Светът страда от неочаквани климатични промени и тези промени са причинени от различни дейности, практикувани от човечеството. Когато настъпят тези промени, температурата се повишава драстично и това може да доведе до обилни валежи, наводнения и др. Спестяването на вода в отговорност на всеки гражданин и ако не обърнем внимание за запазването на тази основна необходимост от живота, скоро ще пострадаме тежко . В този проект ще създадем аларма за дъжд, така че когато дъждът започне, да можем да направим някои действия за спестяване на вода, тъй като можем да осигурим тази вода на растенията, да направим хардуер за изпращане на тази вода в горния резервоар и др верига за детектор за дъждовна вода ще открие дъждовната вода и ще генерира сигнал за хората наблизо, за да могат те да предприемат незабавни действия. Веригата не е много сложна и може да бъде подготвена от всеки, който има някои основни познания по отношение на електрическите компоненти като резистори, кондензатори и транзистори.
Алармена верига за дъжд
Как да интегрираме основни електрически компоненти за проектиране на верига Rainsensor?
Сега, тъй като имаме основната идея на нашия проект, нека да преминем към събиране на компонентите, проектиране на веригата на софтуера за тестване и след това накрая да я сглобим на хардуер. Ще направим тази схема на платка с печатни платки и след това ще я поставим на подходящо място, така че всеки път, когато започне дъжд, да бъдем уведомени от алармата.
Стъпка 1: Необходими компоненти (хардуер)
- Сензор за дъждовна капка (x1)
- BC548 транзистор (x1)
- Светодиоди (x1)
- 1N4007 PN свързващ диод (x1)
- 220 KΩ резистор (x1)
- 10 KΩ резистор (x1)
- 470 KΩ резистор (x1)
- 3.3 KΩ резистор (x2)
- 68 KΩ резистор (x1)
- Кондензатор 22 µF (x1)
- Кондензатор 100 µF (x2)
- 10nF керамичен кондензатор (x1)
- Керамичен кондензатор 100pF (x1)
- Зумер (x1)
- Джъмперни проводници
- Макет (x1)
- FeCl3
- PCB съвет (x1)
- Пояло
- Пистолет за горещо лепило
- Цифров мултиметър
Стъпка 2: Необходими компоненти (Софтуер)
- Proteus 8 Professional (Може да се изтегли от Тук )
След като изтеглите Proteus 8 Professional, проектирайте схемата върху него. Тук сме включили софтуерни симулации, за да е удобно за начинаещи да проектират схемата и да направят подходящи връзки на хардуера.
Стъпка 3: Изучаване на компонентите
Сега, когато направихме списък на всички компоненти, които ще използваме в този проект. Нека преминем още една стъпка напред и ще преминем през кратко проучване на всички основни хардуерни компоненти.
Сензор за дъждовна капка: Сензорният модул за дъждовна капка засича валежи. Той работи на принципа на закона на Ом. (V = IR). Когато няма дъжд, съпротивлението на сензора ще бъде много високо, тъй като няма проводимост между проводниците в сензора. Веднага щом дъждовната вода започне да пада върху сензора, се прави проводниковата пътека и съпротивлението между проводниците се намалява. Когато проводимостта е намалена, електрическият компонент, който е свързан към сензора, се задейства и състоянието му се променя.
Сензор за дъждовна капка
Този сензор може да се направи и у дома, ако разполагаме с платката с печатни платки. Тези, които не искат да закупят този сензор, могат да го направят у дома, като направят модел на импулсен влак с помощта на остър предмет като нож. Диаметърът на импулсите трябва да бъде приблизително 3 cm и може да се направи същия модел, както е показано на горната снимка. Направих този сензор у дома и прикачих снимката по-долу:
Сензор за дъждовна капка, проектиран у дома
555 IC таймер: Този IC има разнообразни приложения като осигуряване на закъснения във времето, като осцилатор и др. Има три основни конфигурации на 555 IC таймера. Астабилен мултивибратор, моностабилен мултивибратор и бистабилен мултивибратор. В този проект ще го използваме като Подвижен мултивибратор. В този режим IC действа като осцилатор, който генерира квадратен импулс. Честотата на веригата може да се регулира чрез настройка на веригата. т.е.с промяна на стойностите на кондензатори и резистори, които се използват във веригата. IC ще генерира честота, когато импулс с висок квадрат се приложи към НУЛИРАНЕ щифт.
555 Таймер IC
Зумер: ДА СЕ Звънец е устройство за аудио сигнализация или високоговорител, в който се използва пиезоелектричен ефект за производство на звук. Към пиезоелектричния материал се прилага напрежение, за да се получи първоначално механично движение. Тогава резонаторите или диафрагмите се използват за преобразуване на това движение в звуков звуков сигнал. Тези високоговорители или зумери са сравнително лесни за използване и имат широк спектър от приложения. Например, те се използват в цифрови кварцови часовници. За ултразвукови приложения работата работи добре в диапазона от 1-5 kHz и до 100 kHz.
Звънец
BC 548 NPN транзистор: Това е транзистор с общо предназначение, който се използва най-вече за две основни цели (превключване и усилване). Диапазонът на стойността на усилване за този транзистор е между 100-800. Този транзистор може да се справи с максимален ток от около 500 mA, поради което не се използва в типа верига, която има натоварвания, които работят на по-големи ампери. Когато транзисторът е предубеден, той позволява на тока да тече през него и този етап се извиква насищане регион. Когато основният ток е премахнат, транзисторът е изключен и той влиза напълно Отрязвам регион.
