WaterLevelAlarm - SRO2001: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Innan jag förklarar detaljerna i min insikt ska jag berätta en liten historia;)

Jag bor på landet och tyvärr har jag inget kommunalt avlopp, så jag har en sanitet på plats som fungerar med en hisspump. Allt fungerar vanligtvis bra tills den dagen jag hade strömavbrott i flera dagar på grund av en storm …

Ser du vart jag ska med det här? Nej?

Tja, utan el fungerar pumpen som används för att tömma vattnet ur gropen inte längre!

Och tyvärr för mig tänkte jag inte på det vid den tiden … så vattennivån gick upp, igen och igen tills brunnen där pumpen nästan är full! Detta kan skada hela systemet (vilket är för dyrt …)

Så jag hade tanken att göra ett larm för att varna mig när vattnet i pumpbrunnen når en onormal nivå. Så om det är ett problem med pumpen eller om det är strömavbrott, larmas det och jag kommer att kunna ingripa omedelbart innan några större skador uppstår.

Här går vi för förklaringar!

Steg 1: Verktyg och elektronikkomponenter

Elektronikkomponenter:

- 1 mikrochip PIC 12F675

- 2 tillfälliga knappar

- 1 LED

- 1 summer

- 1 DC-DC boost-modul (eftersom min summer kräver 12V för att vara hög)

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

- 1 detektor (flytare)

- 1 batterihållare

- 1 kretskort

- 1 plastlåda/väska

Verktyg:

- En programmerare för att injicera koden i ett mikrochip 12F675 (t.ex. PICkit 2)

- 4,5V mini strömförsörjning

Jag råder dig att använda Microchip MPLAB IDE (freeware) om du vill ändra koden men du kommer också att behöva CCS Compiler (shareware). Du kan också använda en annan kompilator men du kommer att behöva många ändringar i programmet.

Men jag kommer att ge dig. HEX -fil så att du kan injicera den direkt i mikrokontrollen.

Steg 2: Skyldigheter

- Systemet måste vara självförsörjande för att fungera vid strömavbrott.

- Systemet måste ha en autonomi på minst 1 år (jag utför sanitetsunderhåll en gång om året).

- Larmet måste kunna höras på ett genomsnittligt avstånd. (ca 50 meter)

- Systemet måste passa i en relativt liten låda

Steg 3: Schematisk

Här är schemat som skapats med CADENCE Capture CIS Lite. Förklaring av komponenternas roll:

- 12F675: mikrokontroller som hanterar in- och utgångar

- SW1: manöverknapp

- SW2: återställningsknapp

- D1: status -LED

- R1: uppdragningsmotstånd för MCLR

- R2: neddragbart motstånd för hantering av knappar

- R3: strömbegränsande motstånd för LED D1

- R4: strömbegränsande motstånd i sensorn

- PZ1: summer (larmsignal)

- J3 och J4: kontakter med DC-DC-boostmodulen mellan dem

DC-DC-boostmodulen är valfri, du kan ansluta summern direkt till mikrokontrollen, men jag använder den för att öka ljudnivån på min summer eftersom hans driftspänning är 12V medan spänningen på mikrokontrollerutgången bara är 4,5V.

Steg 4: Prototyp på Breadboard

Låt oss montera komponenterna på en brödbräda enligt ovanstående schema och programmera mikrokontrollern!

Inget speciellt att säga förutom att jag lade till en multimeter i ammeterläge i serie med montering för att mäta dess nuvarande förbrukning.

Strömförbrukningen måste vara så låg som möjligt eftersom systemet måste fungera 24/24h och måste ha en autonomi på minst 1 år.

På multimetern kan vi se att systemets strömförbrukning endast är 136uA när mikrokontrollern är programmerad med den slutliga versionen av programmet.

Genom att driva systemet med 3 batterier på 1,5V 1200mAh erbjuder det en autonomi av:

3 * 1200 / 0,136 = 26470 H autonomi, cirka 3 år!

Jag kan få sådan autonomi eftersom jag sätter mikrokontrollern i SLEEP -läge i programmet, så låt oss se programmet!

Steg 5: Programmet

Programmet är skrivet på C -språk med MPLAB IDE och koden kompileras med CCS C Compiler.

Koden är fullständigt kommenterad och ganska enkel att förstå. Jag låter dig ladda ner källorna om du vill veta hur det fungerar eller om du vill ändra det.

Kort sagt, mikrokontrollern är i vänteläge för att spara maximal energi och den vaknar om det sker en tillståndsförändring på stift 2:

När vätskenivåsensorn är aktiverad fungerar den som en öppen omkopplare och därför ändras spänningen på stift 2 från hög till låg). Därefter utlöser mikrokontrollern larmet för att varna.

Observera att det är möjligt att återställa mikrokontrollern med SW2 -knappen.

Se nedan en zip -fil av MPLAB -projektet:

Steg 6: Lödning och montering

Jag svetsar komponenterna på kretskortet enligt diagrammet ovan. Det är inte lätt att placera alla komponenter för att göra en ren krets men jag är ganska nöjd med resultatet! När jag hade avslutat svetsarna satte jag varmt lim på trådarna för att se till att de inte rörde sig.

Jag har också grupperat trådarna som går på framsidan av lådan tillsammans med en "värmekrympslang" för att göra den renare och mer solid.

Jag borrade sedan genom fodralets frontpanel för att installera de två knapparna och lysdioden. Löd sedan äntligen trådarna till frontpanelens komponenter efter att ha vridit ihop dem. Sedan varmt lim för att det inte ska röra sig.

Steg 7: Diagram över systemdrift

Här är diagrammet över hur systemet fungerar, inte programmet. Det är en slags minianvändarhandbok. Jag har lagt PDF -filen i diagrammet som en bilaga.

Steg 8: Video

Jag gjorde en kort video för att illustrera hur systemet fungerar, med en kommentar vid varje steg.

På videon manipulerar jag sensorn för hand för att visa hur den fungerar, men när systemet är på sin sista plats kommer det att finnas en lång kabel (cirka 5 meter) som går från larmet till sensorn installerad i brunnen där brunnen vattennivån måste övervakas.

Steg 9: Slutsats

Här är jag i slutet av detta projekt, det är ett mycket blygsamt litet projekt men jag tror att det kan vara användbart för en nybörjare inom elektronik som bas eller komplement till ett projekt.

Jag vet inte om min skrivstil kommer att vara korrekt eftersom jag delvis använder en automatisk översättare för att gå snabbare och eftersom jag inte är engelsktalande infödda tror jag att vissa meningar förmodligen kommer att vara konstiga för folk som skriver engelska perfekt.

Om du har några frågor eller kommentarer om detta projekt, vänligen meddela mig!