WaterLevelAlarm - SRO2001: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ก่อนอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับการรับรู้ของฉันให้คุณฟัง ฉันจะเล่าเรื่องเล็กน้อยให้คุณฟัง;)

ฉันอาศัยอยู่ในชนบทและโชคไม่ดีที่ฉันไม่มีสิ่งปฏิกูลในเขตเทศบาล ดังนั้นฉันจึงมีสุขาภิบาลในสถานที่ซึ่งทำงานร่วมกับปั๊มลิฟต์ได้ ปกติทุกอย่างก็ใช้ได้ดีจนถึงวันที่ไฟฟ้าดับไปหลายวันเพราะพายุ…

คุณเห็นว่าฉันจะไปกับเรื่องนี้ที่ไหน? เลขที่?

หากไม่มีไฟฟ้าปั๊มที่ใช้ระบายน้ำออกจากหลุมจะไม่ทำงานอีกต่อไป!

และน่าเสียดายที่ตอนนั้นฉันไม่ได้คิดถึงมันเลย… ระดับน้ำก็สูงขึ้นเรื่อยๆ จนถึงบ่อน้ำที่ปั๊มเกือบเต็ม! สิ่งนี้สามารถสร้างความเสียหายทั้งระบบ (ซึ่งแพงเกินไป…)

ดังนั้นฉันจึงมีความคิดที่จะปลุกฉันเมื่อน้ำในบ่อปั๊มถึงระดับผิดปกติ ดังนั้นหากปั๊มมีปัญหาหรือไฟฟ้าดับจะมีเสียงเตือนและฉันจะเข้าไปแทรกแซงทันทีก่อนที่จะเกิดความเสียหายร้ายแรง

เรามาอธิบายกัน!

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์

ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์:

- 1 ไมโครชิป PIC 12F675

- 2 ปุ่มสวิตช์ชั่วขณะ

- 1 LED

- ออด 1 ตัว

- โมดูลเพิ่ม DC-DC 1 โมดูล (เนื่องจากเสียงกริ่งของฉันต้องการ 12V จึงจะดัง)

- ตัวต้านทาน 4 ตัว (180 โอห์ม; 2 x 10K โอห์ม; 100K โอห์ม)

- เครื่องตรวจจับ 1 เครื่อง (ลอย)

- ที่ใส่แบตเตอรี่ 1 อัน

- บอร์ด PCB 1 แผ่น

- กล่องพลาสติก 1 กล่อง/ลัง

เครื่องมือ:

- โปรแกรมเมอร์ใส่โค้ดลงใน Microchip 12F675 (เช่น PICkit 2)

- แหล่งจ่ายไฟขนาดเล็ก 4.5V

ฉันแนะนำให้คุณใช้ Microchip MPLAB IDE (ฟรีแวร์) หากคุณต้องการแก้ไขโค้ด แต่คุณจะต้องใช้ CCS Compiler (แชร์แวร์) คุณยังสามารถใช้คอมไพเลอร์ตัวอื่นได้ แต่คุณจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในโปรแกรม

แต่ฉันจะให้ HEX เพื่อให้คุณสามารถฉีดลงในไมโครคอนโทรลเลอร์ได้โดยตรง

ขั้นตอนที่ 2: ภาระผูกพัน

- ระบบจะต้องใช้พลังงานอย่างพอเพียงเพื่อดำเนินการในกรณีที่ไฟฟ้าดับ

- ระบบต้องมีอิสระอย่างน้อย 1 ปี (ผมทำการบำรุงรักษาสุขาภิบาลปีละครั้ง)

- ต้องสามารถได้ยินเสียงเตือนจากระยะทางเฉลี่ย (ประมาณ 50 เมตร)

- ระบบจะต้องพอดีกับกล่องที่ค่อนข้างเล็ก

ขั้นตอนที่ 3: แผนผัง

นี่คือแผนผังที่สร้างขึ้นด้วย CADENCE Capture CIS Lite คำอธิบายของบทบาทของส่วนประกอบ:

- 12F675: ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่จัดการอินพุตและเอาต์พุต

- SW1: ปุ่มการทำงาน

- SW2: ปุ่มรีเซ็ต

- D1: LED แสดงสถานะ

- R1: ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นสำหรับ MCLR

- R2: ตัวต้านทานแบบดึงลงสำหรับการจัดการปุ่มควบคุม

- R3: ตัวต้านทานจำกัดกระแสสำหรับ LED D1

- R4: ตัวต้านทานจำกัดกระแสในเซ็นเซอร์

- PZ1: ออด (เสียงปลุก)

- J3 และ J4: ตัวเชื่อมต่อระหว่างโมดูลเพิ่ม DC-DC

โมดูลเพิ่ม DC-DC เป็นอุปกรณ์เสริม คุณสามารถเชื่อมต่อออดกับไมโครคอนโทรลเลอร์ได้โดยตรง แต่ฉันใช้มันเพื่อเพิ่มระดับเสียงของออดเพราะแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของเขาคือ 12V ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าของเอาต์พุตไมโครคอนโทรลเลอร์เพียง 4.5V

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างต้นแบบบนเขียงหั่นขนม

มาประกอบส่วนประกอบบนเขียงหั่นขนมตามแผนผังด้านบนและตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์!

