Автоматический водяной двигатель с индикатором уровня: 6 ступеней (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Привет всем, добро пожаловать в еще один учебник. В этом проекте мы узнаем, как создать полностью автоматический контроллер уровня в резервуаре для воды с функцией индикатора уровня воды с помощью Arduino Nano.

Arduino - это мозг этого проекта. Он будет принимать входные данные от датчиков и управлять всеми остальными блоками в соответствии с полученным значением. Второй блок представляет собой ЖК-дисплей 16x2. Это устройство будет отображать уровень воды в процентах, а также на диаграмме, а также состояние насоса. Этот раздел также будет уведомлять нас, когда отстойник пуст. Третий блок - датчик сонара. Он используется для измерения уровня воды в верхнем водяном баке.

Поэтому в этом проекте я буду использовать ультразвуковой модуль HC-SR04 для измерения уровня воды и ЖК-дисплей I2C, чтобы увидеть уровень воды в сантиметрах.

Запасы

Ардуино Нано

Водонепроницаемый ультразвуковой модуль JSN-SR04

ЖК-дисплей 16X2 (синий / зеленый)

Блок питания 230-5 В

Зуммер 5 В

Монтажные провода

Коробка корпуса

Шаг 1. Начало работы с JSN-SR04

JSN-SR04 или водостойкий ультразвуковой датчик - это электронное устройство, которое работает по принципу передачи и отражения. Этот датчик имеет два контакта, названные TRIG и ECHO pin.

Функция вывода ECHO заключается в том, чтобы излучать волны в канал. Эти волны проходят через среду как волна и отражаются обратно, когда сталкиваются с объектом или препятствием перед своим распространением. Время, необходимое для излучения и отражения, равно вычисляя и используя это значение, мы определяем расстояние до приближающегося к нам препятствия.

• Вывод TRIG подключен к цифровому выводу 5 нано.
• Вывод ECHO подключен к цифровому выводу 5 нано.
• Вывод VCC подключается к положительной рейке макета.
• Вывод GND подключен к минусу макетной платы.

Шаг 2: Работа автоматического регулятора уровня воды

Работа этого проекта очень проста: мы использовали модуль ультразвукового датчика, который отправляет звуковые волны в резервуар для воды и обнаруживает отражение звуковых волн, то есть ECHO. Прежде всего нам нужно запустить модуль ультразвукового датчика для передачи сигнала с помощью Arduino, а затем дождаться получения ECHO. Arduino считывает время между запуском и получением ECHO. Мы знаем, что скорость звука составляет около 340 м / с. поэтому мы можем рассчитать расстояние, используя данную формулу:

Расстояние = (время в пути / 2) * скорость звука Где скорость звука составляет приблизительно 340 м в секунду. Используя этот метод, мы получаем расстояние от датчика до поверхности воды. После этого нам нужно рассчитать уровень воды. Теперь нам нужно рассчитать общую длину резервуара для воды. Поскольку нам известна длина резервуара для воды, мы можем рассчитать уровень воды, вычтя полученное расстояние, полученное при помощи ультразвука, из общей длины резервуара. И мы получим расстояние до уровня воды. Теперь мы можем преобразовать этот уровень воды в процент воды и отобразить его на ЖК-дисплее.

Шаг 3: Принципиальная схема и объяснение

Как показано на схеме контроллера уровня воды, приведенной ниже, контакты «триггера» и «эха» модуля ультразвукового датчика напрямую подключены к контактам 5 и 4 Arduino. ЖК-дисплей 16x2 подключен к Arduino в 4-битном режиме. Управляющий штырь RS, RW и En напрямую подключены к контактам 3, GND и 2 Arduino. А контакт данных D4-D7 подключен к 10, 9, 8 и 7 Arduino, а зуммер подключен к контакту 6. Реле на 5 Вольт также подключен к контакту 12 Arduino для включения или выключения водяного насоса. Модуль питания 230-5 В, использующий для питания этого устройства. Для этого можно использовать зарядное устройство для телефона на 1000 мА. В этой схеме модуль ультразвукового датчика расположен на верхняя часть резервуара для воды для демонстрации. Этот модуль датчика будет считывать расстояние между модулем датчика и поверхностью воды, и он будет отображать расстояние на ЖК-экране с сообщением «Объем воды в резервуаре:». Это означает, что мы здесь показываем пустое место расстояния или объема для воды вместо уровня воды. Благодаря этой функциональности мы можем использовать эту систему в любом резервуаре для воды. Когда уровень пустой воды достигает примерно 30 см, Arduino включает водяной насос, управляя реле. И теперь на ЖК-дисплее отобразится «НИЗКИЙ уровень воды» «Двигатель включен», а светодиодный индикатор состояния реле начнет светиться.

Теперь, если пустое пространство достигнет расстояния примерно 12 см, arduino выключит реле, и на ЖК-дисплее отобразится «Бак полон» «Мотор выключен». Зуммер также подаст звуковой сигнал в течение некоторого времени, и светодиод состояния реле погаснет.

Шаг 4: Программирование

Чтобы запрограммировать Arduino для контроллера уровня воды, сначала мы определяем все контакты, которые мы собираемся использовать в проекте для взаимодействия с внешними устройствами, такими как реле, ЖК-дисплей, зуммер и т. Д. Скопируйте и вставьте приведенный ниже код в IDE Arduino и выберите Arduino nano. и правильный порт, а затем нажмите кнопку загрузки.

Шаг 5: Тестирование и сборка

И после того, как вы завершите проект, вы должны увидеть, как Arduino отображает уровень воды на ЖК-дисплее. Вы можете установить дополнительный зуммер, чтобы знать, когда уровень воды достигает определенного порогового значения.

Шаг 6: Установка

Это базовая реализация с ограниченными ресурсами. Я планирую улучшить это с помощью SMS-уведомления об уровне воды с использованием модуля SIM900A в качестве следующего шага.

Спасибо за просмотр.