Dizajni i Akuariumit me Kontroll të Automatizuar të Parametrave Bazë: 4 Hapa (me Fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Hyrje Sot, kujdesi për akuariumin detar është në dispozicion për çdo akuarist. Problemi i marrjes së një akuariumi nuk është i vështirë. Por për mbështetjen e plotë të jetës së banorëve, mbrojtjen nga dështimet teknike, mirëmbajtjen dhe kujdesin e lehtë dhe të shpejtë, është e nevojshme të krijoni një akuarium bazuar në parimet e mbështetjes autonome të jetës. Teknologjitë moderne të patentuara lejojnë mbajtjen e banorëve nënujorë të deteve dhe oqeaneve në kushte artificiale - sa më afër habitatit të tyre natyror. Sistemi i automatizimit kontrollon të gjitha proceset dhe pajisjet e mbështetjes së jetës, siguron efikasitet të paparë dhe lehtësi në menaxhimin dhe mirëmbajtjen e komplekseve të mëdha të akuariumeve dhe akuariumeve, besueshmëri të lartë dhe funksionim pa probleme, ujë me cilësi të lartë dhe, si rezultat, një jetë të gjatë dhe të shëndetshme të kafshët detare. Ekzistojnë funksione të ndryshme të përgjithshme për kontrollin dhe automatizimin, të tilla si: ndërrimi automatik i dritës, simulimi i kushteve të dritës së ditës, ruajtja e temperaturës së caktuar, ruajtja më e mirë e habitatit natyror dhe pasurimi i ujit me oksigjen. Kompjuterët dhe pajisjet akuariumi janë thelbësore për të mbështetur më mirë jetën normale të jetës detare. Për shembull, në mungesë të një pompë urgjence dhe në rast të prishjes së pompës kryesore, pas disa orësh, kafshët e detit do të fillojnë të vdesin, prandaj, falë automatizimit, ne mund të dimë për identifikimin e ndonjë gabimi ose avari. Për të konfiguruar manualisht parametrat e përshkruar, duhet të kryeni shumë manipulime, të bëni teste dhe të rregulloni Pajisjet. Kryerja e analizës së ujit me dorë është tashmë shekulli i kaluar, sot Akuariumi Detar, në ujin e pastër të të cilit jetojnë kafshët detare, të dalluara nga ngjyrat e tyre të ndritshme dhe sjellja energjike, nuk kërkojnë kujdes të veçantë

Hapi 1: Bërja e një kapaku për një Akuarium

Duke bërë një kapak për madhësinë e akuariumit, kapaku u krijua nga qelqi organik, pasi ka veti të përshtatshme për ujë dhe elektronikë.

Së pari, ne matim akuariumin tonë, dhe sipas këtyre dimensioneve ne shpikim një kapak, së pari presim muret e kapakut, pastaj i ngjisim me super ngjitës dhe i spërkasim me sode në krye për qëndrueshmëri më të mirë. Menjëherë për ventilimin e ardhshëm dhe një ushqyes automatik, ne prerë një vrimë drejtkëndëshe me një madhësi prej 50mm me 50mm.

Hapi 2: Analizimi i përbërësve

Për mbushjen, ne zgjodhëm mikrokontrolluesin më të thjeshtë dhe më të lirë Arduino Mega, ai do të shërbejë si truri i të gjithë procesit, atëherë një servo drive do të përdoret për ushqyesin automatik, i cili nga ana tjetër do të fiksohet në një cilindër me një vrimë, për ndriçim ne do të marrim shiritin programues LED dhe do ta programojmë për lindjen dhe perëndimin e diellit, kur Në agim, shkëlqimi do të rritet, dhe në perëndim të diellit, gradualisht do të ulet. Për të ngrohur ujin, merrni një ngrohës uji të zakonshëm akuariumi dhe lidheni atë me një stafetë që do të marrë informacion për ndezjen dhe fikjen e tij, për të lexuar temperaturën, instaloni një sensor të temperaturës. Për të ftohur ujin, merrni një tifoz dhe instalojeni në kapakun e akuariumit, nëse temperatura tejkalon temperaturën e caktuar, tifozi do të ndizet përmes një stafetë. Për leximin e lehtë të informacionit dhe vendosjen e akuariumit, ne lidhim ekranin LCD dhe butonat me të për të vendosur vlerat e akuariumit. Do të instalohet gjithashtu një kompresor, i cili do të punojë vazhdimisht dhe do të fiket për 5 minuta kur ndizet ushqyesi, në mënyrë që ushqimi të mos përhapet mbi akuariumin.

Kam porositur të gjitha pjesët në Aliexpress, këtu është një listë dhe lidhje me përbërësit:

Ushqeni me ws2812 -

Ora në kohë reale Ds3231-

LCD1602 LCD -

Moduli i stafetës me 4 kanale -

Sensori i temperaturës DS18b20 -

Moduli në IRF520 0-24v -

Butonat -

Bordi i platformës Mega2560 -

Servo -

Hapi 3: Instalimi i Pajisjeve të Projektit

Ne i rregullojmë përbërësit sa më të përshtatshëm për ne dhe i lidhim ato sipas skemës, shihni fotot.

