Үндсэн параметрүүдийн автомат удирдлагатай аквариумын дизайн: 4 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Танилцуулга Өнөөдөр далайн аквариумыг арчилгаачин хүн бүр ашиглах боломжтой. Аквариум авах асуудал тийм ч хэцүү биш юм. Гэхдээ оршин суугчдын бүрэн амьдралыг хангах, техникийн эвдрэлээс хамгаалах, хялбар, хурдан засвар үйлчилгээ, арчилгаа хийхийн тулд бие даасан амьдралыг дэмжих зарчимд суурилсан аквариум бий болгох шаардлагатай байна. Орчин үеийн патентлагдсан технологи нь тэнгис, далай тэнгисийн усан доорх оршин суугчдыг байгалийн амьдрах орчинд аль болох ойр байлгах боломжийг олгодог. Автоматжуулалтын систем нь амьдралыг дэмжих бүхий л үйл явц, тоног төхөөрөмжийг хянадаг, урьд өмнө байгаагүй өндөр үр ашиг, том аквариумын цогцолбор, аквариумын менежмент, засвар үйлчилгээ, найдвартай байдал, асуудалгүй ажиллагаа, өндөр чанартай ус, үүний үр дүнд урт удаан, эрүүл амьдрах боломжийг олгодог. далайн амьтад. Хяналт, автоматжуулалтын янз бүрийн ерөнхий функцууд байдаг: гэрлийг автоматаар солих, өдрийн гэрлийн нөхцлийг дуурайх, тогтоосон температурыг хадгалах, байгалийн амьдрах орчныг сайжруулах, усыг хүчилтөрөгчөөр баяжуулах. Аквариумын компьютер, дагалдах хэрэгсэл нь далайн амьдралыг хэвийн байлгахад зайлшгүй шаардлагатай. Жишээлбэл, яаралтай шахуурга байхгүй, үндсэн насос эвдэрсэн тохиолдолд хэдхэн цагийн дараа далайн амьтад үхэж эхэлдэг тул автоматжуулалтын ачаар бид аливаа алдааг олж мэдэх боломжтой болно. эсвэл эвдрэл. Тодорхойлсон параметрүүдийг гараар тохируулахын тулд та маш их заль мэх хийх, туршилт хийх, Тоног төхөөрөмжийг тохируулах хэрэгтэй. Усны шинжилгээг гараар хийх нь өнгөрсөн зууны үе байсан бөгөөд өнөөдөр далайн аквариум нь тунгалаг усанд, тод өнгө, эрч хүчтэй зан авираараа амьдардаг далайн амьтад онцгой анхаарал шаарддаггүй

Алхам 1: Аквариумд таг хийх

Аквариумын хэмжээтэй таг хийхдээ ус ба электроникийн хувьд тохиромжтой шинж чанартай тул тагийг органик шилээр бүтээжээ.

Нэгдүгээрт, бид аквариумаа хэмжиж, эдгээр хэмжээсийн дагуу тагийг зохион бүтээгээд эхлээд тагны ханыг хайчилж, дараа нь супер цавуугаар наагаад дээрээс нь сод цацаж илүү сайн тогтвортой байдлыг хангаж өгнө. Ирээдүйд агааржуулалт хийх, автомат тэжээлээр хангахын тулд бид 50мм -ээс 50мм хэмжээтэй тэгш өнцөгт нүх гаргадаг.

Алхам 2: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг задлах

Бөглөхийн тулд бид хамгийн энгийн бөгөөд хямд микроконтроллер Arduino Mega -ийг сонгосон бөгөөд энэ нь бүх үйл явцын тархи болж үйлчилнэ, дараа нь автомат тэжээлд серво хөтөч ашиглагдах бөгөөд энэ нь эргээд нүхтэй цилиндрт бэхлэгдэх болно. гэрэлтүүлгийн хувьд бид LED зурвасыг програмчилж, нар мандах, нар жаргахад зориулж програмчлах болно. Усыг халаахын тулд ердийн аквариум ус халаагч авч, асаах, унтраах тухай мэдээллийг хүлээн авах реле рүү холбож, температурыг уншиж, температур мэдрэгч суурилуулна уу. Усыг хөргөхийн тулд сэнс аваад аквариумын таган дээр суулгаарай, хэрэв температур тогтоосон температураас хэтэрвэл сэнс релейгээр асах болно. Мэдээллийг хялбархан уншиж, аквариумыг тохируулахын тулд бид LCD дэлгэц болон товчлууруудыг холбож аквариумын утгыг тохируулна. Мөн компрессор суурилуулах бөгөөд энэ нь тасралтгүй ажиллах бөгөөд тэжээгчийг асаахад 5 минутын турш унтрах бөгөөд ингэснээр хоол аквариум дээгүүр тархахгүй.

