Негізгі параметрлерді автоматтандырылған басқаратын аквариум дизайны: 4 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Кіріспе Бүгін теңіз аквариумына күтім әр аквариум үшін қол жетімді. Аквариумды сатып алу мәселесі қиын емес. Бірақ тұрғындардың толыққанды өмір сүруі, техникалық ақаулардан қорғау, жеңіл және жылдам күтім мен күтім үшін автономды тіршілік принциптеріне негізделген аквариум құру қажет. Қазіргі заманғы патенттелген технологиялар теңіздер мен мұхиттардың су асты тұрғындарын жасанды жағдайда - табиғи тіршілік ету ортасына мүмкіндігінше жақын ұстауға мүмкіндік береді. Автоматтандыру жүйесі өмірді қамтамасыз етудің барлық процестері мен жабдықтарын басқарады, бұрын-соңды болмаған тиімділік пен үлкен аквариум кешендері мен аквариумдарды басқарудың және күтіп ұстаудың қарапайымдылығын, жоғары сенімділік пен ақаусыз жұмыс, жоғары сапалы суды және нәтижесінде ұзақ және сау өмірді қамтамасыз етеді. теңіз жануарлары. Басқару мен автоматтандырудың әр түрлі жалпы функциялары бар, мысалы: жарықты автоматты түрде ауыстыру, күндізгі жарық жағдайын имитациялау, белгіленген температураны ұстап тұру, табиғи ортаны жақсырақ сақтау және суды оттегімен байыту. Аквариум компьютерлері мен аксессуарлары теңіз өмірінің қалыпты өмірін жақсарту үшін қажет. Мысалы, апаттық сорғы болмаған жағдайда және негізгі сорғы бұзылған жағдайда бірнеше сағаттан кейін теңіз жануарлары өле бастайды, сондықтан автоматтандырудың арқасында біз кез келген қателіктерді анықтау туралы біле аламыз. немесе бұзылулар. Сипатталған параметрлерді қолмен конфигурациялау үшін сізге көптеген манипуляциялар жүргізу, сынақтар өткізу және Жабдықты реттеу қажет. Суды қолмен талдау - бұл өткен ғасыр, қазір теңіздегі аквариум, оның мөлдір суында ашық түстері мен жігерлі мінезімен ерекшеленетін теңіз жануарлары ерекше күтімді қажет етпейді

1 -қадам: аквариумға қақпақ жасау

Аквариум өлшеміне арналған қақпақ жасай отырып, қақпақ органикалық шыныдан жасалған, өйткені ол су мен электроникаға қолайлы қасиеттерге ие.

Алдымен біз аквариумды өлшейміз және осы өлшемдерге сәйкес қақпақ ойлап табамыз, алдымен қақпақтың қабырғаларын кесеміз, сосын супер желіммен желімдеп, үстіне сода себеміз. Болашақта желдету және автоматты түрде беру үшін біз өлшемі 50 мм -ден 50 мм -ге дейінгі тікбұрышты тесікті кесеміз.

2 -қадам: компоненттерді талдау

Толтыру үшін біз Arduino Mega ең қарапайым және арзан микроконтроллерін таңдадық, ол бүкіл процестің миы болады, содан кейін автоматты беру үшін сервожетегі пайдаланылады, ол өз кезегінде саңылауы бар цилиндрге бекітіледі, жарықтандыру үшін біз жарықдиодты жолақты аламыз және оны таңның атуы мен батуына қарай бағдарламалаймыз, егер таңертең жарықтық көтерілсе, ал күн батқанда ол біртіндеп төмендейді. Суды жылыту үшін кәдімгі аквариум су жылытқышты алып, оны қосу және өшіру туралы ақпаратты алатын релеге қосыңыз, температураны оқу үшін, температура датчигін орнатыңыз. Суды салқындату үшін желдеткішті алып, оны аквариум қақпағына орнатыңыз, егер температура белгіленген температурадан асып кетсе, желдеткіш реле арқылы қосылады. Ақпаратты оңай оқу және аквариумды баптау үшін біз LCD дисплейі мен түймелерін аквариум мәндерін орнату үшін қосамыз. Сондай -ақ, компрессор орнатылады, ол үнемі жұмыс істейді және азық аквариумға таралмауы үшін фидер іске қосылғанда 5 минутқа өшеді.

Мен Aliexpress -те барлық бөлшектерге тапсырыс бердім, мұнда тізім мен компоненттерге сілтеме бар:

Ws2812 арнасы -

Нақты уақыт сағаты Ds3231-

LCD1602 СКД -

4 арналы реле модулі -

DS18b20 температура сенсоры -

IRF520 0-24v модулі -

Түймелер -

Mega2560 платформалық тақтасы -

Серво -

3 -қадам: Жобалық жабдықты орнату

Біз компоненттерді өзімізге ыңғайлы етіп орналастырамыз және оларды схемаға сәйкес қосамыз, суреттерді қараңыз.

