Mita ya Kiwango cha Tangi ya Ultrasound: Hatua 5 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Je! Unahitaji kufuatilia kiwango cha maji kwenye kipenyo kikubwa, tanki, au chombo wazi? Mwongozo huu utakuonyesha jinsi ya kutengeneza mita ya kiwango cha maji isiyo ya mawasiliano ya sonar kwa kutumia umeme wa bei rahisi!

Mchoro hapo juu unaonyesha muhtasari wa kile tulichokusudia na mradi huu. Nyumba yetu ya majira ya joto ina kisima kipenyo kikubwa cha kusambaza maji ya kunywa kwa matumizi ya nyumba. Siku moja, kaka yangu na mimi tulizungumza juu ya jinsi babu yetu alivyokuwa akipima kiwango cha maji kwa mikono ili kuweka ufuatiliaji wa matumizi ya maji na utitiri wakati wote wa msimu wa joto ili kuepuka kupita kiasi. Tulifikiri kuwa na vifaa vya elektroniki vya kisasa tuweze kufufua jadi, lakini kwa kazi ndogo ya mikono inayohusika. Kwa ujanja wa programu chache, tuliweza kutumia Arduino na moduli ya sonar kupima umbali chini ya uso wa maji (l) kwa kuegemea kwa usahihi na usahihi wa milimita chache. Hii ilimaanisha kuwa tunaweza kukadiria ujazo uliobaki V, kwa kutumia kipenyo kinachojulikana D na kina L, na karibu ± 1 lita usahihi.

Kwa sababu kisima kiko karibu 25m kutoka kwa nyumba na tulitaka onyesho ndani, tulichagua kutumia Arduinos mbili zilizo na kiunga cha data katikati. Unaweza kurekebisha mradi kwa urahisi ili utumie Arduino moja tu ikiwa hii sio kesi kwako. Kwa nini usitumie uhamishaji wa data isiyo na waya? Kwa sehemu kutokana na unyenyekevu na uimara (waya hauwezekani kuharibiwa na unyevu) na kwa sababu kwa sababu tulitaka kuepuka kutumia betri kwenye upande wa sensorer. Kwa waya, tunaweza kupitisha uhamishaji wa data na nguvu kupitia kebo moja.

1) Moduli ya Arduino ndani ya nyumbaHii ni moduli kuu ya Arduino. Itatuma ishara ya kuchochea kwa Arduino kwenye kisima, kupokea umbali uliopimwa na kuonyesha kiasi kilichohesabiwa cha maji kwenye maonyesho.

2) upande wa Arduino na moduli ya sonar Kusudi la Arduino hii ni kupokea tu ishara ya kuchochea kutoka nyumbani, kufanya kipimo na kurudisha umbali kutoka moduli ya sonar hadi kiwango cha maji. Elektroniki zimejengwa ndani ya kisanduku (kisichopitisha hewa), na bomba la plastiki lililoshikamana na upande wa kupokea moduli ya sonar. Kusudi la bomba ni kupunguza makosa ya kipimo kwa kupunguza uwanja wa maoni ili uso wa maji tu "uonekane" na mpokeaji.

Hatua ya 1: Sehemu, Upimaji na Programu

Tulitumia sehemu zifuatazo katika mradi huu:

• 2 x Arduino (moja ya kupima kiwango cha maji, moja ya kuonyesha matokeo kwenye onyesho)
• Ugavi wa msingi wa 12V
• Moduli ya Ultrasound (sonar) HC-SR04
• Moduli ya kuonyesha LED MAX7219
• Cable ya simu ya 25 m (waya 4: Nguvu, ardhi na ishara 2 za data)
• Kuweka sanduku
• Gundi ya moto
• Solder

Gharama ya sehemu: Karibu € 70

Ili kuhakikisha kuwa kila kitu kilifanya kazi kama inavyostahili, tulifanya svetsade, wiring na upimaji wa benchi rahisi kwanza. Kuna mipango mingi ya mfano ya sensorer ya ultrasound na moduli ya LED mkondoni, kwa hivyo tumezitumia tu kuhakikisha kuwa umbali uliopimwa una maana (picha 1) na kwamba tuliweza kupata onyesho la ultrasonic kutoka kwa uso wa maji juu ya- tovuti (picha 2). Tulifanya pia majaribio ya kina ya kiunga cha data ili kuhakikisha kuwa inafanya kazi milele kwa umbali mrefu, ambayo haikuonekana kuwa na shida hata kidogo.

Usidharau wakati uliotumika kwenye hatua hii, kwani ni muhimu kujua kwamba mfumo hufanya kazi kabla ya kuweka juhudi kuweka kila kitu vizuri kwenye masanduku, kuchimba nyaya nk.