Ne instalojmë mikrokontrolluesin ArduinoMega 2560 në kutinë e montuar më parë. Arduino Mega mund të mundësohet nga USB ose nga një burim i jashtëm i energjisë - lloji i burimit zgjidhet automatikisht.

Burimi i jashtëm i energjisë (jo USB) mund të jetë një përshtatës AC / DC ose bateri / bateri e ringarkueshme. Spina e përshtatësit (diametri - 2.1mm, kontakti qendror - pozitiv) duhet të futet në lidhësin përkatës të energjisë në tabelë. Në rast të fuqisë së baterisë / baterisë, telat e tij duhet të lidhen me kunjat Gnd dhe Vin të lidhësit POWER. Tensioni i furnizimit me energji të jashtme mund të jetë në rangun nga 6 në 20 V. Megjithatë, një rënie e tensionit të furnizimit nën 7V çon në një rënie të tensionit në kunjin 5V, gjë që mund të shkaktojë funksionim të paqëndrueshëm të pajisjes. Përdorimi i tensionit më shumë se 12V mund të çojë në mbinxehje të rregullatorit të tensionit dhe dëmtim të bordit. Me këtë në mendje, rekomandohet përdorimi i një furnizimi me energji elektrike me një tension në rangun prej 7 deri në 12V. Ne e lidhim energjinë me mikrokontrolluesin duke përdorur një furnizim me energji 5V përmes kunjave GND dhe 5V. Tjetra, ne instalojmë stafetë për ventilim, ngrohës uji dhe kompresor (Figura 3.1), ato kanë vetëm 3 kontakte, ato janë të lidhura me Arduino si më poshtë: GND - GND, VCC - + 5V, In - 3. Hyrja e stafetës është e përmbysur, niveli kaq i lartë në In e fik spiralën dhe ndizet i ulët.

Tjetra, ne montojmë ekranin LCD dhe modulin e orës në kohë reale, lidhja e tyre tregohet në diagram.

Kunjat SCL duhet të lidhen me lidhësin analog 5-pin; Kunjat SDA lidhen me prizat analoge me 6 kunja. Hekurudha e sipërme e montimit që rezulton do të veprojë si autobusi I2C, dhe hekurudha e poshtme do të jetë shina e energjisë. Moduli LCD dhe RTC lidhen me kontaktet 5 volt. Pas përfundimit të hapit të fundit, struktura teknike do të jetë gati.

Për të lidhur servo, një transistor IRF520 u mor për impulse servo më të qeta, servo u lidh përmes një tranzistori, dhe vetë tranzistori ishte i lidhur direkt me Arduino

Për ndriçim, u mor një shirit LED WS2812. Ne i lidhim kunjat + 5V dhe GND me plusin dhe minusin e furnizimit me energji elektrike, përkatësisht, ne e lidhim Dinin me çdo kunj dixhital të Arduino, si parazgjedhje do të jetë kunja e 6 -të dixhitale, por çdo tjetër mund të përdoret (Figura 3.6) Gjithashtu, është e këshillueshme që të lidhni tokën e Arduino me tokën e furnizimit me energji elektrike. Isshtë e padëshirueshme të përdorni Arduino si një burim energjie, pasi dalja + 5V mund të sigurojë vetëm 800mA rrymë. Kjo është e mjaftueshme për jo më shumë se 13 piksele të shiritit LED. Në anën tjetër të kasetës ka një prizë Do, ajo lidhet me shiritin tjetër, duke lejuar që kasetat të ngjiten si një. Lidhësi i energjisë në fund është gjithashtu i kopjuar.

Për të lidhur një buton takt normalisht të hapur me Arduino, mund të bëni mënyrën më të thjeshtë: lidhni një përcjellës falas të butonit në energji ose tokë, tjetri në një kunj dixhital

Hapi 4: Zhvillimi i një Programi Kontrolli për Kontrollin e Parametrave Kryesorë

Shkarkoni skicën për programin

Arduino duke përdorur gjuhët grafike FBD dhe LAD, të cilat janë standardi në fushën e programimit të kontrolluesve industrial.

Përshkrimi i gjuhës FBD

FBD (Diagrami i Funksionit) është një gjuhë grafike programimi e standardit IEC 61131-3. Programi formohet nga një listë e qarqeve të ekzekutuara në mënyrë radhazi nga lart poshtë. Kur programoni, përdoren grupe blloqesh bibliotekare. Një bllok (element) është një nënrutinë, funksion ose bllok funksioni (DHE, OR, JO, ndezës, kohëmatës, numërues, blloqe të përpunimit të sinjalit analog, operacione matematikore, etj.). Çdo zinxhir individual është një shprehje e përbërë grafikisht nga elementë individualë. Blloku tjetër lidhet me daljen e bllokut, duke formuar një zinxhir. Brenda zinxhirit, blloqet ekzekutohen në mënyrë rigoroze në rendin e lidhjes së tyre. Rezultati i llogaritjes së qarkut shkruhet në një ndryshore të brendshme ose furnizohet me daljen e kontrolluesit.