Біз ArduinoMega 2560 микроконтроллерін бұрын жиналған корпусқа орнатамыз. Arduino Mega USB немесе сыртқы қуат көзінен қуат алуға болады - көздің түрі автоматты түрде таңдалады.

Сыртқы қуат көзі (USB емес) айнымалы ток / тұрақты ток адаптері немесе қайта зарядталатын батарея / батарея болуы мүмкін. Адаптер штепселі (диаметрі - 2,1 мм, орталық түйіспе - оң) тақтадағы сәйкес қуат қосқышына енгізілуі керек. Батарея / батарея қуаты болған жағдайда оның сымдары POWER коннекторының Gnd және Vin түйреуіштеріне қосылуы керек. Сыртқы қоректендіру көзінің кернеуі 6-20 В аралығында болуы мүмкін. Алайда, кернеудің 7В төмен түсуі 5В істікшенің кернеуінің төмендеуіне әкеледі, бұл құрылғының тұрақсыз жұмысына әкелуі мүмкін. 12В жоғары кернеуді қолдану кернеу реттегішінің қызып кетуіне және тақтаның зақымдалуына әкелуі мүмкін. Осыны ескере отырып, кернеуі 7 -ден 12В -қа дейінгі қорек көзін пайдалану ұсынылады. Біз микроконтроллерге GND пен 5V түйреуіштері арқылы 5В қуат көзін қолдана отырып қуат қосамыз. Содан кейін біз желдеткішке, су жылытқышқа және компрессорға арналған релені орнатамыз (3.1 -сурет), олардың тек 3 контактісі бар, олар Arduino -ға келесідей қосылған: GND - GND, VCC - + 5V, In - 3. Релелік кіріс инверттелген, жоғары қосылу деңгейі катушканы өшіреді, ал төмен қосылады.

Содан кейін біз СКД дисплейі мен нақты уақыт модулін орнатамыз, олардың байланысы диаграммада көрсетілген.

SCL түйреуіштері аналогты 5 істікшелі қосқышқа қосылуы тиіс; SDA түйреуіштері аналогты 6 істікшелі розеткаларға қосылады. Алынған жинақтың жоғарғы релесі I2C шинасы ретінде әрекет етеді, ал төменгі рельс - қуат рельсі. LCD және RTC модулі 5 вольтты контактілерге қосылады. Соңғы қадамды орындағаннан кейін техникалық құрылым дайын болады.

Сервоны қосу үшін тыныш серво импульстері үшін IRF520 транзисторы алынды, серво транзистор арқылы қосылды, ал транзистордың өзі тікелей Arduino -ға қосылды.

Жарықтандыру үшін WS2812 жарық диодты жолағы алынды. Біз + 5V және GND түйреуіштерін қуат көзінің плюс және минусына қосамыз, тиісінше Din -ті Arduino -ның кез келген цифрлық түйреуішіне қосамыз, ол әдепкі бойынша 6 -цифрлық түйреуіш болады, бірақ кез келген басқа қолдануға болады (3.6 -сурет)). Сондай -ақ, Arduino жерін электрмен жабдықтаудың жерге қосқан жөн. Arduino -ны қуат көзі ретінде пайдалану қажет емес, себебі + 5В шығысы тек 800мА ток бере алады. Бұл жарық диодты жолақтың 13 пиксельден аспауы үшін жеткілікті. Таспаның екінші жағында Do розеткасы бар, ол келесі таспаға қосылады, бұл таспаларды бір каскадқа айналдыруға мүмкіндік береді. Соңындағы қуат қосқышы да қайталанады.

Әдетте ашық тактикалық түймені Arduino -ға қосу үшін сіз қарапайым жолмен жасай аласыз: түйменің бір бос өткізгішін қуатқа немесе жерге, екіншісін сандық істікке қосыңыз.

4 -қадам: Негізгі параметрлерді басқарудың басқару бағдарламасын жасау

Бағдарламаның нобайын жүктеңіз

Arduino өнеркәсіптік контроллер бағдарламалау саласындағы стандарт болып табылатын FBD және LAD графикалық тілдерін қолданады.

FBD тілінің сипаттамасы

FBD (Function Block Diagram)-IEC 61131-3 стандартының графикалық программалау тілі. Бағдарлама жоғарыдан төмен қарай тізбектелген орындалатын тізбектер тізімінен құрылады. Бағдарламалау кезінде кітапхана блоктарының жиынтығы қолданылады. Блок (элемент) - бұл кіші бағдарлама, функция немесе функция блогы (ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, триггерлер, таймерлер, есептегіштер, аналогты сигналды өңдеу блоктары, математикалық амалдар және т.б.). Әрбір жеке тізбек - бұл жеке элементтерден графикалық түрде құрылған өрнек. Келесі блок тізбек құрайтын блок шығысына қосылады. Тізбектің ішінде блоктар олардың қосылу ретімен қатаң орындалады. Тізбекті есептеу нәтижесі ішкі айнымалыға жазылады немесе контроллердің шығысына беріледі.