Wakati wa kujaribu, tuligundua kuwa moduli ya sonar wakati mwingine huchukua taswira ya sauti kutoka sehemu zingine za kisima, kama vile kuta za pembeni na bomba la usambazaji wa maji, na sio uso wa maji. Hii ilimaanisha kuwa umbali uliopimwa ghafla ungekuwa mfupi sana kuliko umbali halisi kwa kiwango cha maji. Kwa kuwa hatuwezi kutumia tu wastani ili kulainisha aina hii ya makosa ya kipimo, tuliamua kutupa umbali wowote mpya uliopimwa ambao ulikuwa tofauti sana na makadirio ya umbali wa sasa. Hii sio shida kwani tunatarajia kiwango cha maji kubadilika polepole hata hivyo. Wakati wa kuanza, moduli hii itafanya vipimo kadhaa na kuchagua thamani kubwa zaidi iliyopokelewa (yaani kiwango cha chini kabisa cha maji) kama sehemu ya kuanzia inayowezekana. Baada ya hapo, pamoja na uamuzi wa "weka / utupe", sasisho la sehemu ya kiwango kinachokadiriwa hutumiwa kulainisha makosa ya kipimo cha nasibu. Ni muhimu pia kuruhusu mwangwi wote kufa nje kabla ya kufanya kipimo kipya - angalau kwa upande wetu ambapo kuta zimetengenezwa kwa zege na kwa hivyo inaunga mkono sana.

Toleo la mwisho la nambari tuliyotumia kwa Arduino mbili zinaweza kupatikana hapa:

github.com/kelindqv/arduinoUltrasonicTank

Hatua ya 2: Ujenzi

Kwa kuwa kisima chetu kilikuwa mbali na nyumba, ilibidi tutengeneze mfereji mdogo kwenye nyasi ambayo tunaweza kuweka kebo.

Hatua ya 3: Kuunganisha na Kuweka Vipengele vyote

Unganisha kila kitu kama ilivyokuwa wakati wa kujaribu, na tumaini kwamba bado inafanya kazi! Kumbuka kuangalia kuwa pini ya TX kwenye Arduino moja huenda kwa RX ya ile nyingine, na kinyume chake. Kama inavyoonyeshwa kwenye picha 1, tulitumia kebo ya simu kusambaza umeme kwa Arduino kwenye kisima, ili kuepuka kutumia betri.

Picha ya pili na ya tatu inaonyesha mpangilio wa bomba la plastiki, na mtumaji amewekwa nje ya bomba na mpokeaji amewekwa ndani (ndio, hii ilikuwa nafasi mbaya ya risasi…)

Hatua ya 4: Upimaji

Baada ya kuhakikisha kuwa umbali kutoka kwa sensorer hadi kiwango cha maji umehesabiwa kwa usahihi, upimaji ilikuwa tu suala la kupima kipenyo cha kisima na kina cha jumla ili ujazo wa maji uweze kuhesabiwa. Tulibadilisha pia vigezo vya algorithm (muda kati ya vipimo, vigezo vya kusasisha sehemu, idadi ya vipimo vya awali) ili kutoa kipimo kizuri na sahihi.

Kwa hivyo sensor ilifuatilia vizuri kiwango cha maji?

Tunaweza kuona kwa urahisi athari ya kusafisha bomba kwa dakika chache, au kusafisha choo, ambayo ndio tulitaka. Tungeweza hata kuona kuwa kisima kilikuwa kikijaza kwa kiwango kinachotabirika mara moja - yote kwa kutazama tu kwenye onyesho. Mafanikio!

Kumbuka: - Ubadilishaji wa umbali wa saa kwa sasa haurekebishi mabadiliko ya kasi ya sauti kwa sababu ya tofauti za joto. Hii inaweza kuwa nyongeza nzuri ya siku za usoni, kwani joto kwenye kisima litatofautiana kidogo!

Hatua ya 5: Matumizi ya Muda Mrefu

Sasisho la mwaka 1: Sensor inafanya kazi bila kasoro bila ishara za kutu au uharibifu licha ya mazingira ya unyevu! Suala pekee wakati wa mwaka imekuwa kwamba condensation inakusanya kwenye sensor wakati wa hali ya hewa ya baridi (wakati wa baridi), ambayo ni wazi inazuia sensor. Hili sio suala kwa upande wetu kwani tunahitaji tu kusoma wakati wa majira ya joto, lakini watumiaji wengine wanaweza kulazimika kupata ubunifu!:) Insulation au uingizaji hewa labda ni suluhisho linalowezekana. Furaha ya kubuni!