Ο κόσμος πάσχει από απροσδόκητες κλιματικές αλλαγές και αυτές οι αλλαγές προκαλούνται από διάφορες δραστηριότητες που ασκούνται από την ανθρωπότητα. Όταν συμβαίνουν αυτές οι αλλαγές, η θερμοκρασία αυξάνεται δραματικά και μπορεί να οδηγήσει σε έντονες βροχοπτώσεις, πλημμύρες κ.λπ. Εξοικονόμηση νερού με ευθύνη κάθε πολίτη και αν δεν δώσουμε προσοχή στη διατήρηση αυτής της βασικής ανάγκης ζωής, θα υποφέρουμε άσχημα σύντομα . Σε αυτό το έργο, θα δημιουργήσουμε έναν συναγερμό βροχής, έτσι ώστε όταν ξεκινά η βροχή να κάνουμε κάποιες ενέργειες για να εξοικονομήσουμε νερό καθώς θα μπορούσαμε να παρέχουμε αυτό το νερό σε φυτά, θα μπορούσαμε να φτιάξουμε κάποιο υλικό για να στείλουμε αυτό το νερό στη δεξαμενή Overhead κ.λπ. Το κύκλωμα ανιχνευτή βροχής θα ανιχνεύσει το νερό της βροχής και θα δημιουργήσει μια ειδοποίηση για τους κοντινούς ανθρώπους, ώστε να μπορούν να αναλάβουν άμεση δράση. Το κύκλωμα δεν είναι πολύ περίπλοκο και μπορεί να προετοιμαστεί από οποιονδήποτε έχει κάποιες βασικές γνώσεις σχετικά με ηλεκτρικά εξαρτήματα όπως αντιστάσεις, πυκνωτές και τρανζίστορ.
Κύκλωμα συναγερμού βροχής
Πώς να ενσωματώσετε βασικά ηλεκτρικά εξαρτήματα για το σχεδιασμό κυκλώματος Rensensor;
Τώρα, καθώς έχουμε τη βασική ιδέα του έργου μας, ας προχωρήσουμε στη συλλογή των εξαρτημάτων, σχεδιάζοντας το κύκλωμα σε λογισμικό για δοκιμή και στη συνέχεια συναρμολογώντας το σε υλικό. Θα φτιάξουμε αυτό το κύκλωμα σε πλακέτα PCB και μετά θα το τοποθετήσουμε σε κατάλληλο μέρος, έτσι ώστε κάθε φορά που ξεκινά η βροχή να ειδοποιούμαστε από τον συναγερμό.
Βήμα 1: Απαιτούμενα στοιχεία (Υλικό)
- Αισθητήρας σταγόνας βροχής (x1)
- Τρανζίστορ BC548 (x1)
- LED (x1)
- Δίοδος σύνδεσης 1N4007 PN (x1)
- Αντίσταση 220 KΩ (x1)
- Αντίσταση 10 KΩ (x1)
- Αντίσταση 470 KΩ (x1)
- Αντίσταση 3,3 KΩ (x2)
- Αντίσταση 68 KΩ (x1)
- Πυκνωτής 22 μF (x1)
- Πυκνωτής 100 μF (x2)
- Κεραμικός πυκνωτής 10nF (x1)
- Κεραμικός πυκνωτής 100pF (x1)
- Buzzer (x1)
- Καλώδια αλτών
- Πίνακας ψωμιού (x1)
- FeCl3
- Πίνακας PCB (x1)
- Κολλητήρι
- Hot Glue Gun
- Ψηφιακό Multi Meter
Βήμα 2: Απαιτούμενα στοιχεία (λογισμικό)
- Proteus 8 Professional (Μπορείτε να το κατεβάσετε από Εδώ )
Μετά τη λήψη του Proteus 8 Professional, σχεδιάστε το κύκλωμα σε αυτό. Έχουμε συμπεριλάβει προσομοιώσεις λογισμικού εδώ, ώστε να είναι βολικό για τους αρχάριους να σχεδιάσουν το κύκλωμα και να κάνουν τις κατάλληλες συνδέσεις στο υλικό.
Βήμα 3: Μελέτη των συστατικών
Τώρα καθώς έχουμε δημιουργήσει μια λίστα με όλα τα στοιχεία που πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε σε αυτό το έργο. Ας προχωρήσουμε ένα βήμα παραπέρα και να περάσουμε σε μια σύντομη μελέτη όλων των κύριων στοιχείων υλικού.
