WaterLevelAlarm - SRO2001 - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Bevor ich dir die Details meiner Realisierung erkläre, erzähle ich dir eine kleine Geschichte;)

Ich lebe auf dem Land und habe leider kein kommunales Abwasser, also habe ich eine Abwasserentsorgung vor Ort, die mit einer Saugpumpe funktioniert. Normalerweise funktioniert alles gut bis zu dem Tag, an dem ich wegen eines Sturms mehrere Tage lang Stromausfall hatte…

Siehst du, wohin ich damit gehe? Nein?

Nun, ohne Strom funktioniert die Pumpe, mit der das Wasser aus der Grube abgelassen wurde, nicht mehr!

Und leider habe ich damals noch nicht daran gedacht… so ging der Wasserspiegel immer wieder hoch bis zum Brunnen, wo die Pumpe fast voll ist! Dies kann das gesamte System beschädigen (was zu teuer ist…)

Also hatte ich die Idee, einen Alarm auszulösen, um mich zu warnen, wenn das Wasser im Pumpenbrunnen einen abnormalen Stand erreicht. Bei einem Problem mit der Pumpe oder einem Stromausfall ertönt also der Alarm und ich kann sofort eingreifen, bevor ein größerer Schaden entsteht.

Hier geht's zu Erklärungen!

Schritt 1: Werkzeuge und Elektronikkomponenten

Elektronikkomponenten:

- 1 Mikrochip PIC 12F675

- 2 momentane Schaltknöpfe

- 1 LED

- 1 Summer

- 1 DC-DC-Boost-Modul (da mein Summer 12 V benötigt, um laut zu sein)

- 4 Widerstände (180 Ohm; 2 x 10K Ohm; 100K Ohm)

- 1 Detektor (Schwimmer)

- 1 Batteriehalter

- 1 Leiterplatte

- 1 Kunststoffbox/Etui

Werkzeuge:

- Ein Programmierer, um den Code in einen Microchip 12F675 (z. B. PICkit 2) zu injizieren

- 4,5V Mini-Netzteil

Ich empfehle Ihnen, Microchip MPLAB IDE (Freeware) zu verwenden, wenn Sie den Code ändern möchten, aber Sie benötigen auch den CCS-Compiler (Shareware). Sie können auch einen anderen Compiler verwenden, benötigen jedoch viele Änderungen im Programm.

Aber ich werde Ihnen die zur Verfügung stellen. HEX-Datei, damit Sie sie direkt in den Mikrocontroller injizieren können.

Schritt 2: Verpflichtungen

- Das System muss für den Betrieb bei Stromausfall energieautark sein.

- Das System muss eine Autonomie von mindestens 1 Jahr haben (ich mache einmal im Jahr sanitäre Wartung).

- Der Alarm muss aus einer durchschnittlichen Entfernung hörbar sein. (ca. 50 Meter)

- Das System muss in einen relativ kleinen Karton passen

Schritt 3: Schaltplan

Hier ist der mit CADENCE Capture CIS Lite erstellte Schaltplan. Erläuterung der Rolle der Komponenten:

- 12F675: Mikrocontroller, der Ein- und Ausgänge verwaltet

- SW1: Bedientaste

- SW2: Reset-Taste

- D1: Status-LED

- R1: Pull-Up-Widerstand für MCLR

- R2: Pull-Down-Widerstand für die Steuerung der Steuertasten

- R3: Strombegrenzungswiderstand für LED D1

- R4: Strombegrenzungswiderstand im Sensor

- PZ1: Summer (Alarmton)

- J3 und J4: Steckverbinder mit dazwischen dem DC-DC-Boost-Modul

Das DC-DC-Boost-Modul ist optional, Sie können den Summer direkt an den Mikrocontroller anschließen, aber ich verwende es, um den Schallpegel meines Summers zu erhöhen, da seine Betriebsspannung 12 V beträgt, während die Spannung des Mikrocontroller-Ausgangs nur 4,5 V beträgt.

Schritt 4: Prototyping auf Steckbrett

Lassen Sie uns die Komponenten nach obigem Schema auf einem Steckbrett zusammenbauen und den Mikrocontroller programmieren!

Nichts besonderes zu sagen, abgesehen davon, dass ich ein Multimeter im Amperemeter-Modus in Reihe mit der Halterung hinzugefügt habe, um deren Stromaufnahme zu messen.

