Əsas Parametrlərin Avtomatik İdarə Edilməsi ilə Akvarium Dizaynı: 4 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

Bu gün dəniz akvarium baxımı hər bir akvarium üçün mövcuddur. Bir akvarium əldə etmək problemi çətin deyil. Ancaq sakinlərin tam həyat dəstəyi, texniki nasazlıqlardan qorunması, asan və sürətli baxım və qulluq üçün muxtar həyat dəstəyi prinsiplərinə əsaslanan bir akvarium yaratmaq lazımdır. Müasir patentli texnologiyalar dəniz və okeanların sualtı sakinlərini süni şəraitdə - təbii yaşayış yerlərinə mümkün qədər yaxın saxlamağa imkan verir. Avtomatlaşdırma sistemi həyatı dəstəkləyən bütün prosesləri və avadanlıqları idarə edir, böyük akvarium komplekslərinin və akvariumların görünməmiş səmərəliliyini və idarə olunmasını və saxlanmasını asanlaşdırır, yüksək etibarlılıq və problemsiz işləmə, yüksək keyfiyyətli su və nəticədə uzun və sağlam həyat dəniz heyvanları. Nəzarət və avtomatlaşdırma üçün müxtəlif ümumi funksiyalar var: avtomatik işığın dəyişdirilməsi, gündüz işığının simulyasiyası, müəyyən edilmiş temperaturun saxlanması, təbii yaşayış mühitinin daha yaxşı saxlanılması və suyun oksigenlə zənginləşdirilməsi. Dəniz həyatının normal həyatını daha yaxşı dəstəkləmək üçün akvarium kompüterləri və aksesuarları vacibdir. Məsələn, təcili nasos olmadıqda və əsas nasosun nasaz olması halında, bir neçə saatdan sonra dəniz heyvanları ölməyə başlayacaq, buna görə də avtomatlaşdırma sayəsində hər hansı bir səhvin müəyyən edilməsi haqqında məlumat əldə edə bilərik. və ya qəzalar. Təsvir edilən parametrləri əl ilə konfiqurasiya etmək üçün bir çox manipulyasiya aparmalı, testlər aparmalı və Avadanlığı tənzimləməlisiniz. Su analizini əllə aparmaq artıq keçən əsrdir, bu gün parlaq rəngləri və enerjili davranışları ilə seçilən dəniz heyvanlarının şəffaf suda yaşadığı Dəniz Akvariumunun xüsusi qayğıya ehtiyacı yoxdur

Addım 1: Akvarium üçün qapaq düzəltmək

Akvarium ölçüsü üçün bir qapaq düzəldərək, su və elektronika üçün uyğun xüsusiyyətlərə malik olduğu üçün üzvi şüşədən hazırlanmışdır.

Əvvəlcə akvariumumuzu ölçürük və bu ölçülərə görə bir qapaq icad edirik, əvvəlcə qapağın divarlarını kəsirik, sonra super yapışqanla yapışdırırıq və üstünə soda səpirik. Dərhal gələcək havalandırma və avtomatik qidalanma üçün, 50 mm -dən 50 mm -ə qədər olan düzbucaqlı bir çuxur kəsdik.

Addım 2: Komponentləri təhlil edin

Doldurma üçün ən sadə və ən ucuz Arduino Mega mikrokontrolörünü seçdik, bütün prosesin beyni kimi xidmət edəcək, sonra avtomatik qidalanma üçün bir servo sürücü istifadə ediləcək, bu da öz növbəsində çuxurlu bir silindirə bərkidiləcək, işıqlandırma üçün proqramlaşdırma LED şeridini götürəcəyik və günəşin doğması və gün batması üçün proqramlaşdıracağıq, şəfəqdə parlaqlıq artacaq və gün batanda tədricən azalacaq. Suyu qızdırmaq üçün adi bir akvarium su qızdırıcısı götürün və onu açmaq və söndürmək barədə məlumat alacaq bir röleyə qoşun, temperaturu oxuyun, bir temperatur sensoru quraşdırın. Suyu soyutmaq üçün bir fan götürün və akvariumun qapağına qoyun, əgər temperatur təyin olunmuş temperaturdan artıq olarsa, fan röle vasitəsilə açılacaq. Məlumatların asan oxunması və akvariumun qurulması üçün LCD ekranı və düymələri bağlayaraq akvariumun dəyərlərini təyin edirik. Həmişə işləyəcək və yemin akvariumun üzərinə yayılmaması üçün qidalandırıcı işə salındıqda 5 dəqiqə sönəcək bir kompressor da quraşdırılacaq.

Aliexpress -də bütün hissələri sifariş etdim, burada komponentlərin siyahısı və bağlantıları var:

Ws2812 ilə qidalanın -

Real vaxt saatı Ds3231-

LCD1602 LCD -

4 kanallı röle modulu -

DS18b20 temperatur sensoru -

IRF520 0-24v modulu -

Düymələr -

Mega2560 platforma lövhəsi -

Servo -

Addım 3: Layihə Avadanlığının Quraşdırılması

Komponentləri özümüzə uyğun olaraq düzəldirik və sxemə görə bağlayırıq, şəkillərə baxın.

