Verden lider under uventede klimaændringer, og disse ændringer er forårsaget af forskellige aktiviteter, der udøves af menneskeheden. Når disse ændringer forekommer, hæves temperaturen dramatisk, og det kan resultere i kraftig nedbør, oversvømmelser osv. Sparing af vand under hver enkelt borgeres ansvar, og hvis vi ikke lægger mærke til at bevare denne grundlæggende livsbehov, vil vi snart lide hårdt . I dette projekt opretter vi en regnalarm, så når regnen starter, kunne vi gøre nogle handlinger for at spare vand, da vi kunne give vandet til planterne, vi kunne lave noget hardware til at sende vandet i overheadtanken osv. regnvandsdetektor kredsløb vil registrere regnvand og generere en advarsel for folk i nærheden, så de kan tage øjeblikkelig handling. Kredsløbet er ikke særlig komplekst og kan forberedes af alle, der har en vis grundlæggende viden om elektriske komponenter som modstande, kondensatorer og transistorer.
Regnalarmkredsløb
Sådan integreres grundlæggende elektriske komponenter til design af regnsensorkredsløb?
Nu, da vi har den grundlæggende idé om vores projekt, skal vi bevæge os mod at samle komponenterne, designe kredsløbet på software til test og derefter endelig samle det på hardware. Vi laver dette kredsløb på et printkort og placerer det derefter på et passende sted, så når der begynder regn, kan vi få besked via alarmen.
Trin 1: Nødvendige komponenter (hardware)
- Regndråpesensor (x1)
- BC548 Transistor (x1)
- LED'er (x1)
- 1N4007 PN-forbindelsesdiode (x1)
- 220 KΩ modstand (x1)
- 10 KΩ modstand (x1)
- 470 KΩ modstand (x1)
- 3,3 KΩ modstand (x2)
- 68 KΩ modstand (x1)
- 22 µF kondensator (x1)
- 100 µF kondensator (x2)
- 10nF keramisk kondensator (x1)
- 100pF keramisk kondensator (x1)
- Summer (x1)
- Jumper Wires
- Brødbræt (x1)
- FeCl3
- Printkort (x1)
- Loddekolbe
- Varm limpistol
- Digital multimeter
Trin 2: Nødvendige komponenter (software)
- Proteus 8 Professional (Kan downloades fra Her )
Efter download af Proteus 8 Professional skal du designe kredsløbet på den. Vi har inkluderet softwaresimuleringer her, så det kan være praktisk for begyndere at designe kredsløbet og foretage passende forbindelser på hardwaren.
Trin 3: Studere komponenterne
Nu da vi har lavet en liste over alle de komponenter, som vi skal bruge i dette projekt. Lad os gå et skridt videre og gennemgå en kort undersøgelse af alle de vigtigste hardwarekomponenter.
Regndråpesensor: Modulet til regndråpsensor registrerer regn. Det fungerer på princippet i Ohms lov. (V = IR). Når der ikke er regn, vil modstanden på sensoren være meget høj, fordi der ikke er ledning mellem ledningerne i sensoren. Så snart regnvandet begynder at falde på sensoren, dannes ledningsstien, og modstanden mellem ledningerne reduceres. Når ledningen reduceres, udløses den elektriske komponent, der er tilsluttet sensoren, og dens tilstand ændres.
Regndråpesensor
Denne sensor kan også laves derhjemme, hvis vi har printkortet. De, der ikke ønsker at købe denne sensor, kan fremstille den derhjemme ved at fremstille et pulstogmønster ved hjælp af en skarp ting som en kniv. Impulsenes diameter skal være ca. 3 cm, og det samme mønster kan laves som vist på ovenstående billede. Jeg har lavet denne sensor derhjemme og vedhæftet billedet nedenfor:
Regndråpesensor designet hjemme
555 Timer IC: Denne IC har en række applikationer som f.eks. At give forsinkelser som en oscillator osv. Der er tre hovedkonfigurationer af 555 timer IC. Astabel multivibrator, monostabil multivibrator og bistabil multivibrator. I dette projekt vil vi bruge det som en Astabel multivibrator. I denne tilstand fungerer IC som en oscillator, der genererer en firkantet puls. Frekvensen af kredsløbet kan justeres ved at indstille kredsløbet. dvs. ved at variere værdierne på kondensatorer og modstande, der bruges i kredsløbet. IC'en genererer en frekvens, når der påføres en høj firkantet puls på NULSTIL pin.
555 IC-timer
Summer: TIL Summer er en lydsignalanordning eller en højttaler, hvor en piezoelektrisk effekt bruges til at producere lyd. En spænding påføres det piezoelektriske materiale for at frembringe en indledende mekanisk bevægelse. Derefter bruges resonatorerne eller membranerne til at konvertere denne bevægelse til et hørbart lydsignal. Disse højttalere eller summer er forholdsvis nemme at bruge og har en bred vifte af applikationer. For eksempel bruges de i digitale kvartsure. Til ultralydsapplikationer fungerer de godt i området 1-5 kHz og op til 100 kHz.
Summer
BC 548 NPN Transistor: Det er en generel transistor, der hovedsagelig bruges til to hovedformål (Switching og amplification). Forstærkningsområdet for denne transistor er mellem 100-800. Denne transistor kan håndtere en maksimal strøm på ca. 500 mA, og den bruges derfor ikke i den type kredsløb, der har belastninger, der fungerer på større ampere. Når transistoren er forspændt, tillader den strøm at strømme gennem den, og dette trin kaldes mætning område. Når basestrømmen fjernes, er transistoren slukket, og den går helt ind Skære af område.
BC 548 Transistor
Trin 4: Blokdiagram
Vi har lavet et blokdiagram for let at forstå kredsløbets funktionsprincip.