Би Aliexpress дээр бүх эд ангиудыг захиалсан, энд жагсаалт, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн холбоос байна.

Ws2812 дээр хооллох -

Бодит цагийн цаг Ds3231-

LCD1602 LCD -

4 сувгийн реле модуль -

DS18b20 температур мэдрэгч -

IRF520 0-24v дээрх модуль -

Товчнууд -

Mega2560 платформ самбар -

Серво -

Алхам 3: Төслийн тоног төхөөрөмжийг суурилуулах

Бид бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг өөрт тохирсон байдлаар байрлуулж, схемийн дагуу холбож, зургийг үзнэ үү.

Бид ArduinoMega 2560 микроконтроллерийг өмнө нь угсарсан хайрцагт суулгадаг. Arduino Mega -ийг USB эсвэл гадаад тэжээлийн эх үүсвэрээс тэжээх боломжтой - эх үүсвэрийн төрлийг автоматаар сонгоно.

Гадаад тэжээлийн эх үүсвэр (USB биш) нь AC / DC адаптер эсвэл цэнэглэдэг зай / зай байж болно. Тохируулагч залгуурыг (диаметр - 2.1 мм, төв контакт - эерэг) самбар дээрх харгалзах цахилгаан холбогч руу оруулах ёстой. Батерей / батерейны хүчдэлийн хувьд түүний утаснууд нь POWER холбогчийн Gnd ба Vin голтой холбогдсон байх ёстой. Гаднах цахилгаан хангамжийн хүчдэл 6-20 В -ийн хооронд байж болно. Гэсэн хэдий ч тэжээлийн хүчдэл 7В -аас доош буурах нь 5V зүү дээрх хүчдэл буурахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь төхөөрөмжийн тогтворгүй ажиллагааг үүсгэдэг. 12В -оос дээш хүчдэл ашиглах нь хүчдэлийн зохицуулагчийн хэт халалт, самбарыг гэмтээхэд хүргэдэг. Үүнийг харгалзан 7 -оос 12 В хүртэлх хүчдэлтэй цахилгаан хангамжийг ашиглахыг зөвлөж байна. Бид GND ба 5V тээглүүрээр 5V тэжээлийн хангамж ашиглан микроконтроллерт хүчийг холбодог. Дараа нь бид агааржуулалт, ус халаагч, компрессорын реле суурилуулдаг (Зураг 3.1), тэд зөвхөн 3 контакттай бөгөөд Arduino -т дараах байдлаар холбогдсон: GND - GND, VCC - + 5V, In - 3. Реле оролт нь урвуу байна, маш өндөр түвшинд орсноор ороомог унтарч, бага эргэдэг.

Дараа нь бид LCD дэлгэц болон цагийн модулийг холбож, тэдгээрийн холболтыг диаграммд үзүүлэв.

SCL тээглүүр нь аналог 5 зүү холбогчтой холбогдсон байх ёстой; SDA тээглүүр нь аналог 6 зүү залгуурт холбогддог. Үүссэн угсралтын дээд төмөр зам нь I2C автобусны үүргийг гүйцэтгэх бөгөөд доод төмөр зам нь цахилгаан төмөр зам байх болно. LCD ба RTC модуль нь 5 вольтын контактуудтай холбогддог. Сүүлийн алхамыг хийсний дараа техникийн бүтэц бэлэн болно.

Сервог холбохын тулд илүү нам гүм servo импульс авахын тулд IRF520 транзисторыг авч, транзистороор дамжуулж, транзисторыг өөрөө Arduino руу шууд холбосон.

