WaterLevelAlarm - SRO2001: 9 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Voordat ik je de details van mijn realisatie uitleg, zal ik je een klein verhaal vertellen;)

Ik woon op het platteland en heb helaas geen gemeentelijk riool, dus ik heb een sanitair op het terrein dat werkt met een opvoerpomp. Alles werkt meestal goed tot de dag dat ik een aantal dagen stroomuitval had vanwege een storm …

Zie je waar ik hiermee naartoe wil? Nee?

Welnu, zonder elektriciteit werkt de pomp waarmee het water uit de put werd afgevoerd niet meer!

En helaas voor mij heb ik er toen niet aan gedacht… dus het waterpeil ging omhoog, steeds weer omhoog tot de put waar de pomp bijna vol is! Dit kan het hele systeem beschadigen (wat te duur is…)

Dus kwam ik op het idee om een alarm te maken om me te waarschuwen wanneer het water in de pompput een abnormaal niveau bereikt. Dus als er een probleem is met de pomp of als er een stroomstoring is, gaat het alarm af en kan ik direct ingrijpen voordat er grote schade ontstaat.

Hier gaan we voor uitleg!

Stap 1: Gereedschappen en elektronische componenten

Elektronische componenten:

- 1 microchip PIC 12F675

- 2 momentschakelaars

- 1 LED

- 1 zoemer

- 1 DC-DC boost-module (omdat mijn zoemer 12V nodig heeft om luid te zijn)

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

- 1 melder (drijver)

- 1 batterijhouder

- 1 printplaat

- 1 plastic doos/doos

Gereedschap:

- Een programmeur om de code te injecteren in een Microchip 12F675 (bijv. PICkit 2)

- 4.5V mini-voeding

Ik raad je aan om Microchip MPLAB IDE (freeware) te gebruiken als je de code wilt wijzigen, maar je hebt ook de CCS Compiler (shareware) nodig. Je kunt ook een andere compiler gebruiken, maar dan zul je veel wijzigingen in het programma nodig hebben.

Maar ik zal u de. HEX-bestand zodat u het rechtstreeks in de microcontroller kunt injecteren.

Stap 2: Verplichtingen

- Het systeem moet energie-onafhankelijk zijn om te kunnen werken in geval van stroomuitval.

- Het systeem moet een autonomie hebben van minimaal 1 jaar (ik doe 1 keer per jaar sanitair onderhoud).

- Het alarm moet op gemiddelde afstand hoorbaar zijn. (ongeveer 50 meter)

- Het systeem moet in een relatief kleine doos passen

Stap 3: Schematisch:

Hier is het schema gemaakt met CADENCE Capture CIS Lite. Toelichting op de rol van componenten:

- 12F675: microcontroller die in- en uitgangen beheert

- SW1: bedieningsknop

- SW2: resetknop

- D1: status-LED

- R1: pull-up weerstand voor MCLR

- R2: pull-down weerstand voor beheer van bedieningsknoppen

- R3: stroombegrenzingsweerstand voor LED D1

- R4: stroombegrenzingsweerstand in de sensor

- PZ1: zoemer (alarmtoon)

- J3 en J4: connectoren met daartussen de DC-DC boost module

De DC-DC boost-module is optioneel, je kunt de zoemer rechtstreeks op de microcontroller aansluiten, maar ik gebruik hem om het geluidsniveau van mijn zoemer te verhogen, omdat zijn bedrijfsspanning 12V is, terwijl de spanning van de microcontroller-uitgang slechts 4,5V is.

Stap 4: Prototyping op Breadboard

Laten we de componenten volgens het bovenstaande schema op een breadboard assembleren en de microcontroller programmeren!

Niets bijzonders te zeggen behalve het feit dat ik een multimeter in ampèremetermodus in serie met de montage heb toegevoegd om het huidige verbruik te meten.

Het stroomverbruik moet zo laag mogelijk zijn omdat het systeem 24/24 uur moet werken en een autonomie van minimaal 1 jaar moet hebben.

Op de multimeter kunnen we zien dat het stroomverbruik van het systeem slechts 136uA is wanneer de microcontroller is geprogrammeerd met de definitieve versie van het programma.

Door het systeem van stroom te voorzien met 3 batterijen van 1.5V 1200mAh biedt het een autonomie van:

3 * 1200 / 0,136 = 26470 H autonomie, ongeveer 3 jaar!

Ik kan zo'n autonomie krijgen omdat ik de microcontroller in de SLEEP-modus in het programma heb gezet, dus laten we het programma eens bekijken!

Stap 5: Het programma

Het programma is geschreven in C-taal met MPLAB IDE en de code is gecompileerd met de CCS C Compiler.

De code is volledig becommentarieerd en vrij eenvoudig te begrijpen. Ik laat je de bronnen downloaden als je wilt weten hoe het werkt of als je het wilt wijzigen.

Kortom, de microcontroller staat in de stand-bymodus om maximale energie te besparen en wordt wakker als er een statuswijziging is op pin 2:

Wanneer de vloeistofniveausensor wordt geactiveerd, werkt deze als een open schakelaar en daarom verandert de spanning op pin 2 van hoog naar laag). Daarna activeert de microcontroller het alarm om te waarschuwen.

Merk op dat het mogelijk is om de microcontroller te resetten met de SW2-knop.

Zie hieronder een zip-bestand van het MPLAB-project:

Stap 6: Solderen en monteren

Ik las de componenten op de print volgens bovenstaand schema. Het is niet eenvoudig om alle componenten te plaatsen om een schoon circuit te maken, maar ik ben best tevreden met het resultaat! Toen ik klaar was met de lassen, bracht ik hete lijm op de draden aan om ervoor te zorgen dat ze niet zouden bewegen.

Ik heb ook de draden die aan de voorkant van de doos gaan gegroepeerd samen met een "krimpkous" om het schoner en steviger te maken.

Vervolgens heb ik door het voorpaneel van de behuizing geboord om de twee knoppen en de LED te installeren. Soldeer vervolgens de draden aan de componenten van het voorpaneel nadat u ze in elkaar hebt gedraaid. Dan hete lijm om te voorkomen dat het beweegt.

Stap 7: Systeembedieningsschema

Hier is het diagram van hoe het systeem werkt, niet het programma. Het is een soort mini-gebruikershandleiding. Ik heb het PDF-bestand van het diagram als bijlage toegevoegd.

Stap 8: Video

Ik heb een korte video gemaakt om te illustreren hoe het systeem werkt, met bij elke stap een opmerking.

Op de video manipuleer ik de sensor met de hand om te laten zien hoe het werkt, maar als het systeem op zijn definitieve plaats staat, komt er een lange kabel (ongeveer 5 meter) die van het alarm naar de sensor gaat die is geïnstalleerd in de put waar de waterpeil moet worden gecontroleerd.

Stap 9: Conclusie

Hier ben ik aan het einde van dit project, het is een heel bescheiden klein project, maar ik denk dat het nuttig kan zijn voor een beginner in elektronica als basis of aanvulling op een project.

Ik weet niet of mijn schrijfstijl correct zal zijn omdat ik deels een automatische vertaler gebruik om sneller te gaan en aangezien ik geen moedertaal Engels ben, denk ik dat sommige zinnen waarschijnlijk raar zullen zijn voor mensen die perfect Engels schrijven.

Als je vragen of opmerkingen hebt over dit project, laat het me weten!