Mdhibiti wa Kiwango cha Kioevu cha UltraSonic: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Utangulizi Kama unavyojua, Iran ina hali ya hewa kavu, na kuna ukosefu wa maji katika nchi yangu. Wakati mwingine, haswa wakati wa kiangazi, inaweza kuonekana kuwa serikali inakata maji. Kwa hivyo vyumba vingi vina tanki la maji. Kuna tanki la lita 1500 katika nyumba yetu ambayo hutoa maji. Pia, kuna vitengo 12 vya makazi katika nyumba yetu. Kama matokeo, inaweza kutarajiwa kwamba tank itaenda tupu hivi karibuni. Kuna pampu ya maji iliyowekwa kwenye tangi ambayo inapeleka maji ndani ya jengo. Wakati wowote tangi likiwa tupu, pampu inafanya kazi bila maji. Hali hii husababisha kuongezeka kwa joto la motor, na wakati huo, inaweza kusababisha kuvunjika kwa pampu. Wakati fulani uliopita, kushindwa kwa pampu hii kulitokea kwa mara ya pili kwetu, na baada ya kufungua motor, tuliona kuwa waya za coil ziliteketezwa. Baada ya kubadilisha pampu, kuzuia shida hii tena, niliamua kutengeneza mtawala wa kiwango cha maji. Nilipanga kufanya mzunguko kukata usambazaji wa pampu wakati wowote maji yalipofika chini ya kikomo cha chini kwenye tanki. Pampu haitafanya kazi mpaka maji yainuke kwa kiwango cha juu. Baada ya kupitisha kiwango cha juu, mzunguko utaunganisha usambazaji wa umeme tena. Hapo mwanzo, nilitafuta kwenye wavuti kuona ikiwa ninaweza kupata mzunguko unaofaa. Walakini, sikuona chochote kinachofaa. Kulikuwa na viashiria vingine vya maji vya Arduino, lakini hakuweza kutatua shida yangu. Kama matokeo, niliamua kubuni mtawala wangu wa kiwango cha maji. Kifurushi cha kila mmoja na kiolesura cha picha cha moja kwa moja cha kuweka vigezo. Pia, nilijaribu kuzingatia viwango vya EMC kuhakikisha kuwa kifaa hufanya kazi halali katika hali tofauti.

Hatua ya 1: Kanuni

Labda unajua kanuni hapo awali. Wakati ishara ya kunde ya ultrasonic imetolewa kuelekea kitu, inaonyeshwa na kitu na mwangwi hurudi kwa mtumaji. Ikiwa utahesabu wakati uliosafiri na mapigo ya ultrasonic, unaweza kupata umbali wa kitu. Kwa upande wetu, kitu ni maji.

Kumbuka kuwa unapopata umbali wa maji, unahesabu kiasi cha nafasi tupu kwenye tanki. Ili kupata ujazo wa maji, lazima utoe kiasi kilichohesabiwa kutoka kwa jumla ya tanki.

Hatua ya 2: Sensor, Powersupply na Mdhibiti

Vifaa

Kwa sensa, nilitumia sensa ya kuzuia maji isiyo na maji ya JSN-SR04T. Utaratibu wa kufanya kazi ni kama HC-SR04 (echo na trig pin).

Aina:

• Umbali: 25cm hadi 450 cm
• Voltage ya kufanya kazi: DC 3.0-5.5V
• Kufanya kazi sasa: ＜ 8mA
• Usahihi: ± 1cm
• Mzunguko: 40khz
• Joto la kufanya kazi: -20 ~ 70 ℃

Kumbuka kuwa mtawala huyu ana mapungufu kadhaa. kwa mfano: 1- JSN-SR04T haiwezi kupima umbali chini ya 25CM, kwa hivyo lazima uweke sensorer angalau 25CM juu ya uso wa maji. Kwa kuongezea, kipimo cha umbali wa juu ni 4.5M. Kwa hivyo sensor hii haifai kwa mizinga mikubwa. 2- usahihi ni 1CM kwa sensor hii. Kama matokeo, kulingana na kipenyo cha tangi, azimio la ujazo ambalo kifaa kitaonyesha linaweza kutofautiana. 3- kasi ya sauti inaweza kutofautiana kulingana na joto. Kama matokeo, usahihi unaweza kuathiriwa na mikoa tofauti. Walakini, mapungufu haya hayakuwa muhimu kwangu, na usahihi ulikuwa unafaa.

Mdhibiti

Nilitumia STM32F030K6T6 ARM Cortex M0 kutoka STMicroelectronics. Unaweza kupata maelezo ya mdhibiti mdogo hapa.

Ugavi wa Umeme

Sehemu ya kwanza ni kubadilisha 220V / 50Hz (Umeme wa Irani) kuwa 12VDC. Kwa kusudi hili, nilitumia moduli ya kusambaza umeme ya HLK-PM12. Kigeuzi hiki cha AC / DC kinaweza kubadilisha 90 ~ 264 VAC kuwa 12VDC na pato la 0.25A sasa.