Гэрэлтүүлгийн хувьд WS2812 LED туузыг авсан. Бид + 5V ба GND тээглүүрийг цахилгаан хангамжийн нэмэх ба хасах хэсэгт холбож, Дин -ийг Arduino -ийн дурын дижитал зүүтэй холбодог бөгөөд энэ нь анхдагчаар 6 -р дижитал зүү байх болно, гэхдээ бусад дурын төхөөрөмжийг ашиглаж болно (Зураг 3.6)). Түүнчлэн Arduino -ийн газардуулгыг цахилгаан тэжээлийн эх үүсвэртэй холбохыг зөвлөж байна. Arduino -ийг тэжээлийн эх үүсвэр болгон ашиглах нь зохимжгүй, учир нь + 5V гаралт нь зөвхөн 800 мА гүйдэл өгөх боломжтой. Энэ нь LED зурвасын 13 пикселээс хэтрэхгүй хэмжээтэй байхад хангалттай юм. Соронзон хальсны нөгөө талд Do гаралт байдаг бөгөөд энэ нь дараагийн соронзон хальстай холбогддог бөгөөд энэ нь соронзон хальснуудыг каскад хийх боломжийг олгодог. Төгсгөлд нь байгаа цахилгаан холбогч нь мөн давхардсан байна.

Ердийн нээлттэй товчлууртай товчлуурыг Arduino руу холбохын тулд та хамгийн энгийн аргаар хийж болно: товчлуурын нэг чөлөөт дамжуулагчийг цахилгаан эсвэл газардуулгад, нөгөө нь дижитал зүү рүү холбоно уу.

Алхам 4: Үндсэн параметрүүдийг хянах хяналтын хөтөлбөр боловсруулах

Хөтөлбөрийн ноорог татаж авах

Аж үйлдвэрийн хянагчийн програмчлалын салбарт стандарт болох FBD ба LAD график хэлийг ашигладаг Arduino.

FBD хэлний тодорхойлолт

FBD (Function Block Diagram) нь IEC 61131-3 стандартын график програмчлалын хэл юм. Хөтөлбөрийг дээрээс доош дараалан гүйцэтгэсэн хэлхээний жагсаалтаас бүрдүүлсэн болно. Програмчлахдаа номын сангийн блокуудын багцыг ашигладаг. Блок (элемент) нь дэд програм, функц эсвэл функцын блок юм (AND, OR, NOT, триггер, таймер, тоолуур, аналог дохио боловсруулах блок, математик үйлдэл гэх мэт). Хувь хүний хэлхээ бүр нь тусдаа элементүүдээс графикаар бүтээгдсэн илэрхийлэл юм. Дараагийн блок нь блокийн гаралттай холбогдсон бөгөөд гинж үүсгэдэг. Гинжин хэлхээнд блокуудыг холбох дарааллын дагуу гүйцэтгэдэг. Хэлхээний тооцооллын үр дүнг дотоод хувьсагч дээр бичдэг эсвэл хянагчийн гаралт руу өгдөг.

LAD хэлний тайлбар

Шатны диаграм (LD, LAD, RKS) нь реле (шат) логик хэл юм. Хэлний синтакс нь реле технологид суурилсан логик хэлхээг солиход тохиромжтой. Энэхүү хэл нь аж үйлдвэрийн үйлдвэрүүдэд ажилладаг автоматжуулалтын инженерүүдэд зориулагдсан болно. Хянагчийн логикийг ойлгомжтой интерфэйсээр хангадаг бөгөөд энэ нь зөвхөн програмчлах, ашиглалтанд оруулах үүрэг гүйцэтгэдэг төдийгүй хянагчтай холбогдсон тоног төхөөрөмжийн алдааг хурдан арилгах боломжийг олгодог. Релений логик програм нь цахилгаан инженерүүдийн хувьд ойлгомжтой, ойлгомжтой график интерфэйстэй бөгөөд нээлттэй, хаалттай контакт бүхий цахилгаан хэлхээ гэх мэт логик үйлдлийг илэрхийлдэг. Энэ хэлхээний гүйдэл эсвэл гүйдэл байхгүй нь логик үйлдлийн үр дүнтэй тохирч байна (үнэн - хэрэв гүйдэл урсаж байвал; худал - хэрэв гүйдэл байхгүй бол). Хэлний гол элементүүд нь контактууд бөгөөд үүнийг хос релей контакт эсвэл товчлууртай зүйрлэж болно. Хос контактуудыг логик хувьсагчаар тодорхойлдог бөгөөд энэ хосын төлөвийг хувьсагчийн утгаар тодорхойлдог. Цахилгаан хэлхээний ердийн хаалттай, ердийн нээлттэй товчлууруудтай харьцуулж болохуйц ердийн хаалттай ба ердийн нээлттэй контактын элементүүдийн ялгааг гаргадаг.

