Svet trpí neočakávanými zmenami podnebia a tieto zmeny sú spôsobené rôznymi činnosťami, ktoré ľudstvo praktizuje. Keď dôjde k týmto zmenám, teplota sa dramaticky zvýši a to by mohlo mať za následok silné dažde, povodne atď. Šetrenie vodou je zodpovednosťou každého občana. Ak nebudeme venovať pozornosť zachovaniu tejto základnej životnej potreby, čoskoro trpíme zle. . V tomto projekte vytvoríme dažďový alarm, aby sme pri spustení dažďa mohli urobiť nejaké kroky na šetrenie vody, pretože sme ju mohli zabezpečiť rastlinám, vyrobiť nejaký hardvér na odosielanie tejto vody do nadzemnej nádrže atď. obvod detektora dažďovej vody detekuje dažďovú vodu a vydá výstrahu pre ľudí v okolí, aby mohli okamžite konať. Obvod nie je príliš zložitý a môže ho pripraviť každý, kto má základné vedomosti o elektrických komponentoch, ako sú rezistory, kondenzátory a tranzistory.
Obvod dažďového alarmu
Ako integrovať základné elektrické komponenty pre návrh obvodu dažďového senzora?
Teraz, keď máme základnú myšlienku nášho projektu, poďme k zhromažďovaniu komponentov, navrhnutiu obvodu na testovanie softvéru a jeho následnému zostaveniu na hardvéri. Tento obvod vyrobíme na doske s plošnými spojmi a potom ho umiestnime na vhodné miesto, aby nás kedykoľvek, keď začne pršať, upozornil alarm.
Krok 1: Potrebné komponenty (hardvér)
- Senzor dažďovej kvapky (x1)
- Tranzistor BC548 (x1)
- LED diódy (x1)
- 1N4007 PN prechodová dióda (x1)
- Rezistor 220 KΩ (x1)
- Rezistor 10 KΩ (x1)
- Rezistor 470 KΩ (x1)
- Rezistor 3,3 KΩ (x2)
- Rezistor 68 KΩ (x1)
- 22 µF kondenzátor (x1)
- 100 µF kondenzátor (x2)
- Keramický kondenzátor 10nF (x1)
- Keramický kondenzátor 100pF (x1)
- Bzučiak (x1)
- Prepojovacie drôty
- Nepájivá doska (x1)
- FeCl3
- Doska s plošnými spojmi (x1)
- Spájkovačka
- Horúca lepiaca pištoľ
- Digitálny multimetr
Krok 2: Potrebné komponenty (softvér)
- Proteus 8 Professional (možno stiahnuť z Tu )
Po stiahnutí Proteus 8 Professional na ňom navrhnite obvod. Zahrnuli sme sem softvérové simulácie, aby pre začiatočníkov mohlo byť výhodné navrhnúť obvod a vykonať príslušné pripojenia na hardvéri.
Krok 3: Štúdium komponentov
Teraz, keď sme vytvorili zoznam všetkých komponentov, ktoré budeme v tomto projekte používať. Poďme o krok ďalej a absolvujme stručnú štúdiu všetkých hlavných hardvérových komponentov.
Senzor dažďovej kvapky: Modul snímača dažďovej kvapky detekuje zrážky. Funguje na princípe Ohmovho zákona. (V = IR). Ak neprší, odpor na snímači bude veľmi vysoký, pretože medzi vodičmi v snímači nie je žiadne vedenie. Len čo dažďová voda začne padať na snímač, vytvorí sa vodivá cesta a zníži sa odpor medzi vodičmi. Keď sa vedenie zníži, spustí sa elektrický komponent, ktorý je pripojený k senzoru, a jeho stav sa zmení.