Αισθητήρας σταγόνας βροχής: Η μονάδα αισθητήρα σταγόνας βροχής ανιχνεύει βροχόπτωση. Λειτουργεί βάσει της αρχής του νόμου του Ohm. (V = IR). Όταν δεν υπάρχει βροχή, η αντίσταση στον αισθητήρα θα είναι πολύ υψηλή επειδή δεν υπάρχει αγωγιμότητα μεταξύ των καλωδίων στον αισθητήρα. Μόλις το νερό της βροχής αρχίσει να πέφτει στον αισθητήρα, δημιουργείται η διαδρομή αγωγιμότητας και μειώνεται η αντίσταση μεταξύ των καλωδίων. Όταν μειώνεται η αγωγή, ενεργοποιείται το ηλεκτρικό εξάρτημα που είναι συνδεδεμένο στον αισθητήρα και αλλάζει η κατάσταση.
Αισθητήρας σταγόνας βροχής
Αυτός ο αισθητήρας μπορεί επίσης να κατασκευαστεί στο σπίτι εάν έχουμε την πλακέτα PCB. Όσοι δεν θέλουν να αγοράσουν αυτόν τον αισθητήρα μπορούν να το κάνουν στο σπίτι κάνοντας ένα μοτίβο παλμών με τη βοήθεια ενός αιχμηρού αντικειμένου όπως ένα μαχαίρι. Η διάμετρος των παλμών πρέπει να είναι περίπου 3 cm και μπορεί να γίνει το ίδιο σχέδιο όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Έχω φτιάξει αυτόν τον αισθητήρα στο σπίτι και επισυνάπτω την παρακάτω εικόνα:
Ο αισθητήρας βροχής σχεδιάστηκε στο σπίτι
555 IC χρονοδιακόπτη: Αυτό το IC έχει μια ποικιλία εφαρμογών, όπως παροχή καθυστερήσεων χρόνου, ως ταλαντωτής κ.λπ. Υπάρχουν τρεις κύριες διαμορφώσεις του 555 χρονοδιακόπτη IC. Ασταθής πολυβιβαστής, μονοσταθής πολυδονητής και δισταθής πολυδονητής. Σε αυτό το έργο, θα το χρησιμοποιήσουμε ως Ασταθής πολυ-δονητής. Σε αυτήν τη λειτουργία, το IC λειτουργεί ως ταλαντωτής που παράγει τετραγωνικό παλμό. Η συχνότητα του κυκλώματος μπορεί να ρυθμιστεί συντονίζοντας το κύκλωμα. δηλ. μεταβάλλοντας τις τιμές των πυκνωτών και των αντιστάσεων που χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα. Το IC θα δημιουργήσει μια συχνότητα όταν ένας υψηλός τετραγωνικός παλμός εφαρμόζεται στο ΕΠΑΝΑΦΟΡΑ καρφίτσα.
555 χρονόμετρο IC
Βομβητής: ΠΡΟΣ ΤΟ Βομβητής είναι μια συσκευή ηχητικής σηματοδότησης ή ένα μεγάφωνο στο οποίο χρησιμοποιείται ένα πιεζοηλεκτρικό εφέ για την παραγωγή ήχου. Εφαρμόζεται τάση στο πιεζοηλεκτρικό υλικό για την παραγωγή μιας αρχικής μηχανικής κίνησης. Στη συνέχεια, οι συντονιστές ή τα διαφράγματα χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή αυτής της κίνησης σε ένα ηχητικό σήμα ήχου. Αυτά τα ηχεία ή οι βομβητές είναι συγκριτικά εύχρηστα και διαθέτουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται σε ψηφιακά ρολόγια χαλαζία. Για εφαρμογές υπερήχων, η λειτουργία λειτουργεί καλά στο εύρος 1-5 kHz και έως 100 kHz.
Βομβητής
Τρανζίστορ BC 548 NPN: Είναι ένα τρανζίστορ γενικής χρήσης που χρησιμοποιείται κυρίως για δύο βασικούς σκοπούς (Εναλλαγή και ενίσχυση). Το εύρος της τιμής κέρδους για αυτό το τρανζίστορ κυμαίνεται μεταξύ 100-800. Αυτό το τρανζίστορ μπορεί να χειριστεί ένα μέγιστο ρεύμα περίπου 500mA, επομένως δεν χρησιμοποιείται στον τύπο κυκλώματος που έχει φορτία που λειτουργούν σε μεγαλύτερες αμπέρ. Όταν το τρανζίστορ είναι προκατειλημμένο επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει μέσα από αυτό και ονομάζεται αυτό το στάδιο κορεσμός περιοχή. Όταν αφαιρείται το ρεύμα βάσης, το τρανζίστορ είναι απενεργοποιημένο και μπαίνει πλήρως Αποκόβω περιοχή.
Π.Χ. 548 τρανζίστορ
Βήμα 4: Διάγραμμα αποκλεισμού
Έχουμε δημιουργήσει ένα διάγραμμα μπλοκ για να κατανοήσουμε εύκολα την αρχή λειτουργίας του κυκλώματος.