Përshkrimi i gjuhës LAD

Diagrami i Shkallës (LD, LAD, RKS) është një gjuhë logjike stafetë (shkallë). Sintaksa e gjuhës është e përshtatshme për zëvendësimin e qarqeve logjike të bëra në teknologjinë stafetë. Gjuha u drejtohet inxhinierëve të automatizmit që punojnë në fabrikat industriale. Siguron një ndërfaqe intuitive për logjikën e kontrolluesit, e cila lehtëson jo vetëm detyrat e programimit dhe komisionimit të vetë, por edhe zgjidhjen e shpejtë të problemeve në pajisjet e lidhura me kontrolluesin. Programi logjik i stafetës ka një ndërfaqe grafike që është intuitive dhe intuitive për inxhinierët elektrikë, që përfaqëson operacionet logjike si një qark elektrik me kontakte të hapura dhe të mbyllura. Rrjedha ose mungesa e rrymës në këtë qark korrespondon me rezultatin e një operacioni logjik (e vërtetë - nëse rryma rrjedh; e rreme - nëse nuk rrjedh rrymë). Elementet kryesore të gjuhës janë kontaktet, të cilat mund të krahasohen në mënyrë figurative me një palë kontakte stafetë ose një buton. Një palë kontakte identifikohet me një ndryshore boolean, dhe gjendja e kësaj çifti identifikohet me vlerën e ndryshores. Bëhet një dallim midis elementeve të kontaktit normalisht të mbyllur dhe normalisht të hapur, të cilët mund të krahasohen me butonat normalisht të mbyllur dhe normalisht të hapur në qarqet elektrike.

Një projekt në FLProg është një grup bordesh, në secilën prej të cilave është mbledhur një modul i plotë i qarkut të përgjithshëm. Për lehtësi, çdo bord ka një emër dhe komente. Gjithashtu, çdo tabelë mund të shembet (për të kursyer hapësirë në zonën e punës kur të përfundojë puna në të), dhe të zgjerohet. Një LED i kuq në emrin e tabelës tregon se ka gabime në skemën e tabelës.

Qarku i secilës bord është mbledhur nga blloqe funksionale në përputhje me logjikën e kontrolluesit. Shumica e blloqeve të funksioneve janë të konfigurueshme, me ndihmën e të cilave funksionimi i tyre mund të personalizohet në përputhje me kërkesat në këtë rast të veçantë.

Gjithashtu për secilin bllok funksional ekziston një përshkrim i detajuar, i cili është i disponueshëm në çdo kohë dhe ndihmon për të kuptuar funksionimin dhe cilësimet e tij.

Kur punon me programin, përdoruesi nuk ka nevojë të shkruajë kod, të kontrollojë përdorimin e hyrjeve dhe daljeve, të kontrollojë veçantinë e emrave dhe qëndrueshmërinë e llojeve të të dhënave. Programi monitoron të gjitha këto. Ajo gjithashtu kontrollon korrektësinë e të gjithë projektit dhe tregon praninë e gabimeve.

Janë krijuar disa mjete ndihmëse për të punuar me pajisje të jashtme. Ky është një mjet për fillimin dhe vendosjen e një ore në kohë reale, mjete për leximin e adresave të pajisjeve në autobusët OneWire dhe I2C, si dhe një mjet për leximin dhe ruajtjen e kodeve të butonave në një telekomandë IR. Të gjitha të dhënat e caktuara mund të ruhen si skedar dhe të përdoren më vonë në program.

Për të zbatuar projektin, programi i mëposhtëm i aktivizimit të shërbimit u krijua për ushqyesin dhe kontrolluesin.

Blloku i parë "MenuValue" përcjell informacionin në bllokun e menysë për shfaqjen e informacionit në ekranin LCD në lidhje me statusin e servo drive.

Në të ardhmen, operacioni logjik "AND" ju lejon të shkoni më tej ose me njësinë e krahasimit "I1 == I2", domethënë, numri i paracaktuar 8 do të jetë i njëjtë si në modulin e orës në kohë reale, pastaj servo është ndezur përmes këmbëzës, e njëjta mënyrë është bërë për të ndezur servo në 20:00.

Për lehtësinë e vetë-ndezjes së servo përmes një butoni, u mor funksioni logjik i shkaktimit dhe butoni numër 4 ishte menduar për të, ose dalja e informacionit në lidhje me qetësinë e servo në bllokun e menysë për të shfaqur informacionin në Ekran LCD.

Nëse shfaqet një sinjal që servo të funksionojë, atëherë ai shkon në bllokun e quajtur "Switch" dhe në një kënd të caktuar bën një rrotullim të makinës dhe shkon në fazën fillestare përmes bllokut "Reset".

Listimi i aktivizimit të shërbimit.

Kompresori është gjithmonë i ndezur dhe i lidhur me stafetën, kur një sinjal vjen përmes bllokut "Servo On", atëherë shkon në bllokun e kohëmatësit "TOF" dhe fik stafetën për 15 minuta dhe transmeton informacion në lidhje me gjendjen e stafetës në menu.

Listimi i termostatit.

Lidhni sensorin e temperaturës përmes bibliotekës