Senzor dažďovej kvapky
Tento snímač je možné vyrobiť aj doma, ak máme dosku s plošnými spojmi. Tí, ktorí si nechcú kúpiť tento senzor, si ho môžu vyrobiť doma tak, že si pomocou ostrého predmetu, ako je nôž, urobia pulzný sled. Priemer impulzov by mal byť približne 3 cm a je možné vytvoriť rovnaký vzor, ako je znázornené na obrázku vyššie. Tento senzor som vyrobil doma a pripojil som nasledujúci obrázok:
Senzor dažďovej kvapky navrhnutý doma
Časovač IC 555: Tento IC má rôzne aplikácie, ako napríklad poskytovanie časových oneskorení, ako oscilátor atď. Existujú tri hlavné konfigurácie časovača IC 555. Astabilný multivibrátor, monostabilný multivibrátor a bistabilný multivibrátor. V tomto projekte ho použijeme ako Neuveriteľné multivibrátor. V tomto režime funguje IC ako oscilátor, ktorý generuje štvorcový impulz. Frekvencia obvodu sa dá upraviť vyladením obvodu. tj zmenou hodnôt kondenzátorov a odporov, ktoré sa používajú v obvode. IC bude generovať frekvenciu, keď sa na RESETOVAŤ špendlík.
555 Časovač IC
Bzučiak: TO Bzučiak je zvukové signalizačné zariadenie alebo reproduktor, v ktorom sa na výrobu zvuku používa piezoelektrický efekt. Na piezoelektrický materiál sa privádza napätie, aby sa vytvoril počiatočný mechanický pohyb. Potom sa rezonátory alebo membrány použijú na prevedenie tohto pohybu na zvukový zvukový signál. Tieto reproduktory alebo bzučiaky sa pomerne ľahko používajú a majú širokú škálu aplikácií. Napríklad sa používajú v digitálnych kremenných hodinkách. Pre ultrazvukové aplikácie fungujú dobre v rozsahu od 1 do 5 kHz a do 100 kHz.
Bzučiak
Tranzistor NPN BC 548: Jedná sa o univerzálny tranzistor, ktorý sa používa väčšinou na dva hlavné účely (spínanie a zosilňovanie). Rozsah hodnoty zosilnenia pre tento tranzistor je medzi 100-800. Tento tranzistor dokáže spracovať maximálny prúd asi 500 mA, preto sa nepoužíva v type obvodu, ktorý má záťaže pracujúce na väčších prúdoch. Keď je tranzistor predpätý, umožňuje ním prúdiť prúd a je vyvolané dané štádium sýtosť regiónu. Po odstránení základného prúdu je tranzistor vypnutý a vstupuje úplne Odrezať regiónu.
Tranzistor BC 548
Krok 4: Blokový diagram
Vytvorili sme blokovú schému, aby sme ľahko pochopili princíp fungovania obvodu.
Bloková schéma
Krok 5: Pochopenie pracovného princípu
Po zostavení hardvéru uvidíme, že akonáhle voda spadne na dažďový senzor, doska začne vodiť a v dôsledku toho sa oba tranzistory otočia ZAP a teda sa rozsvieti aj LED dióda, pretože je pripojená k emitoru tranzistora Q1. Keď tranzistor Q2 prejde do oblasti nasýtenia, kondenzátor C1 sa bude správať ako prepojka medzi obidvomi tranzistormi Q1 a Q3 a bude sa nabíjať rezistorom R4. Keď Q3 ide v oblasti nasýtenia, RESETOVAŤ Spustí sa kolík časovača 555 IC a na výstupný kolík 3 IC, na ktorom je pripojený bzučiak, sa odošle signál, a preto začne bzučiak zvoniť. Ak nebude dážď, nebude mať vedenie a odpor snímača je veľmi vysoký, preto sa nespustí pin RESET IC, čo spôsobí žiadny alarm.
Krok 6: Simulácia obvodu
Pred vykonaním obvodu je lepšie simulovať a preskúmať všetky namerané hodnoty na softvéri. Softvér, ktorý budeme používať, je Proteus Design Suite . Proteus je softvér, na ktorom sa simulujú elektronické obvody.
- Po stiahnutí a nainštalovaní softvéru Proteus ho otvorte. Otvorte novú schému kliknutím na ikonu ISIS ikona v ponuke.
Nová schéma.
- Keď sa zobrazí nová schéma, kliknite na ikonu P ikona v bočnej ponuke. Otvorí sa okno, v ktorom môžete vybrať všetky komponenty, ktoré sa majú použiť.
Nová schéma
- Teraz zadajte názov komponentov, ktoré sa použijú na vytvorenie obvodu. Komponent sa zobrazí v zozname na pravej strane.