Διάγραμμα μπλοκ
Βήμα 5: Κατανόηση της αρχής εργασίας
Αφού συναρμολογήσουμε το υλικό, θα δούμε ότι μόλις πέσει το νερό στον αισθητήρα βροχής, η πλακέτα θα αρχίσει να λειτουργεί και ως αποτέλεσμα και τα δύο τρανζίστορ θα γυρίσουν ΕΠΙ και ως εκ τούτου το LED θα ανάψει επίσης επειδή είναι συνδεδεμένο με τον πομπό του τρανζίστορ Q1. Όταν το τρανζίστορ Q2 πηγαίνει στην περιοχή κορεσμού, ο πυκνωτής C1 θα συμπεριφέρεται ως βραχυκυκλωτήρας μεταξύ των δύο τρανζίστορ Q1 και Q3 και θα φορτίζεται από την αντίσταση R4. Όταν το Q3 πηγαίνει στην περιοχή κορεσμού το ΕΠΑΝΑΦΟΡΑ Ο πείρος του χρονοδιακόπτη 555 IC θα ενεργοποιηθεί και ένα σήμα θα σταλεί στον πείρο εξόδου 3 του IC στον οποίο είναι συνδεδεμένος ο βομβητής και ως εκ τούτου ο βομβητής θα αρχίσει να χτυπά. Όταν δεν θα υπάρξει βροχή δεν θα υπάρξει αγωγιμότητα και η αντίσταση του αισθητήρα είναι πολύ υψηλή, επομένως ο πείρος RESET του IC δεν ενεργοποιείται με αποτέλεσμα να μην υπάρχει συναγερμός.
Βήμα 6: Προσομοίωση του κυκλώματος
Πριν κάνετε το κύκλωμα, είναι καλύτερα να προσομοιώσετε και να εξετάσετε όλες τις μετρήσεις σε ένα λογισμικό. Το λογισμικό που πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε είναι το Proteus Design Σουίτα . Το Proteus είναι ένα λογισμικό στο οποίο προσομοιώνονται τα ηλεκτρονικά κυκλώματα.
- Αφού πραγματοποιήσετε λήψη και εγκατάσταση του λογισμικού Proteus, ανοίξτε το. Ανοίξτε ένα νέο σχηματικό κάνοντας κλικ στο ΙΣΙΣ εικονίδιο στο μενού.
Νέο Σχηματικό.
- Όταν εμφανιστεί το νέο σχηματικό, κάντε κλικ στο Π εικονίδιο στο πλαϊνό μενού. Αυτό θα ανοίξει ένα πλαίσιο στο οποίο μπορείτε να επιλέξετε όλα τα στοιχεία που θα χρησιμοποιηθούν.
Νέο Σχηματικό
- Τώρα πληκτρολογήστε το όνομα των στοιχείων που θα χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή του κυκλώματος. Το στοιχείο θα εμφανιστεί σε μια λίστα στη δεξιά πλευρά.
Επιλογή στοιχείων
- Με τον ίδιο τρόπο, όπως παραπάνω, αναζητήστε όλα τα στοιχεία. Θα εμφανιστούν στο συσκευές Λίστα.
Λίστα συστατικών
Βήμα 7: Δημιουργία διάταξης PCB
Καθώς πρόκειται να κάνουμε το κύκλωμα υλικού σε PCB, πρέπει πρώτα να δημιουργήσουμε μια διάταξη PCB για αυτό το κύκλωμα.
- Για να κάνουμε τη διάταξη PCB στο Proteus, πρέπει πρώτα να αντιστοιχίσουμε τα πακέτα PCB σε κάθε στοιχείο του σχηματικού. για να αντιστοιχίσετε πακέτα, κάντε δεξί κλικ στο στοιχείο που θέλετε να αντιστοιχίσετε το πακέτο και επιλέξτε Εργαλείο συσκευασίας.
Εκχώρηση πακέτων
- Κάντε κλικ στην επιλογή ARIES στο επάνω μενού για να ανοίξετε ένα σχηματικό PCB.
- Από τη λίστα συστατικών, τοποθετήστε όλα τα εξαρτήματα στην οθόνη σε ένα σχέδιο που θέλετε να μοιάζει με το κύκλωμα σας.
- Κάντε κλικ στη λειτουργία κομματιού και συνδέστε όλες τις καρφίτσες που σας λέει το λογισμικό να συνδεθείτε δείχνοντας ένα βέλος.
- Όταν δημιουργηθεί ολόκληρη η διάταξη, θα μοιάζει με αυτό:
Βήμα 8: Διάγραμμα κυκλώματος
Αφού κάνετε τη διάταξη PCB, το διάγραμμα κυκλώματος θα μοιάζει με αυτό.