LAD тілінің сипаттамасы

Баспалдақ диаграммасы (LD, LAD, RKS) - реле (саты) логикалық тілі. Тілдің синтаксисі реле технологиясында жасалған логикалық схемаларды ауыстыруға ыңғайлы. Бұл тіл өнеркәсіптік зауыттарда жұмыс істейтін автоматтандыру инженерлеріне арналған. Контроллер логикасы үшін интуитивті интерфейсті қамтамасыз етеді, бұл бағдарламалау мен іске қосу міндеттерін ғана емес, контроллерге қосылған жабдықта ақауларды тез жоюды да жеңілдетеді. Релелік логикалық бағдарламада электр инженерлері үшін интуитивті және интуитивті графикалық интерфейс бар, ол ашық және жабық контактілері бар электр тізбегі сияқты логикалық операцияларды білдіреді. Бұл тізбектегі токтың шығуы немесе болмауы логикалық операцияның нәтижесіне сәйкес келеді (ақиқат - егер ток ағып кетсе; жалған - егер ток болмаса). Тілдің негізгі элементтері контактілер болып табылады, оларды бейнелі түрде реле контактілерінің жұбына немесе түймені салыстыруға болады. Байланыс жұбы логикалық айнымалымен, ал бұл жұптың жағдайы айнымалының мәнімен анықталады. Әдетте тұйық және ашық контактілі элементтерді ажыратады, оны электр тізбектеріндегі қалыпты жабық және қалыпты ашық түймелермен салыстыруға болады.

FLProg жобасы - бұл тақталар жиынтығы, олардың әрқайсысында жалпы схеманың толық модулі жиналады. Ыңғайлы болу үшін әр тақтада аты мен түсініктемелері бар. Сондай -ақ, әр тақтаны жинауға болады (жұмыс аяқталғаннан кейін жұмыс аймағындағы орынды үнемдеу үшін) және кеңейтуге болады. Тақта атауындағы қызыл жарық диоды тақта схемасында қателер бар екенін көрсетеді.

Әрбір тақтаның схемасы контроллердің логикасына сәйкес функционалды блоктардан жиналады. Функционалды блоктардың көпшілігін конфигурациялауға болады, олардың көмегімен осы жағдайда талаптарға сәйкес олардың жұмысын реттеуге болады.

Сондай -ақ, әрбір функционалды блок үшін оның сипаттамасы бар, ол кез келген уақытта қол жетімді және оның жұмысы мен параметрлерін түсінуге көмектеседі.

Бағдарламамен жұмыс кезінде пайдаланушыға жазу коды қажет емес, кірістер мен шығыстардың қолданылуын бақылау, атаулардың бірегейлігі мен мәліметтер типінің сәйкестігін тексеру. Бағдарлама мұның барлығын бақылайды. Ол сонымен қатар бүкіл жобаның дұрыстығын тексереді және қателердің бар екендігін көрсетеді.

Сыртқы құрылғылармен жұмыс істеу үшін бірнеше көмекші құралдар жасалды. Бұл нақты уақыттағы сағатты инициализациялауға және орнатуға арналған құрал, OneWire және I2C шиналарында құрылғы адрестерін оқуға арналған құралдар, сонымен қатар ИҚ қашықтан басқару пультіндегі түймелердің кодтарын оқу мен сақтауға арналған құрал. Барлық белгілі бір деректерді файл ретінде сақтауға және кейінірек бағдарламада қолдануға болады.

Жобаны іске асыру үшін фидер мен контроллер үшін келесі серво -іске қосу бағдарламасы құрылды.

«MenuValue» бірінші блогы СВД дисплейінде сервопривод күйі туралы ақпаратты көрсету үшін ақпаратты мәзір блогына бағыттайды.

Болашақта «AND» логикалық операциясы әрі қарай жүруге немесе «I1 == I2» салыстыру бірлігімен жүруге мүмкіндік береді, яғни алдын ала орнатылған 8 нөмірі нақты уақыттағы модульдегідей болады, содан кейін серво триггер арқылы қосылады, дәл осылай 20: 00 -де серво қосу үшін жасалды.

Түйме арқылы серводы өздігінен қосудың ыңғайлылығы үшін триггердің логикалық функциясы алынды және оған арналған 4-ші нөмірлі түйме немесе сервистің тыныштығы туралы ақпаратты мәзір блогына шығаруға арналған. СКД дисплей.

Егер серво жұмыс істейтіні туралы сигнал пайда болса, онда ол «Switch» деп аталатын блокқа өтеді және берілген бұрышта дискіні айналдырады және «Reset» блогы арқылы бастапқы сатыға өтеді.

Серво -қозғалтқыштың тізімі.

Компрессор әрқашан қосылады және реле қосылады, егер сигнал «Servo On» блогы арқылы келгенде, ол «TOF» таймер блогына өтеді және релені 15 минутқа өшіреді және реле жағдайы туралы ақпаратты жібереді. мәзірде.

Термостаттың тізімі.

Температура сенсорын кітапхана арқылы қосыңыз