ברכות לכל אוהבי המיקרו-בקר תוצרת בית. אם אתה בעלים מאושרים של אקווריום ביתי, אז אולי מאמר זה יעניין אותך. בתוכו, אתאר בפירוט את כל התהליך של יצירת ביתי פשוט, אך שימושי מאוד - בקר מים אקולוגיים, שנועד להקל על חייו של בעל עולם קטן מתחת למים.
כידוע, כל פרויקט מצליח מתחיל בהכנת מפרט טכני. להלן הדרישות והפונקציות הבסיסיות שרציתי לקבל מהמפקח על האקמה:
- עלות נמוכה וזמינות של רכיבים;
- זמן להתאמה אישית להדלקת וכיבוי האור באקווריום;
- מצב האכלה (המסנן נכבה ומתחיל אוטומטית לאחר 15 דקות);
- הכללת לוח הזנה;
- מדידת הטמפרטורה והלחות של האוויר הסביבה (כתוספת);
- הצגת התאריך, השעה והפרמטרים האחרים בתצוגת LCD;
- הגדרות ניהול ופרמטר דרך התפריט באמצעות 4 כפתורים (למעלה, למטה, אישור, ביטול);
- זמן להתאמה אישית להדלקת וכיבוי האור באקווריום;
- מצב האכלה (המסנן נכבה ומתחיל אוטומטית לאחר 15 דקות);
- הכללת לוח הזנה;
- מדידת הטמפרטורה והלחות של האוויר הסביבה (כתוספת);
- הצגת התאריך, השעה והפרמטרים האחרים בתצוגת LCD;
- הגדרות ניהול ופרמטר דרך התפריט באמצעות 4 כפתורים (למעלה, למטה, אישור, ביטול);
בהתבסס על האמור לעיל, המעגל המוצג באיור 1 נולד.
איור 1 - תרשים חשמלי של בקר האקווגים
המרכיב העיקרי הוא הלוח ארדואינו פרומינינרכש בסין. כפי שהתברר מאוחר יותר, הותקן עליו בקר ATMega168 במקום ATMega328. זה גרם לי להתעסק באופטימיזציה של התוכנית, מכיוון שהתברר שהיא כבדה מדי עבור בקר זה בגלל חצי מגודל זיכרון ההבזק.
תצוגת LCD ידועה בת 16 שורות בעלת 16 תווים נבחרה להצגת מידע. בפרויקט זה קשור ארדואינו על אוטובוס נתונים בעל 4 חוטים.
חיישן דיגיטלי אחראי למדידת טמפרטורה ולחות. Dth11. לצרכים ביתיים זה מספיק. למעשה אין לה מטרה ספציפית והיא מתווספת אך ורק כתוספת לתמונה הכוללת.
כדי לשלוט על המנורה הפלורוסנטית והפילטר השתמשתי בשני ערוצי סימיסטור, שנעשו על חבורה של אופטו-סימיסטור MOC3063 וסימיסטור כוח BT137-600E. זה איפשר לנו להיפטר ממעגל ממסרים מכניים, שמסיבה כלשהי אני לא מרגיש אהדה.
כפתורי ניהול - שעון רגיל, ללא תיקון.
ובכן, מכיוון שכל ההגדרות קשורות לתקופת זמן ספציפית, על המכשיר בהכרח להכיל שעון בזמן אמת.במקרה זה השתמשתי במודול טינירטק מבוסס על מעגל מעגל DS1703. המודול נשלט על ידי פרוטוקול i2c והוא מכיל מחבר להתקנת סוללה, המאפשר לשמור את התאריך והשעה שבהם הכיבוי כבוי. הזנת המודולים החיצונית מוצגת בתמונה מס '2
תמונה מספר 2 - מודול שעון בזמן אמת
אז, הדרישות מוגדרות, התוכנית מנוסחת - אתה יכול לעבור לשלב העיצוב של הלוח המודפס. השירות המקוון EasyEda עזר לי בהצלחה להתמודד עם משימה זו. כדי לא לטרוח בקידוח חורים, החלטתי למקם את כל המסילה והרכיבים הנושאים זרם בשכבה העליונה. לאחר שסובבתי מעט את הפרטים בעורך, קיבלתי עיצוב PCB עם שלושה מגשרים בלבד. את מראה הלוח ניתן לראות באיור 3.