ไม่มีอะไรพิเศษที่จะพูดนอกจากความจริงที่ว่าฉันได้เพิ่มมัลติมิเตอร์ในโหมดแอมมิเตอร์แบบอนุกรมพร้อมกับการติดตั้งเพื่อวัดปริมาณการใช้ในปัจจุบัน

การใช้พลังงานต้องต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เนื่องจากระบบต้องทำงานตลอด 24 ชั่วโมงและต้องมีอิสระอย่างน้อย 1 ปี

บนมัลติมิเตอร์เราจะเห็นว่าการใช้พลังงานของระบบเพียง 136uA เมื่อไมโครคอนโทรลเลอร์ถูกตั้งโปรแกรมด้วยเวอร์ชันสุดท้ายของโปรแกรม

โดยการจ่ายไฟให้กับระบบด้วยแบตเตอรี่ 3 ก้อนขนาด 1.5V 1200mAh จะมีความเป็นอิสระของ:

3 * 1200 / 0.136 = 26470 H ของเอกราชประมาณ 3 ปี!

ฉันสามารถมีอิสระเช่นนี้ได้เพราะฉันใส่ไมโครคอนโทรลเลอร์ในโหมด SLEEP ในโปรแกรม มาดูโปรแกรมกัน!

ขั้นตอนที่ 5: โปรแกรม

โปรแกรมเขียนด้วยภาษา C พร้อม MPLAB IDE และคอมไพล์โค้ดด้วย CCS C Compiler

โค้ดมีความคิดเห็นครบถ้วนและเข้าใจง่าย ฉันให้คุณดาวน์โหลดแหล่งข้อมูลต่างๆ ได้หากต้องการทราบวิธีการทำงานหรือหากต้องการแก้ไข

กล่าวโดยย่อ ไมโครคอนโทรลเลอร์อยู่ในโหมดสแตนด์บายเพื่อประหยัดพลังงานสูงสุดและจะทำงานหากมีการเปลี่ยนแปลงสถานะบนพิน 2:

เมื่อเปิดใช้งานเซ็นเซอร์ระดับของเหลว จะทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าบนพิน 2 จะเปลี่ยนจากสูงไปต่ำ) หลังจากนั้นไมโครคอนโทรลเลอร์ก็จะส่งสัญญาณเตือนเพื่อเตือน

โปรดทราบว่าคุณสามารถรีเซ็ตไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ด้วยปุ่ม SW2

ดูไฟล์ zip ของโครงการ MPLAB ด้านล่าง:

ขั้นตอนที่ 6: การบัดกรีและการประกอบ

ฉันเชื่อมส่วนประกอบเข้ากับ PCB ตามแผนภาพด้านบน การวางส่วนประกอบทั้งหมดเพื่อให้วงจรสะอาดไม่ใช่เรื่องง่าย แต่ฉันพอใจกับผลลัพธ์ที่ได้! เมื่อเชื่อมเสร็จแล้ว ฉันก็ทากาวร้อนบนสายไฟเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่เคลื่อนที่

ฉันยังจัดกลุ่มสายไฟที่อยู่ด้านหน้ากล่องพร้อมกับ "ท่อหดด้วยความร้อน" เพื่อให้สะอาดและแข็งแรงยิ่งขึ้น

จากนั้นฉันก็เจาะผ่านแผงด้านหน้าของเคสเพื่อติดตั้งปุ่มสองปุ่มและไฟ LED จากนั้นจึงประสานสายไฟเข้ากับส่วนประกอบแผงด้านหน้าหลังจากบิดเข้าด้วยกัน จากนั้นใช้กาวร้อนเพื่อไม่ให้มันเคลื่อนที่

ขั้นตอนที่ 7: แผนภาพการทำงานของระบบ

นี่คือไดอะแกรมของวิธีการทำงานของระบบ ไม่ใช่โปรแกรม มันเป็นคู่มือผู้ใช้ขนาดเล็ก ฉันได้ใส่ไฟล์ PDF ของไดอะแกรมเป็นไฟล์แนบ

ขั้นตอนที่ 8: วิดีโอ

ฉันทำวิดีโอสั้น ๆ เพื่อแสดงให้เห็นว่าระบบทำงานอย่างไร พร้อมแสดงความคิดเห็นในแต่ละขั้นตอน

ในวิดีโอ ฉันจัดการเซ็นเซอร์ด้วยมือเพื่อแสดงให้เห็นว่ามันทำงานอย่างไร แต่เมื่อระบบอยู่ในตำแหน่งสุดท้าย จะมีสายเคเบิลยาว (ประมาณ 5 เมตร) ที่จะไปจากสัญญาณเตือนไปยังเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งในบ่อน้ำที่ ต้องติดตามระดับน้ำ

ขั้นตอนที่ 9: สรุป

ฉันอยู่ที่ส่วนท้ายของโปรเจ็กต์นี้ เป็นโปรเจ็กต์เล็กๆ ที่เจียมเนื้อเจียมตัวมาก แต่ฉันคิดว่ามันน่าจะมีประโยชน์สำหรับผู้เริ่มต้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อเป็นฐานหรือส่วนเสริมของโปรเจ็กต์

ฉันไม่รู้ว่าสไตล์การเขียนของฉันจะถูกต้องหรือเปล่าเพราะฉันส่วนหนึ่งใช้ตัวแปลอัตโนมัติเพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้น และเนื่องจากฉันไม่ได้พูดภาษาอังกฤษโดยกำเนิด ฉันคิดว่าบางประโยคอาจจะแปลกสำหรับคนที่เขียนภาษาอังกฤษได้อย่างสมบูรณ์แบบ

หากคุณมีคำถามหรือความคิดเห็นเกี่ยวกับโครงการนี้ โปรดแจ้งให้เราทราบ!