Blokdiagram
Trin 5: Forstå arbejdsprincippet
Efter montering af hardwaren vil vi se, at så snart vandet falder ned på regnsensoren, vil kortet begynde at lede, og som et resultat vil begge transistorer dreje PÅ og derfor vil LED'en også tænde, fordi den er forbundet til emitteren til transistoren Q1. Når transistoren Q2 går i mætningsområdet, vil kondensatoren Cl opføre sig som en jumper mellem begge transistorer Q1 og Q3, og den vil blive ladet af modstanden R4. Når Q3 går i mætningsområdet, NULSTIL ben på 555 timer IC udløses, og et signal sendes ved udgangsstiftet 3 på IC'en, som summeren er tilsluttet, og derfor begynder summeren at ringe. Når der ikke kommer regn, vil der ikke være ledning, og sensorens modstand er meget høj, hvorfor RESET-stiften på IC ikke udløses, hvilket resulterer i ingen alarm.
Trin 6: Simulering af kredsløbet
Før du foretager kredsløbet, er det bedre at simulere og undersøge alle aflæsningerne på en software. Den software, vi skal bruge, er Proteus Design Suite . Proteus er en software, hvor elektroniske kredsløb simuleres.
- Når du har downloadet og installeret Proteus-softwaren, skal du åbne den. Åbn et nyt skema ved at klikke på ISIS ikonet i menuen.
Nyt diagram.
- Når det nye skema vises, skal du klikke på P ikonet i sidemenuen. Dette åbner et felt, hvor du kan vælge alle de komponenter, der skal bruges.
Ny skematisk
- Indtast nu navnet på de komponenter, der skal bruges til at skabe kredsløbet. Komponenten vises i en liste på højre side.
Valg af komponenter
- På samme måde som ovenfor skal du søge i alle komponenter. De vises i Enheder Liste.
Komponentliste
Trin 7: Oprettelse af et printkortlayout
Da vi skal lave hardwarekredsløbet på et printkort, skal vi først lave et printkortlayout til dette kredsløb.
- For at lave PCB-layoutet på Proteus skal vi først tildele PCB-pakkerne til hver komponent på skematisk. for at tildele pakker skal du højreklikke med musen på den komponent, du vil tildele pakken og vælge Emballage værktøj.
Tildel pakker
- Klik på ARIES-indstillingen i topmenuen for at åbne et PCB-skema.
- Fra listen over komponenter skal du placere alle komponenterne på skærmen i et design, som dit kredsløb skal se ud.
- Klik på spormodus og tilslut alle de ben, som softwaren fortæller dig at oprette forbindelse ved at pege på en pil.
- Når hele layoutet er lavet, vil det se sådan ud:
Trin 8: Kredsløbsdiagram
Efter at have lavet printkortlayoutet ser kredsløbsdiagrammet sådan ud.
Kredsløbsdiagram
Trin 9: Opsætning af hardware
Som vi nu har simuleret kredsløbet på software, og det fungerer helt fint. Lad os nu gå videre og placere komponenterne på PCB. Et printkort er et printkort. Det er en plade, der er fuldt belagt med kobber på den ene side og fuldt isolerende fra den anden side. At lave kredsløbet på printkortet er forholdsvis en langvarig proces. Når kredsløbet er simuleret på softwaren, og dets printkortlayout er lavet, printes kredsløbslayoutet på et smørpapir. Inden du lægger smørpapiret på PCB-kortet, skal du bruge PCB-scraberen til at gnide brættet, så kobberlaget om bord mindskes fra toppen af brættet.
Fjernelse af kobberlaget
Derefter placeres smørpapiret på printkortet og stryges, indtil kredsløbet er trykt på kortet (det tager cirka fem minutter).
Strygning af printkortet
Nu, når kredsløbet er trykt på tavlen, dyppes det i FeCl3opløsning af varmt vand for at fjerne ekstra kobber fra brættet, er kun kobberet under det trykte kredsløb efterladt.
PCB ætsning
Derefter gnides printkortet med scrapper, så ledningerne bliver fremtrædende. Bor nu hullerne de respektive steder, og anbring komponenterne på printkortet.
Borehuller i printkort
Lod komponenterne på tavlen. Endelig skal du kontrollere kontinuitet i kredsløbet, og hvis diskontinuitet forekommer et eller andet sted, skal du lodde komponenterne og tilslut dem igen. Det er bedre at anvende varm lim ved hjælp af en varm limpistol på de positive og negative poler på batteriet, så batteriets poler muligvis ikke løsnes fra kredsløbet.
Indstilling af DMM til kontinuitetskontrol
Trin 10: Test af kredsløbet
Efter at have samlet hardwarekomponenterne på printkortet og kontrolleret kontinuiteten, er vi nødt til at kontrollere, om vores kredsløb fungerer korrekt eller ej, vil vi teste vores kredsløb. For det første tilslutter vi batteriet, og derefter vil vi tabe vand på sensoren og kontrollere, om LED'en begynder at lyse, og summeren begynder at ringe eller ej. Hvis dette sker, betyder det, at vi har afsluttet vores projekt.
Hardware samlet til test
Ansøgninger
- Det kan bruges i markerne til at advare landmænd om regn.
- Det mest almindelige program er, at det kan bruges i biler, så føreren begynder at dreje, drejer det PÅ vinduesviskerne, når de lytter til lyden af summeren.
- Hvis der er installeret hardware til at opbevare regnvandet i de overliggende tanke, er dette kredsløb meget nyttigt derhjemme, fordi det giver folk, der bor i huset, besked, så snart regnen begynder, og de kan derefter træffe passende ordninger for at opbevare det vand.
