WaterLevelAlarm - SRO2001: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Abans d’explicar-vos els detalls de la meva realització, us explicaré una petita història;)

Visc al país i, malauradament, no tinc aigües residuals municipals, així que tinc un sanejament in situ que funciona amb una bomba d’ascensor. Tot sol funcionar bé fins que vaig tenir un tall de llum durant diversos dies a causa d'una tempesta …

Veus cap a on vaig amb això? No?

Bé, sense electricitat, la bomba que s'utilitza per drenar l'aigua del pou ja no funciona.

I per desgràcia per a mi no hi vaig pensar en aquell moment … així que el nivell de l'aigua va pujar, pujar una i altra vegada fins al pou on la bomba està gairebé plena! Això pot danyar tot el sistema (que és massa car …)

Així que vaig tenir la idea de fer una alarma per avisar-me quan l’aigua del pou de la bomba arribés a un nivell anormal. Per tant, si hi ha un problema amb la bomba o si hi ha un tall de corrent, sonarà l’alarma i podré intervenir immediatament abans de qualsevol dany important.

Aquí anem a buscar explicacions!

Pas 1: Eines i components electrònics

Components electrònics:

- 1 microxip PIC 12F675

- 2 botons d'interruptor momentanis

- 1 LED

- 1 brunzidor

- 1 mòdul d’alimentació DC-DC (perquè el meu brunzidor requereix 12 V per ser fort)

- 4 resistències (180 ohm; 2 x 10K ohm; 100K ohm)

- 1 detector (flotador)

- 1 suport de bateria

- 1 placa PCB

- 1 caixa / caixa de plàstic

Eines:

- Un programador per injectar el codi en un Microchip 12F675 (per exemple, PICkit 2)

- Mini font d'alimentació de 4,5 V

Us aconsello que utilitzeu Microchip MPLAB IDE (freeware) si voleu modificar el codi, però també necessitareu el compilador CCS (shareware). També podeu utilitzar un altre compilador, però necessitareu molts canvis al programa.

Però us proporcionaré el. HEX perquè pugueu injectar-lo directament al microcontrolador.

Pas 2: Obligacions

- El sistema ha de ser autosuficient en energia per funcionar en cas de fallada de corrent.

- El sistema ha de tenir una autonomia d'almenys 1 any (faig manteniment del sanejament un cop a l'any).

- L'alarma s'ha de poder escoltar des d'una distància mitjana. (uns 50 metres)

- El sistema ha de cabre en una caixa relativament petita

Pas 3: Esquema

Aquí teniu l’esquema creat amb CADENCE Capture CIS Lite. Explicació del paper dels components:

- 12F675: microcontrolador que gestiona les entrades i sortides

- SW1: botó de funcionament

- SW2: botó de reinici

- D1: LED d'estat

- R1: resistència de tracció per a MCLR

- R2: resistència desplegable per a la gestió de botons de control

- R3: resistència de limitació de corrent per al LED D1

- R4: resistència limitadora de corrent al sensor

- PZ1: timbre (to d'alarma)

- J3 i J4: connectors amb el mòdul d’alimentació DC-DC

El mòdul d’increment de CC-CC és opcional. Podeu connectar directament el brunzidor al microcontrolador, però l’utilitzo per augmentar el nivell de so del brunzidor, ja que el seu voltatge de funcionament és de 12 V, mentre que el voltatge de la sortida del microcontrolador és de només 4.5 V.

Pas 4: prototipatge a la taula de pa

Muntem els components en una placa d’acord amb l’esquema anterior i programem el microcontrolador.

Res especial a dir a part del fet que he afegit un multímetre en mode amperímetre en sèrie amb el muntatge per mesurar el seu consum actual.

El consum d’energia ha de ser el mínim possible perquè el sistema ha de funcionar 24 / 24h i ha de tenir una autonomia d’almenys 1 any.

Al multímetre podem veure que el consum d'energia del sistema és de només 136uA quan el microcontrolador està programat amb la versió final del programa.

En alimentar el sistema amb 3 bateries de 1,5V 1200mAh, ofereix una autonomia de:

3 * 1200 / 0,136 = 26470 H d’autonomia, uns 3 anys!

Puc obtenir aquesta autonomia perquè poso el microcontrolador en mode SLEEP al programa, així que anem a veure el programa.

Pas 5: el programa

El programa està escrit en llenguatge C amb MPLAB IDE i el codi es compila amb el compilador CCS C.

El codi és completament comentat i molt senzill d’entendre. Us deixo descarregar les fonts si voleu saber com funciona o si voleu modificar-lo.

En resum, el microcontrolador està en mode d’espera per estalviar la màxima energia i es desperta si hi ha un canvi d’estat al pin 2:

Quan s’activa el sensor de nivell de líquid, actua com un interruptor obert i, per tant, la tensió del pin 2 canvia d’alta a baixa). Després, el microcontrolador activarà l'alarma per avisar.

Tingueu en compte que és possible restablir el microcontrolador amb el botó SW2.

Vegeu a continuació un fitxer zip del projecte MPLAB:

Pas 6: Soldadura i muntatge

Soldo els components al PCB segons el diagrama anterior. No és fàcil col·locar tots els components per fer un circuit net, però estic força content del resultat! Un cop acabades les soldadures, vaig posar cola calenta als cables per assegurar-me que no es moguessin.

També he agrupat els cables que van a la part frontal de la caixa amb un "tub termocontraïble" per fer-lo més net i sòlid.

Després he perforat el tauler frontal de la caixa per instal·lar els dos botons i el LED. Després, finalment, soldeu els cables als components del panell frontal després de girar-los junts. A continuació, cola calenta per evitar que es mogui.

Pas 7: Diagrama de funcionament del sistema

Aquí teniu el diagrama de com funciona el sistema, no el programa. És una mena de mini manual d'usuari. He posat el fitxer PDF del diagrama com a fitxer adjunt.

Pas 8: vídeo

Vaig fer un petit vídeo per il·lustrar el funcionament del sistema, amb un comentari a cada pas.

Al vídeo manipulo el sensor a mà per mostrar com funciona, però quan el sistema estigui al seu lloc final hi haurà un cable llarg (uns 5 metres) que anirà des de l’alarma fins al sensor instal·lat al pou on s’ha de controlar el nivell de l’aigua.

Pas 9: Conclusió

Aquí estic al final d’aquest projecte, és un petit projecte molt modest, però crec que podria ser útil per a principiants en electrònica com a base o complement d’un projecte.

No sé si el meu estil d’escriptura serà correcte perquè en part faig servir un traductor automàtic per anar més de pressa i, com que no parlo de manera nativa en anglès, crec que probablement algunes frases seran estranyes per a les persones que escriuen anglès perfectament.

Si teniu cap pregunta o comentari sobre aquest projecte, feu-m'ho saber.