Varje liter räknas! Arduino Water Doser "Shield": 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Hej! Med detta instruerbara kan du dosera en önskad mängd vatten. Systemet kan fungera i ml och L. Vi kommer att använda en Arduino UNO, en flödesmätare för att räkna mängden vatten, en LCD för att visa status, tryckknappar för att ändra inställningar och ett relä för att aktivera en magnetventil.

Systemet kan ha många tillämpningar: vattna trädgården, blanda vatten med några ingredienser, fylla en tank, kontrollera vattenförbrukningen etc.

I ett första försök försökte jag göra det på en brödbräda, men på grund av de 8 tryckknapparna (många ledningar), frånkopplingar, felaktiga åtgärder och behovet av att testa utanför eller nära en vattenkälla, bestämde jag mig för att göra en "sköld" ".

Om du aldrig gjort ett kretskort, kanske det här är en bra tid. Det är enkelt, du behöver bara vara försiktig med de inblandade elementen. Jag gjorde en snabbguide för kretskortet. Om du behöver mer information kan du hitta bra handledning på den här sidan.

OBS: Mätningens noggrannhet ges av flödesmätarens kvalitet. Detta är inte en högprecisions doser. Du behöver tålamod för att kalibrera systemet, men det slutliga resultatet är ganska korrekt.

Titta på videon!

Steg 1: Material

PCB

-En sida kopparskiva 13x10 cm minimum (Glasfiber rekommenderas)

-Järnklorid

-Plastbehållare

-Plasthandskar

-Termiskt överföringspapper (det gula)

-Järn (för termisk överföring)

-Lödjärn, Lödtråd, polerskiva

-Borr, 1 mm borr

Elektronik

-Arduino UNO

-LCD 16x2

-Vattenflödesmätare (jag använder YF-S201)

-10K motstånd x 8

-1K motstånd

-10K trimpot

-Tryckknappar x 8

-Rad stifthuvud för enstaka rader x 21-stift

-Enkel rad böjda stifthuvuden x 6-stift

-Kvinnliga stifthuvudkontakter 2 x 6-stift

-5V relämodul

-Solenoidventil (12, 24 VDC rekommenderas)

-Konektorer, ledningar

Och piping enligt dina behov

Steg 2: Förbereda kretskortet

Kanske är detta det svårare steget, om du aldrig gjort ett kretskort. Du behöver bara följa anvisningarna.

Det finns många sätt att göra ett kretskort, det här fungerar för mig:

1.- Förbered brädet genom att polera kopparytan. Du måste få en slät och lysande yta. Tvätta sedan med diskmedel. När du väl gjort det, rör inte vid ytan igen (fingeravtryck). Låt det torka

2.- Skriv ut filerna (PDF) på termopapper. I mitt fall har jag ett papper för toner (inte bläck), så du behöver rätt skrivare för ditt papper. Skriv ut på papprets släta/lysande yta.

Obs: Filerna är klara att överföra, använd inte spegel för att skriva ut. Om du vill, skriv ut först på vanligt papper för att vara säker. Du kommer att se bokstäverna bakåt, men det är ok.

3.-Lägg papperet med den tryckta ytan nedåt och montera det på brädet (kopparyta). Lägg lite tejp för att fixa det

4.-Använd nu ett hett strykjärn för att överföra spåren till kopparytan. Gör detta genom att flytta strykjärnet och tryck i ungefär

2-3 minuter.

5.- Låt det svalna och ta sedan bort allt papper. Du kan tvätta den noggrant för att ta bort restpapper. Skada inte spåren !.

6.-Bered lösningen i plastbehållaren. Använd plasthandskar !. Jag använder en andel av en del järnklorid för två varmt vatten (40 C). Jag behövde 300 ml för att göra PCB (100 ml järnklorid och 200 ml varmt vatten), men det beror på behållarens storlek.

7.- Lägg skivan i lösningen, flytta behållaren, då och då, "gör vågor" för att ta bort koppar. Normalt tar det cirka 20-30 minuter. Kontrollera brädan hela tiden.

8. -När allt koppar har tagits bort, gå i pension och tvätta brädet (använd plasthandskar för att manipulera). Polera igen för att ta bort bläcket och se kopparspåren.

9.-Du kan skära resterande delar av brädet om du vill.

10. -Nu måste du borra hålen. Använd en 1 mm borr. Hålen är markerade i mitten av cirklarna utan koppar.

11.-Nu kan du överföra toppen. Det utskrivna papperet måste passa med hålen. Använd hörnen på tryckknappslinjerna som referens. Du kan göra detta mot ett starkt ljus eller mot solen. Lägg lite tejp för att fixa det.

Upprepa stegen 3-5.

Och kretskortet är klart!

Steg 3: Gör "Skölden"

Montera nu och löd komponenterna. Först stifthuvudena. Du måste trycka på stiften, för att få en "lång stift" eller så kan du använda annan typ av stifthuvud. Se bilden.

Sedan motstånden. Varje motstånd är markerat på toppen med respektive värde. Fortsätt med tryckknappar, trimpot, böjda stifthuvuden och honstifthuvud.

VARNING: Du måste sätta lite tejp i "lock" -zonen för att undvika kontakt med det metalliska USB -uttaget

Montera LCD och arduino. "0" och "A5" visar dig rätt sätt att montera den.