Výber komponentov
- Rovnakým spôsobom, ako je uvedené vyššie, prehľadajte všetky komponenty. Objavia sa v Zariadenia Zoznam.
Zoznam komponentov
Krok 7: Vytvorenie rozloženia PCB
Pretože ideme vyrábať hardvérový obvod na PCB, musíme najskôr urobiť rozloženie PCB pre tento obvod.
- Aby sme vytvorili rozloženie PCB na Proteuse, musíme najskôr priradiť balíčky PCB každému komponentu na schéme. na priradenie balíkov kliknite pravým tlačidlom myši na komponent, ktorému chcete priradiť balík, a vyberte Baliaci nástroj.
Priraďte balíčky
- Kliknutím na možnosť ARIES v hornom menu otvoríte schému PCB.
- V zozname komponentov umiestnite všetky komponenty na obrazovku do podoby, v ktorej má vyzerať váš obvod.
- Kliknite na režim stopy a nasmerovaním šípky pripojte všetky piny, ktoré vám softvér hovorí.
- Po vytvorení celého rozloženia bude vyzerať takto:
Krok 8: Schéma zapojenia
Po vytvorení rozloženia DPS bude schéma vyzerať takto.
Schéma zapojenia
Krok 9: Nastavenie hardvéru
Pretože sme teraz simulovali obvod na softvéri, funguje to úplne v poriadku. Teraz poďme ďalej a umiestnime komponenty na DPS. DPS je doska s plošnými spojmi. Je to doska z jednej strany úplne potiahnutá meďou a z druhej strany úplne izolačná. Výroba obvodu na DPS je pomerne zdĺhavý proces. Po simulácii obvodu na softvéri a vytvorení jeho plošného spoja s plošnými spojmi je toto usporiadanie obvodu vytlačené na maslovom papieri. Pred vložením maslového papiera na dosku plošných spojov pomocou stierača plošných spojov potrite dosku tak, aby sa medená vrstva na doske zmenšila od vrchnej časti dosky.
Odstránenie medenej vrstvy
Potom sa na dosku s plošnými spojmi položí maslový papier a žehlí sa, kým sa na dosku nevytlačí obvod (trvá to približne päť minút).
Žehlenie dosky s plošnými spojmi
Teraz, keď je obvod vytlačený na doske, je ponorený do FeCl3roztoku horúcej vody na odstránenie nadbytočnej medi z dosky, zostane po nej iba meď pod plošným spojom.
Leptanie DPS
Potom potrite dosku s plošnými spojmi škrabkou, aby zapojenie bolo výrazné. Teraz vyvŕtajte otvory na príslušných miestach a umiestnite komponenty na dosku s plošnými spojmi.
Vŕtanie otvorov do DPS
Spájkujte komponenty na doske. Nakoniec skontrolujte spojitosť obvodu a ak na ktoromkoľvek mieste dôjde k prerušeniu, komponenty odspájkujte a znovu pripojte. Lepšie nanášajte horúce lepidlo pomocou pištole na horúce lepenie na kladné a záporné póly batérie, aby sa svorky batérie nemohli odpojiť od obvodu.
Nastavenie DMM na kontrolu kontinuity
Krok 10: Testovanie obvodu
Po zostavení hardvérových komponentov na doske plošných spojov a kontrole spojitosti musíme skontrolovať, či náš obvod funguje správne alebo nie, náš obvod otestujeme. Najskôr pripojíme batériu, potom nakvapkáme trochu vody na senzor a skontrolujeme, či LED dióda začne svietiť a bzučiak začne zvoniť alebo nie. Ak sa to stane, znamená to, že sme dokončili náš projekt.
Hardvér zostavený na testovanie
Aplikácie
- Môže sa použiť na poliach na upozornenie poľnohospodárov pred dažďom.
- Najbežnejšia aplikácia je, že ju možno použiť v automobiloch tak, aby sa vodič vždy, keď začne dážď, otáčal ZAP stierače počúvajú zvuk bzučiaka.
- Ak je nainštalovaný nejaký hardvér na ukladanie dažďovej vody do horných nádrží, potom je tento okruh doma veľmi užitočný, pretože upozorní ľudí žijúcich v dome, akonáhle začne dážď, a môžu potom urobiť príslušné opatrenia na jej uskladnenie.