FLProg дахь төсөл бол ерөнхий хэлхээний бүрэн модулийг угсардаг самбаруудын багц юм. Тохиромжтой болгохын тулд самбар бүр нэр, тайлбартай байна. Түүнчлэн, самбар бүрийг нурааж (ажил дууссаны дараа ажлын талбайн зайг хэмнэх зорилгоор) өргөжүүлж болно. Самбарын нэр дээрх улаан LED нь самбарын схемд алдаа байгааг илтгэнэ.

Самбар бүрийн хэлхээг хянагчийн логикийн дагуу функциональ блокуудаас угсардаг. Ихэнх функциональ блокуудыг тохируулах боломжтой бөгөөд үүний тусламжтайгаар тэдгээрийн үйл ажиллагааг тухайн тохиолдолд тавигдах шаардлагын дагуу өөрчилж болно.

Мөн функциональ блок бүрийн хувьд нарийвчилсан тодорхойлолт байдаг бөгөөд үүнийг хүссэн үедээ авах боломжтой бөгөөд түүний ажиллагаа, тохиргоог ойлгоход тусалдаг.

Програмтай ажиллахдаа хэрэглэгч код бичих шаардлагагүй, оролт, гаралтын хэрэглээг хянах, нэрний өвөрмөц байдал, өгөгдлийн төрлүүдийн нийцтэй байдлыг шалгах шаардлагагүй болно. Хөтөлбөр нь энэ бүхнийг хянадаг. Тэрээр төслийн бүхэл бүтэн зөв эсэхийг шалгаж, алдаа байгааг илтгэнэ.

Гадны төхөөрөмжтэй ажиллахын тулд хэд хэдэн туслах хэрэгслийг бүтээсэн. Энэ бол бодит цагийн цагийг эхлүүлэх, тохируулах хэрэгсэл, OneWire болон I2C автобус дээрх төхөөрөмжийн хаягийг унших хэрэгсэл, мөн IR алсын удирдлага дээрх товчлуурын кодыг унших, хадгалах хэрэгсэл юм. Бүх тодорхой өгөгдлийг файл хэлбэрээр хадгалж, дараа нь програмд ашиглаж болно.

Төслийг хэрэгжүүлэхийн тулд тэжээгч ба хянагчийн хувьд дараах servo идэвхжүүлэх програмыг бүтээсэн болно.

Эхний "MenuValue" блок нь servo хөтчийн төлөв байдлын талаархи мэдээллийг LCD дэлгэц дээр харуулахын тулд мэдээллийг цэсийн блок руу дахин чиглүүлдэг.

Ирээдүйд "AND" логик үйлдэл нь танд цааш явах эсвэл "I1 == I2" харьцуулах нэгжийг ашиглах боломжийг олгоно, өөрөөр хэлбэл урьдчилан тохируулсан 8 дугаар нь бодит цагийн модулийнхтай ижил байх болно, дараа нь servo. гохоор дамжуулан асаасан бол 20:00 цагт servo -ийг асаахтай ижил аргаар хийсэн.

Товчлуураар servo-ийг өөрөө асаахад хялбар болгохын тулд гох логик функцийг авч, 4-р товчлуурыг хийх зориулалттай, эсвэл servo-ийн тайван байдлын талаархи мэдээллийг цэсийн блок руу гаргаж, мэдээллийг харуулах болно. LCD дэлгэц.

Хэрэв servo -ийг ажиллуулах дохио гарч ирвэл тэр "Switch" гэж нэрлэгддэг блок руу очоод өгөгдсөн өнцгөөр хөтөчийг эргүүлж "Reset" блокоор дамжуулж эхний шатанд орно.

Серво идэвхжүүлэлтийн жагсаалт.

Компрессор үргэлж асаалттай байдаг бөгөөд реле рүү холбогддог бөгөөд "Servo On" блокоор дохио ирэхэд "TOF" таймерын блок руу ороод релеийг 15 минутын турш унтрааж, релений төлөв байдлын талаархи мэдээллийг дамжуулдаг. цэсэнд.

Термостатын жагсаалт.

Номын сангаар дамжуулан температур мэдрэгчийг холбоно уу