BC 548 транзистор
Стъпка 4: Блокова диаграма
Направихме блок-схема, за да разберем лесно принципа на работа на веригата.
Блокова диаграма
Стъпка 5: Разбиране на работния принцип
След сглобяването на хардуера ще видим, че щом водата падне върху сензора за дъжд, платката ще започне да провежда и в резултат и двата транзистора ще се завъртят НА и следователно светодиодът също ще се включи, защото е свързан с излъчвателя на транзистор Q1. Когато транзисторът Q2 премине в областта на насищане, кондензаторът C1 ще се държи като джъмпер между двата транзистора Q1 и Q3 и ще се зарежда от резистор R4. Когато Q3 премине в района на насищане, НУЛИРАНЕ ще се задейства щифт от 555 IC таймер и ще се изпрати сигнал към изходния щифт 3 на IC, към който е свързан зумерът и следователно зумерът ще започне да звъни. Когато няма да има дъжд, няма да има проводимост и съпротивлението на сензора е много високо, следователно RESET щифтът на IC не се задейства, което води до аларма.
Стъпка 6: Симулиране на веригата
Преди да направите схемата е по-добре да симулирате и изследвате всички показания на софтуер. Софтуерът, който ще използваме, е Proteus Design Suite . Proteus е софтуер, на който се симулират електронни вериги.
- След като изтеглите и инсталирате софтуера Proteus, отворете го. Отворете нова схема, като щракнете върху ISIS в менюто.
Нова схема.
- Когато се появи новата схема, щракнете върху P в страничното меню. Това ще отвори поле, в което можете да изберете всички компоненти, които ще се използват.
Нова схема
- Сега въведете името на компонентите, които ще бъдат използвани за направата на веригата. Компонентът ще се появи в списък от дясната страна.
Избор на компоненти
- По същия начин, както по-горе, търсете всички компоненти. Те ще се появят в Устройства Списък.
Списък на компонентите
Стъпка 7: Създаване на оформление на печатни платки
Тъй като ще направим хардуерната схема на печатни платки, първо трябва да направим оформление на печатни платки за тази схема.
- За да направим оформлението на печатни платки на Proteus, първо трябва да присвоим PCB пакетите на всеки компонент на схемата. за да присвоите пакети, щракнете с десния бутон на мишката върху компонента, който искате да присвоите пакета, и изберете Инструмент за опаковане.
Присвояване на пакети
- Щракнете върху опцията ARIES в горното меню, за да отворите схема на печатни платки.
- От списъка с компоненти поставете всички компоненти на екрана в дизайн, който искате да изглежда вашата схема.
- Кликнете върху режима на писта и свържете всички щифтове, които софтуерът ви казва да свържете, като посочите стрелка.
- Когато се направи цялото оформление, то ще изглежда така:
Стъпка 8: Електрическа схема
След като направите оформлението на печатната платка, схемата ще изглежда така.
Електрическа схема
Стъпка 9: Настройка на хардуера
Тъй като сега симулирахме схемата на софтуера и тя работи перфектно. Сега нека продължим напред и поставим компонентите на печатни платки. Печатната платка е печатна платка. Това е дъска, изцяло покрита с мед от едната страна и напълно изолираща от другата страна. Изработването на веригата на печатната платка е сравнително дълъг процес. След като схемата се симулира върху софтуера и се направи нейното оформление на печатни платки, оформлението на веригата се отпечатва върху маслена хартия. Преди да поставите маслената хартия върху платката с печатни платки, използвайте скрепера за печатни платки, за да разтриете дъската, така че медният слой на борда да намалее отгоре на дъската.
Премахване на медния слой
След това хартията с масло се поставя върху платката на печатната платка и се глади, докато веригата се отпечата на дъската (отнема около пет минути).
Гладене на печатната платка
Сега, когато веригата се отпечатва на платката, тя се потапя във FeCl3разтвор на гореща вода за отстраняване на излишната мед от платката, само медта под печатната схема ще остане зад.
Графиране на печатни платки
След това разтрийте платката с печатната платка със скрепера, така че окабеляването ще бъде видно. Сега пробийте дупките на съответните места и поставете компонентите на платката.
Пробиване на отвори в печатни платки
Пояйте компонентите на дъската. И накрая, проверете непрекъснатостта на веригата и ако на някое място настъпи прекъсване, отпойте компонентите и ги свържете отново. По-добре е да нанесете горещо лепило с помощта на пистолет за горещо лепило върху положителните и отрицателните клеми на акумулатора, така че клемите на акумулатора да не могат да бъдат отделени от веригата.
Настройка на DMM за проверка на непрекъснатостта
Стъпка 10: Тестване на веригата
След като сглобим хардуерните компоненти на платката и проверим непрекъснатостта, трябва да проверим дали веригата ни работи правилно или не, ще тестваме веригата. Първо ще свържем батерията и след това ще пуснем малко вода върху сензора и ще проверим дали светодиодът започва да свети и зумерът да звъни или не. Ако това се случи, това означава, че сме завършили нашия проект.
Хардуер, сглобен за тестване
Приложения
- Може да се използва на полето, за да предупреди фермерите за дъжд.
- Най-често срещаното приложение е, че може да се използва в автомобилите, така че всеки път, когато започне дъжд, водачът да се обърне НА чистачките при слушане на звука на зумера.
- Ако е инсталиран някакъв хардуер за съхраняване на дъждовната вода в горните резервоари, тогава тази верига е много полезна у дома, тъй като уведомява хората, живеещи в къщата, веднага щом започне дъждът и след това те могат да направят подходящи мерки за съхранение на тази вода.
