موتور آب اتوماتیک با نشانگر سطح: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

سلام به همه ، به یک برنامه آموزشی دیگر خوش آمدید. در این پروژه یاد می گیریم که چگونه با استفاده از آردوینو نانو کنترلر سطح اتوماتیک مخزن آب با ویژگی شاخص سطح آب ایجاد کنیم.

آردوینو مغز این پروژه است. این ورودی از سنسورها گرفته می شود و تمام واحدهای دیگر را با توجه به مقدار دریافتی کنترل می کند. بلوک دوم صفحه نمایش LCD 16x2 است. این واحد سطح آب را به صورت درصد و نمودار نشان می دهد ، همچنین وضعیت پمپ را نشان می دهد. این قسمت همچنین در صورت خالی بودن مخزن Sump به ما اطلاع می دهد. بلوک سوم سنسور سونار است. این برای اندازه گیری سطح آب موجود در مخزن آب بالای سر استفاده می شود.

بنابراین در این پروژه از ماژول اولتراسونیک HC-SR04 برای اندازه گیری سطح آب و یک LCD I2C برای مشاهده سطح آب در سانتی متر استفاده خواهم کرد.

تدارکات

آردوینو نانو

ماژول اولتراسونیک ضد آب JSN-SR04

نمایشگر LCD 16X 2 (آبی/سبز)

ماژول قدرت 230-5V

زنگ 5 ولت

سیم های قلاب

یک جعبه محفظه

مرحله 1: شروع به کار با JSN-SR04

JSN-SR04 یا سنسور فوق صوتی Water Proof یک دستگاه الکترونیکی است که بر اساس اصل انتقال و بازتاب کار می کند. این سنسور دارای دو پین به نام TRIG و ECHO pin است.

عملکرد پین ECHO این است که امواج را به کانال ساطع می کند. این امواج از طریق یک موج از محیط عبور می کنند و هر زمان که به جسم یا مانعی در برابر انتشار آن برخورد می کند ، بازتاب می شود. زمان مورد نیاز برای انتشار و بازتاب محاسبه شده و با استفاده از این مقدار ، فاصله مانعی را که به ما نزدیک می شود ، تعیین می کنیم.

• پین TRIG به پین دیجیتال 5 نانو متصل است.
• پین ECHO به پین دیجیتال 5 نانو متصل است.
• پین VCC به نرده مثبت تخته نان متصل است.
• پین GND به منفی تخته نان متصل است.

مرحله 2: کار با کنترل کننده سطح آب خودکار

کار این پروژه بسیار ساده است ما از ماژول سنسور اولتراسونیک استفاده کرده ایم که امواج صوتی را به مخزن آب ارسال می کند و بازتاب امواج صوتی ECHO را تشخیص می دهد. اول از همه ما باید ماژول سنسور اولتراسونیک را برای انتقال سیگنال با استفاده از آردوینو فعال کنیم و سپس منتظر دریافت ECHO باشیم. آردوینو فاصله بین راه اندازی و دریافت ECHO را می خواند. ما می دانیم که سرعت صدا در حدود 340 متر بر ثانیه است. بنابراین ما می توانیم فاصله را با استفاده از فرمول داده شده محاسبه کنیم:

فاصله = (زمان سفر/2) * سرعت صدا در جایی که سرعت صدا تقریبا 340 متر در ثانیه است. با استفاده از این روشها فاصله از حسگر تا سطح آب را بدست می آوریم. پس از آن ما باید سطح آب را محاسبه کنیم. حال باید کل طول مخزن آب را محاسبه کنیم. همانطور که طول مخزن آب را می دانیم ، می توان سطح آب را با کم کردن فاصله حاصل از فراصوت از طول کل مخزن محاسبه کرد. و ما فاصله سطح آب را بدست می آوریم. اکنون ما می توانیم این سطح آب را به درصد آب تبدیل کنیم و می توانیم آن را روی LCD نمایش دهیم.

مرحله 3: نمودار و توضیح مدار

همانطور که در مدار کنترل کننده سطح آب در زیر نشان داده شده است ، پین های "ماشه" و "اکو" ماژول سنسور اولتراسونیک مستقیماً به پین 5 و 4 آردوینو متصل هستند. یک LCD 16x2 با آردوینو در حالت 4 بیتی متصل است. پین های کنترل RS ، RW و En مستقیماً به پین 3 آردوینو ، GND و 2 متصل می شوند. پین داده D4-D7 به 10 ، 9 ، 8 و 7 آردوینو متصل است ، و زنگ در پین 6 متصل است. رله 5 ولت همچنین در پین 12 آردوینو برای روشن یا خاموش کردن پمپ موتور آب متصل می شود. یک ماژول برق 230-5V با استفاده از دستگاه برای روشن کردن این واحد. شما می توانید از شارژر تلفن 1000mA برای این کار استفاده کنید. در این مدار ماژول سنسور اولتراسونیک در بالای مخزن آب برای تظاهرات این ماژول حسگر فاصله بین ماژول سنسور و سطح آب را می خواند و فاصله را روی صفحه LCD با پیام "فضای آب در مخزن است:" نشان می دهد. این بدان معناست که ما در اینجا مکان خالی فاصله یا حجم آب را به جای سطح آب نشان می دهیم. به دلیل این قابلیت ما می توانیم از این سیستم در هر مخزن آب استفاده کنیم. هنگامی که سطح آب خالی به فاصله حدود 30 سانتی متر می رسد ، آردوینو با رله رانندگی پمپ آب را روشن می کند. و اکنون LCD "سطح آب پایین" "موتور روشن است" را نشان می دهد و LED وضعیت رله شروع به درخشش می کند

حالا اگر فضای خالی به فاصله 12 سانتی متر برسد آردوینو خاموش می شود ، رله و LCD نشان می دهد "مخزن پر است" "موتور خاموش است". زنگ نیز مدتی بوق می زند و LED وضعیت رله خاموش می شود.

مرحله 4: برنامه نویسی

برای برنامه نویسی Arduino برای کنترل کننده سطح آب ، ابتدا تمام پینی را که می خواهیم در پروژه برای رابط دستگاه های خارجی مانند رله ، LCD ، زنگ و غیره استفاده کنیم ، تعریف می کنیم. کد زیر را در arduino IDE کپی و جایگذاری کرده و arduino nano را انتخاب کنید. و پورت سمت راست و سپس ضربه بزنید بارگذاری.

مرحله 5: آزمایش و مونتاژ

و پس از اتمام پروژه باید آردوینو سطح آب را روی LCD نمایش دهید. شما می توانید یک زنگ دیگر برای اطلاع به شما و سپس سطح آب پس از آستانه خاصی برسد.

مرحله 6: نصب

این یک پیاده سازی اساسی است و با منابع محدود انجام شد. من در حال برنامه ریزی برای افزایش این با اعلان سطح آب SMS با استفاده از ماژول SIM900A به عنوان مرحله بعدی.

ممنون که تماشا کردید.