Kama unavyojua, mzigo wa kuingiza kwenye relay unaweza kusababisha shida kadhaa kwenye mzunguko na usambazaji wa umeme, na ugumu wa usambazaji wa umeme unaweza kusababisha kutokubalika, haswa kwa mdhibiti mdogo. Suluhisho ni kutenga vifaa vya umeme. Pia, lazima utumie mzunguko wa snubber kwenye anwani za relay. Kuna njia kadhaa za kutenga vifaa vya umeme. Kwa mfano, unaweza kutumia transformer na matokeo mawili. Kwa kuongezea, kuna waongofu wa DC / DC walioko nje kwa saizi ndogo ambayo inaweza kutenganisha pato kutoka kwa pembejeo. Nilitumia MINMAX MA03-12S09 kwa kusudi hili. Ni kibadilishaji cha 3W DC / DC na kutengwa.

Hatua ya 3: Msimamizi IC

Kulingana na TI App App: Msimamizi wa voltage (pia anajulikana kama mzunguko uliounganishwa upya [IC]) ni aina ya mfuatiliaji wa voltage ambayo inafuatilia usambazaji wa umeme wa mfumo. Wasimamizi wa voltage hutumiwa mara kwa mara na wasindikaji, vidhibiti vya voltage na sequencers - kwa jumla, ambapo voltage au kuhisi kwa sasa kunahitajika. Wasimamizi hufuatilia reli za voltage ili kuhakikisha kuwasha umeme, kugundua makosa na kuwasiliana na wasindikaji waliopachikwa ili kuhakikisha afya ya mfumo. unaweza kupata dokezo hili la programu hapa. Ingawa Watawala Mdogo wa STM32 wana wasimamizi waliojengewa ndani kama vile nguvu kwenye mfuatiliaji wa usambazaji, nilitumia chip ya msimamizi wa nje kuhakikisha kila kitu kitafanya kazi vizuri. Kwa upande wangu, nilitumia TL7705 kutoka TI. Unaweza kuona maelezo kutoka kwa wavuti ya Hati za Texas kwa hii IC hapa chini: Familia ya TL77xxA ya wasimamizi wa usambazaji-wa-umeme imejumuishwa mahsusi kwa matumizi kama watawala wa kuweka upya katika mifumo ya microcomputer na microprocessor. Msimamizi wa usambazaji-voltage hufuatilia usambazaji wa hali ya chini ya voltage kwenye pembejeo ya SENSE. Wakati wa kuongeza nguvu, pato la RESET huwa hai (chini) wakati VCC inapofikia thamani inayokaribia 3.6 V. Kwa wakati huu (kudhani kuwa SENSE iko juu ya VIT +), kazi ya muda wa kuchelewesha inaamsha ucheleweshaji wa muda, baada ya hapo matokeo Rudisha na Rudisha (NOT) kwenda kutofanya kazi (juu na chini, mtawaliwa). Wakati hali ya chini ya voltage ikitokea wakati wa operesheni ya kawaida, Rudisha tena na Upya upya (SI) itaanza kutumika.

Hatua ya 4: Bodi ya Mzunguko Iliyochapishwa (PCB)

Nilitengeneza PCB kwa vipande viwili. Ya kwanza ni LCD ya LCD ambayo imeunganishwa na mainboard na Ribbon / kebo ya gorofa Sehemu ya pili ni PCB ya mtawala. Kwenye PCB hii, niliweka usambazaji wa umeme, microcontroller, sensor ya ultrasonic na vifaa vinavyohusiana. Na pia sehemu ya nguvu ambayo ni relay, varistor na snubber mzunguko. Kama unavyojua, upeanaji wa mitambo kama relay ambayo nilitumia kwenye mzunguko wangu inaweza kuvunjika ikiwa inafanya kazi kila wakati. Ili kushinda shida hii, nilikuwa nikitumia mawasiliano ya karibu (NC) ya relay. Kwa hivyo katika hali ya kawaida, relay haifanyi kazi na kawaida mawasiliano ya karibu inaweza kufanya nguvu ya kusukuma. Wakati wowote maji yanapokuja chini ya kikomo cha Chini, relay itawasha, na hii itapunguza nguvu. Baada ya kusema hayo, Hii ndiyo sababu nilitumia mzunguko wa snubber kwenye anwani za NC na COM. Kuhusu ukweli kwamba pampu ilikuwa na nguvu kubwa, nilitumia relay ya pili 220 kwa hiyo, na ninaiendesha na relay kwenye PCB.

Unaweza kupakua faili za PCB kama faili za Altium PCB na faili za Gerber kutoka kwa GitHub yangu hapa.

Hatua ya 5: Kanuni

Nilitumia STM32Cube IDE, ambayo ni suluhisho la moja kwa moja la ukuzaji wa nambari kutoka STMicroelectronics. Inategemea Eclipse IDE na mkusanyaji wa GCC ARM. Pia, ina STM32CubeMX ndani yake. Unaweza kupata habari zaidi hapa. Mwanzoni, niliandika nambari iliyojumuisha vipimo vya tanki (Urefu na Kipenyo). Walakini, niliamua kuibadilisha kuwa GUI kwa kuweka vigezo kulingana na uainishaji tofauti.

Hatua ya 6: Ufungaji kwenye Tangi

Mwishowe, nilitengeneza sanduku rahisi kuilinda PCB kutoka kwa maji. Pia, nilitengeneza shimo juu ya tangi ili kuweka sensor juu yake.