Der Stromverbrauch muss so gering wie möglich sein, da das System 24/24h betrieben werden muss und eine Autonomie von mindestens 1 Jahr haben muss.

Auf dem Multimeter können wir sehen, dass der Stromverbrauch des Systems nur 136uA beträgt, wenn der Mikrocontroller mit der endgültigen Version des Programms programmiert ist.

Durch die Stromversorgung des Systems mit 3 Batterien von 1,5 V 1200 mAh bietet es eine Autonomie von:

3 * 1200 / 0,136 = 26470 H Autonomie, ca. 3 Jahre!

Ich kann eine solche Autonomie bekommen, weil ich den Mikrocontroller im Programm in den SLEEP-Modus versetzt habe, also schauen wir uns das Programm an!

Schritt 5: Das Programm

Das Programm ist in der Sprache C mit MPLAB IDE geschrieben und der Code wird mit dem CCS C Compiler kompiliert.

Der Code ist vollständig kommentiert und recht einfach zu verstehen. Ich lasse Sie die Quellen herunterladen, wenn Sie wissen möchten, wie es funktioniert oder wenn Sie es ändern möchten.

Kurz gesagt, der Mikrocontroller befindet sich im Standby-Modus, um die maximale Energie zu sparen, und er wacht auf, wenn an seinem Pin 2 eine Zustandsänderung stattfindet:

Wenn der Füllstandssensor aktiviert ist, fungiert er als offener Schalter und daher wechselt die Spannung an Pin 2 von hoch auf niedrig). Danach löst der Mikrocontroller den Alarm aus, um zu warnen.

Beachten Sie, dass es möglich ist, den Mikrocontroller mit der Taste SW2 zurückzusetzen.

Sehen Sie unten eine ZIP-Datei des MPLAB-Projekts:

Schritt 6: Löten und Montage

Ich schweiße die Bauteile gemäß obigem Diagramm auf die Platine. Es ist nicht einfach, alle Komponenten zu platzieren, um einen sauberen Stromkreis zu bilden, aber ich bin mit dem Ergebnis ziemlich zufrieden! Nachdem ich die Schweißnähte beendet hatte, legte ich Heißkleber auf die Drähte, um sicherzustellen, dass sie sich nicht bewegten.

Ich habe auch die Drähte, die an der Vorderseite der Box angebracht sind, zusammen mit einem "Schrumpfschlauch" gruppiert, um sie sauberer und fester zu machen.

Dann bohrte ich durch die Frontplatte des Gehäuses, um die beiden Tasten und die LED zu installieren. Anschließend verlöten Sie abschließend die Drähte an den Frontplattenkomponenten, nachdem Sie sie zusammengedreht haben. Dann Heißkleber, damit er sich nicht bewegt.

Schritt 7: Systembetriebsdiagramm

Hier ist das Diagramm, wie das System funktioniert, nicht das Programm. Es ist eine Art Mini-Benutzerhandbuch. Ich habe die PDF-Datei des Diagramms als Anhang beigefügt.

Schritt 8: Video

Ich habe ein kurzes Video gemacht, um die Funktionsweise des Systems zu veranschaulichen, mit einem Kommentar zu jedem Schritt.

Auf dem Video manipuliere ich den Sensor von Hand, um zu zeigen, wie er funktioniert, aber wenn das System an seinem endgültigen Platz ist, gibt es ein langes Kabel (ca. 5 Meter), das vom Alarm zum Sensor führt, der im Brunnen installiert ist Wasserstand muss überwacht werden.

Schritt 9: Fazit

Hier bin ich am Ende dieses Projekts, es ist ein sehr bescheidenes kleines Projekt, aber ich denke, es könnte für einen Anfänger in der Elektronik als Basis oder Ergänzung eines Projekts nützlich sein.

Ich weiß nicht, ob mein Schreibstil richtig sein wird, da ich teilweise einen automatischen Übersetzer verwende, um schneller voranzukommen, und da ich nicht muttersprachlich Englisch spreche, denke ich, dass einige Sätze für Leute, die perfekt Englisch schreiben, wahrscheinlich seltsam sein werden.

Wenn Sie Fragen oder Anmerkungen zu diesem Projekt haben, lassen Sie es mich bitte wissen!