude koji savršeno pišu engleski.

Ako imate bilo kakvih pitanja ili komentara o ovom projektu, slobodno me obavijestite!