איור 3 - מראה לוח המעגל שליטה במים
מי שרוצה לחזור על הפרויקט יכול להוריד את קובץ ה- PCB מקישור זה:
הצג קובץ מקוון:
הצג קובץ מקוון:
אז, לאילו נקודות עליכם לשים לב. התנגדות R4 ו R8 - תאום, כל השאר עשויים SMD דיור 1206. לחצני שעון יש גודל 12x12. ללוח יש גם ממיר מתח סיני 220 וולט / 5 וולטשמראהו בתצלום מס '4.
תמונה מס '4 - ממיר מתח 220 וולט / 5 וולט.
מתוכננים להרכיב את מסך ה- LCD ומודול השעון בזמן אמת על מתלי הלוח שתפקידם ביצעתי בהצלחה על ידי מסגרות פלסטיק חתוכות.
על זה, כל התכונות של ההתקנה מוגדרות ונשאר רק להעביר את הלוח ממסך המסך לעולמנו הפיזי. לשם כך נבחרה שיטה ידועה. LUT, מרמז על נוכחות של מדפסת לייזר ומגהץ. למי שלא מכיר טכנולוגיה זו של העתיד, תהליך יצירת מעגל בחדר האמבטיה שלי יתואר להלן.
לכן, בתור התחלה, חפש כל מגזין עם דפים מבריקים או דף נייר צילום. אנו מדפיסים את תבנית הלוח במדפסת הלייזר, מבלי לשכוח להעיף אותה. אנו מכינים פיסת זכוכית-טקסלייט מצופה נייר כסף, לפי גודל החסר וטוחנים את פני הנחושת בנייר אמרי משובח דק כדי להאיר. זה אמור להיות משהו כזה (תמונה מספר 5).
תמונה מספר 5 - הלוח מוכן לתרגום הרישום
בשלב הבא, אנו מעניקים את התדפיס אל נייר הכסף ומחילים אותה על הלוח. לאחר מכן, אנו מניחים את הנייר עם מגהץ חם במשך כשלוש דקות. זמן החימום כאן עשוי להשתנות בהתאם לטמפרטורת הברזל ולחוויה של מבצע הטקס הסודי הזה. זה נראה חזותית באופן כזה (תמונה מס '6):
תמונה מס '6 - העברת התמונה למשטח הנייר כסף
לאחר שהנייר נצמד היטב ל PCB, כבה את המגהץ ואפשר ללוח המעגל להתקרר. כעת עליכם להסיר בזהירות את שכבת הנייר ובו זמנית לא לפגוע בטונר הדביק. בכדי שהתיק יצליח, יש להרטיב את הנייר ולהסירו על ידי גלגול עם קצות האצבעות. תהליך זה מוצג בצורה ברורה יותר בתצלום מס '7.
תמונה מס '7 - הוצאת נייר מהלוח
לפעמים קורה שבמקומות מסוימים הטונר פשוט לא נדבק. במקרה זה, ניתן להשלים אזורים אלה בעזרת סמן קבוע. בתמונה מס '8 ניתן לראות את הלוח לאחר הסרת הנייר. שימו לב שבחלק השמאלי העליון אין חלק מהדמות שתוחזר לאחר מכן בשיטה שלעיל.
תמונה 8 - לוח לאחר הסרת נייר
כשמעלים את כל הרגעים הלא נעימים, תוכלו להתחיל לחרוט. לשם כך השתמשתי בפתרון של כלוריד ברזלי, כאחת האפשרויות הזולות והבטוחות ביותר. לאחר תחריט הלוח, יש לשטוף אותו היטב עם ממס כדי להסיר טונר מהמסילה. ואז שוב אנו מנקים עם נייר זכוכית עדין, שומנים ופח. התוצאה מוצגת בתמונה מס '9.
תמונה מספר 9 - הלוח מוכן להתקנת רכיבי רדיו
אחד השלבים העיקריים הושלם. השלב הבא הוא התקנה והלחמה של רכיבי רדיו. זהו תהליך יצירתי ואינדיבידואלי בלבד. אם יש לך שאלות, אני מוכן לענות עליהן בתגובות, אבל עכשיו אני רק אראה לך מה יש לי (תמונה 10):
תמונה מספר 10 - לוח עם רכיבים אטומים
כפי שכתבתי לעיל, התצוגה ומודול השעון מורמים מעל הלוח עם מתלי פלסטיק העשויים מסגרות להתקנה מהירה, ואנשי הקשר שלהם מולחמים ללוח עם חוטים דקים.חיישן הטמפרטורה והלחות מוצג בנפרד על גבי המכשיר. לדעתי, עם הסדר זה, הקריאות יהיו מדויקות יותר. עבור ערוצי התאורה והמסנן מוצגים שני שקעים חיצוניים בתחתית הלוח. כמו כן, גובה הכפתורים לא היה מספיק, ולכן אני מתכנן להגדיל אותם עם תותבי פלסטיק. לאחר כמה מניפולציות, המכשיר מקבל מראה כמעט גמור, מוצג בתמונה מס '11.