OBS: Din slutliga skärm kan skilja sig från min, eftersom jag har åtgärdat vissa problem (reläkontakt, "lock" -zon, kontraststämpel)

Steg 4: Pipeline

För att vara ärlig, jag vet inte namnet på engelska för alla komponenter, i alla fall beror pipelinen på din applikation. Se bilderna för att få en uppfattning om hur man gör pipeline. Glöm inte att göra en väl ansluten och sluten krets, eftersom vattentrycket kan spruta ut all plats och elektronik!

VARNING: Flödesmätaren har en pil som anger flödesriktningen.

Steg 5: Kalibrering

Med "skölden" och rörledningen klar, testa din vattenflödesmätare.

Du behöver en vattenkälla. Jag testade sensorn nära tvättmaskinen med hjälp av vattenförsörjningskontakten på min magnetventil (samma typ) Arduino kan inte driva en magnetventil, det är därför jag använde ett relä, så du behöver en extern strömkälla, enligt spänningen på din magnetventil, se schemat. Använd "COM" och "NO" för att avbryta en rad. Jag använder en 220V magnetventil från en gammal tvättmaskin. Om du behöver köpa magnetventilen rekommenderar jag en lågspänningsventil (12 eller 24 volt). Glöm inte att välja en som du kan leverera.

Även om flödesmätaren anger pulserna x liter måste du testa den på grund av den speciella formen på din rörledning.

Till exempel är min flödesmätareffekt 450 pulssxliter, men i testet fick jag bara 400. Annan faktor, jag kunde inte arbeta med tilluftsventilen helt öppen, eftersom avläsningarna blev instabila. Så du måste också kalibrera vattentillförselsventilen.

OBS: Glöm inte att arbeta inom parametrarna för din sensor, i mitt fall 1-30 l/min och 1,75 Mpa.

Som jag har sagt beror allt på flödesmätarens kvalitet och specifikationer.

Anslut sensorn till skärmen. Toppen har tryckt respektive kontakter.

+ = 5V (röd tråd)

- = GND (Black Wire)

S = Signal eller puls (gul tråd)

Relämodulen har samma märken.

Jag utarbetade en kod för att räkna pulserna. Du kan använda START/STOP och RST CNT. Använd en 1 liters flaska, hink eller bägare och tryck på startknappen. Stanna när du når 1 liter. Upprepa några gånger för att få ett mönster. Tryck på RST CNT -knappen för att återställa räknaren och börja om.

Nu vet du pulserna x liter av din sensor.

Titta på videon.

Steg 6: Vattendoseraren

Hårdvarufunktioner:

LCD: Visa status, "SP" är börvärdet eller önskad mängd vatten och "CNT" är räknaren. Jag introducerade en kod som gör LCD -skärmen, fungerar som två skärmar. Ml -funktionen och L -funktionen är helt oberoende.

START/STOPP: Är en "växling" -funktion. för att hålla reläet och systemet igång när du släpper knappen. Om du trycker på igen stannar systemet och reläet är "AV". Alla knappar fungerar inte om systemet är PÅ

ENHET: Ändra mellan ml och L, behåll inställningarna och värdena på föregående skärm. Det finns också en "växla" -funktion. Om den är låg, är du på ml -skärmen och om den är hög, är du på L -skärmen.

RST SP: Återställ börvärdet på den aktuella skärmen för att ange en ny.

RST CNT: Återställ räknaren på den aktuella skärmen för att starta en ny räkning. Om räknaren är högre eller lika med börvärdet startar inte systemet.

Adders -knappar: Du har 4 tryckknappar för att ändra börvärdet, +1, +10, +100, +1000. Detta är ett enkelt sätt att ändra inställningarna. Adders -knapparna fungerar inte medan systemet körs. Du kan inte lägga till +1 på ml -funktionen.

Programvarufunktioner:

Jag tog sensorn som en tryckknapp (tryckt väldigt snabbt!) Den använder samma "debounce" -funktion för alla knappar. Sensorn sänder en "hög" när en runda är klar (varannan, 5 ml cirka). Resten av tiden är "låg", samma effekt när du trycker på en knapp.

Du behöver bara införa dina pulser x liter och ml x pulsen enligt följande:

I föregående steg testade du sensorn och fick dina utgångspulser. Försök att runda numret.

float cal_1 = 2,5; // Kalibrera ml x puls

Där cal_1 = 1000/pulser per liter (mitt fall; 1000/400 = 2,5 ml x puls

int cal_2 = 400; // Kalibrera pulser x liter

Detta är ett perfekt runt nummer att arbeta. Jag vet inte om du kommer att ha så tur än jag var. Gör en sista kalibrering för att justera felet till minimum

Variablerna är "int", så om du behöver större siffror ändrar du till "lång" eller "osignerad lång"

På videon kan du se hur skölden fungerar. Med lite tålamod kan du uppnå en nästan perfekt prestanda.

Steg 7: Automatisk återställning

Redigerad 10-23-2018, Testning

Begäran från användare. När räknaren når börvärdet sätts automatiskt till 0 för att starta en ny räkning. Du kan alltid använda knappen Återställ när systemet inte körs.