Διάγραμμα κυκλώματος
Βήμα 9: Ρύθμιση του υλικού
Όπως τώρα έχουμε προσομοιώσει το κύκλωμα στο λογισμικό και λειτουργεί πολύ καλά. Τώρα ας προχωρήσουμε και τοποθετήστε τα εξαρτήματα στο PCB. Ένα PCB είναι ένας πίνακας τυπωμένων κυκλωμάτων. Είναι μια σανίδα πλήρως επικαλυμμένη με χαλκό στη μία πλευρά και πλήρως μονωτική από την άλλη πλευρά. Η κατασκευή του κυκλώματος στο PCB είναι συγκριτικά μια μακρά διαδικασία. Μετά την προσομοίωση του κυκλώματος στο λογισμικό και τη διάταξη του PCB, η διάταξη του κυκλώματος εκτυπώνεται σε χαρτί βουτύρου. Πριν τοποθετήσετε το βούτυρο χαρτί στην πλακέτα PCB, χρησιμοποιήστε την ξύστρα PCB για να τρίψετε την σανίδα έτσι ώστε το χαλκό στρώμα επί του σκάφους να μειωθεί από την κορυφή της σανίδας.
Αφαίρεση του στρώματος χαλκού
Στη συνέχεια, το βούτυρο χαρτί τοποθετείται στην πλακέτα PCB και σιδερώνεται έως ότου το κύκλωμα εκτυπωθεί στον πίνακα (Χρειάζονται περίπου πέντε λεπτά).
Σιδέρωμα Η πλακέτα PCB
Τώρα, όταν το κύκλωμα εκτυπώνεται στον πίνακα, βυθίζεται στο FeCl3λύση ζεστού νερού για την απομάκρυνση επιπλέον χαλκού από το ταμπλό, μόνο ο χαλκός κάτω από το τυπωμένο κύκλωμα θα μείνει πίσω.
Χάραξη PCB
Μετά από αυτό τρίψτε την πλακέτα PCB με το ξύστρα έτσι ώστε η καλωδίωση να είναι εμφανής. Τώρα ανοίξτε τις οπές στις αντίστοιχες θέσεις και τοποθετήστε τα εξαρτήματα στην πλακέτα κυκλώματος.
Διάτρηση οπών στο PCB
Κολλήστε τα εξαρτήματα στο ταμπλό. Τέλος, ελέγξτε τη συνέχεια του κυκλώματος και εάν εμφανιστεί ασυνέχεια σε οποιοδήποτε σημείο αποσυνδέστε τα εξαρτήματα και συνδέστε τα ξανά. Είναι προτιμότερο να εφαρμόζετε καυτή κόλλα χρησιμοποιώντας ένα πιστόλι καυτής κόλλας στους θετικούς και αρνητικούς ακροδέκτες της μπαταρίας, έτσι ώστε οι ακροδέκτες της μπαταρίας να μην μπορούν να αποσπαστούν από το κύκλωμα.
Ρύθμιση του DMM για έλεγχο συνέχειας
Βήμα 10: Δοκιμή του κυκλώματος
Μετά τη συναρμολόγηση των εξαρτημάτων υλικού στην πλακέτα PCB και τον έλεγχο της συνέχειας, πρέπει να ελέγξουμε εάν το κύκλωμα λειτουργεί σωστά ή όχι θα ελέγξουμε το κύκλωμα μας. Πρώτον, θα συνδέσουμε την μπαταρία και στη συνέχεια θα ρίξουμε λίγο νερό στον αισθητήρα και θα ελέγξουμε εάν το LED αρχίζει να ανάβει και ο βομβητής αρχίζει να χτυπάει ή όχι. Εάν συμβεί αυτό, σημαίνει ότι έχουμε ολοκληρώσει το έργο μας.
Συναρμολογημένο υλικό για δοκιμές
Εφαρμογές
- Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στα χωράφια για να ειδοποιεί τους αγρότες για τη βροχή.
- Η πιο συνηθισμένη εφαρμογή είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αυτοκίνητα, ώστε κάθε φορά που ξεκινά η βροχή ο οδηγός να γυρίζει ΕΠΙ οι υαλοκαθαριστήρες όταν ακούνε τον ήχο του βομβητή.
- Εάν έχει εγκατασταθεί κάποιο υλικό για να αποθηκεύσει το νερό της βροχής στις εναέριες δεξαμενές, τότε αυτό το κύκλωμα είναι πολύ χρήσιμο στο σπίτι, επειδή ειδοποιεί τους ανθρώπους που ζουν στο σπίτι μόλις ξεκινήσει η βροχή και μπορούν στη συνέχεια να κάνουν τις κατάλληλες ρυθμίσεις για την αποθήκευση αυτού του νερού.