תמונה מס '11 - בקר מים אקולוגיים ללא דיור
לפני שתחתום את החלק העליון של התיק, עליך לכתוב את הקושחה ארדואינו פרומיני. לשם כך הנחתי סיכות על הלוח המחובר לאנשי הקשר Vcc, GND, Rx ו טקסס. לתכנת ארדואינו פרומיני הקלה ביותר לשימוש מתכנת USB, אך זה לא היה זמין. את תפקידו בוצע בהצלחה על ידי לוח אחר Arduino uno כשהבקר מוסר. לא אכנס לפרטי תהליך זה, מכיוון שיש הרבה מאמרים בנושא זה באינטרנט. אני אתן רק תמונה מספר 12 לשם הבהרה.
תצלום מס '12 - הכנה לקושחה
עכשיו בואו נדבר על התוכנית עצמה. כשאתה מפעיל את הכוח, המסך הראשי מוצג. הוא מציג מידע על התאריך, השעה, הטמפרטורה והלחות הנוכחיים. כמו כן, מוצגות מספר תווים מיוחדים בהתאם למצב הנוכחי של המערכת, כלומר: האור דולק - אייקון השמש; אור כבוי - סמל ירח; סנן על - סמל פילטר; האכלה מתבצעת - אייקון דגים. כשאתה לוחץ על אישור, המשתמש נכנס לתפריט בו ניתן לקבוע תצורה של פרמטרים כגון:
- מצב בקרת תאורה. בחלק זה, תוכלו להדליק ולכבות את האור באופן ידני על ידי בחירת פריט התפריט המתאים, וכן לקבוע את זמני ההפעלה והכיבוי המתוזמנים.
- מצב בקרת מסנן. מאפשר לך להפעיל ולכבות את המסנן ידנית, בחר בפונקציה "האכלה" (האכלה), ולקבוע את לוח הזנה. במצב האכלה, המסנן נעצר ומשוחזר אוטומטית לאחר 15 דקות.
- קביעת התאריך הנוכחי.
- הגדרת השעה הנוכחית. נתוני תאריך ושעה נרשמים במודול השעון וכאשר הכיבוי כבוי, הם לא מתאפסים אם מותקנת עליו סוללה.
להבנה טובה יותר, איור 13 מציג את מבנה התפריט.
- מצב בקרת תאורה. בחלק זה, תוכלו להדליק ולכבות את האור באופן ידני על ידי בחירת פריט התפריט המתאים, וכן לקבוע את זמני ההפעלה והכיבוי המתוזמנים.
- מצב בקרת מסנן. מאפשר לך להפעיל ולכבות את המסנן ידנית, בחר בפונקציה "האכלה" (האכלה), ולקבוע את לוח הזנה. במצב האכלה, המסנן נעצר ומשוחזר אוטומטית לאחר 15 דקות.
- קביעת התאריך הנוכחי.
- הגדרת השעה הנוכחית. נתוני תאריך ושעה נרשמים במודול השעון וכאשר הכיבוי כבוי, הם לא מתאפסים אם מותקנת עליו סוללה.
להבנה טובה יותר, איור 13 מציג את מבנה התפריט.
איור מספר 15 - מבנה התפריט של מבקר האקיקים.
הורד קושחה עבור ארדואינו פרו מיני וכל הספריות הדרושות יכולות להיות קישור זה
לאחר כתיבת התוכנית למיקרו-בקר תוכלו לסגור את התיק ולהמשיך לבדיקות בתנאים אמיתיים. כשבוע של פעולה חלף לפני כתיבת מאמר זה. בקר האקוואיק עבד בצורה מושלמת בלי שום תקלה, וחסך ממני למשוך כל הזמן את המזלגות במידת הצורך כדי להאכיל את הדגים או לכבות את האורות. התוצאה של מאמצי מוצגת בתצלום מס '16.
תמונה מס '16 - בקר מים אקולוגיים במבצע