ArduinoMega 2560 mikro nəzarətçisini əvvəlcədən yığılmış korpusa quraşdırırıq. Arduino Mega USB və ya xarici enerji mənbəyindən istifadə edilə bilər - mənbənin növü avtomatik olaraq seçilir.

Xarici enerji mənbəyi (USB deyil) AC / DC adapteri və ya təkrar doldurulan batareya / batareya ola bilər. Adaptör fişi (diametri - 2,1 mm, mərkəzi kontakt - müsbət) lövhədə müvafiq güc konnektoruna daxil edilməlidir. Batareya / batareya gücü olduqda, telləri POWER konnektorunun Gnd və Vin pinlərinə bağlanmalıdır. Xarici enerji təchizatı gərginliyi 6 ilə 20 V arasında ola bilər. Bununla birlikdə, 7V -dən aşağı olan gərginlik 5V pinindəki gərginliyin azalmasına səbəb olur ki, bu da cihazın qeyri -sabit işləməsinə səbəb ola bilər. 12V -dən çox gərginlik istifadə etmək gərginlik tənzimləyicisinin həddindən artıq istiləşməsinə və lövhənin zədələnməsinə səbəb ola bilər. Bunu nəzərə alaraq, 7 ilə 12 V aralığında bir gərginliyə malik bir enerji təchizatı istifadə etmək məsləhət görülür. GND və 5V sancaqlar vasitəsilə 5V enerji təchizatı istifadə edərək gücü mikro nəzarətçiyə bağlayırıq. Sonra, havalandırma, su qızdırıcısı və kompressor üçün röleyi quraşdırırıq (Şəkil 3.1), yalnız 3 kontaktı var, Arduino ilə aşağıdakı kimi bağlanırlar: GND - GND, VCC - + 5V, In - 3. Röle girişi ters çevrilir, In belə yüksək səviyyədə bobini söndürür və aşağı açılır.

Sonra, LCD ekranı və real vaxt saat modulunu bağlayırıq, əlaqələri diaqramda göstərilmişdir.

SCL pinləri analog 5 pinli konnektora qoşulmalıdır; SDA pinləri analoq 6 pinli prizlərə qoşulur. Yaranan qurğunun üst rayı I2C avtobusu rolunu oynayacaq, alt ray isə elektrik yolu olacaq. LCD və RTC modulu 5 voltluq kontaktlara qoşulur. Son addımı tamamladıqdan sonra texniki quruluş hazır olacaq.

Servoya qoşulmaq üçün daha sakit servo paxlaları üçün bir IRF520 tranzistoru alındı, servo bir tranzistor vasitəsi ilə və tranzistorun özü birbaşa Arduinoya qoşuldu.

İşıqlandırma üçün WS2812 LED şeridi çəkildi. + 5V və GND sancaqlarını enerji təchizatının artı və mənfi tərəflərinə bağlayırıq, Din -i Arduinonun hər hansı bir rəqəmsal pininə bağlayırıq, standart olaraq bu 6 -cı rəqəmsal pin olacaq, lakin hər hansı digərindən istifadə edilə bilər (Şəkil 3.6)). Ayrıca, Arduinonun zəminini elektrik təchizatı zəmininə bağlamaq məsləhətdir. Arduino -nu enerji mənbəyi kimi istifadə etmək arzuolunmazdır, çünki + 5V çıxışı yalnız 800mA cərəyan verə bilər. Bu LED şeridinin 13 pikseldən çox olmaması üçün kifayətdir. Bantın digər tərəfində bir Do çıxışı var, bantların bir kaskad halına gəlməsinə imkan verən növbəti lentə bağlanır. Sonundakı güc konnektoru da təkrarlanır.

Normal olaraq açıq olan bir toxunma düyməsini Arduino -ya bağlamaq üçün ən sadə üsulu edə bilərsiniz: düymənin bir sərbəst keçiricisini gücə və ya yerə, digərini rəqəmsal pinə bağlayın.

Addım 4: Əsas Parametrlərə Nəzarət Proqramının Hazırlanması

Proqramın eskizini https://arduinoprom.ru/download/kontroller-dlya-akvariumaflp.zip yükləyin

Sənaye nəzarətçi proqramlaşdırma sahəsində standart olan FBD və LAD qrafik dillərindən istifadə edərək Arduino.

FBD dilinin təsviri

FBD (Function Block Diagram), IEC 61131-3 standartının qrafik proqramlaşdırma dilidir. Proqram, yuxarıdan aşağıya ardıcıl olaraq yerinə yetirilən sxemlərin siyahısından formalaşır. Proqramlaşdırma zamanı kitabxana blokları dəstlərindən istifadə olunur. Blok (element) bir alt proqram, funksiya və ya funksiya blokudur (AND, OR, NOT, tetikleyiciler, taymerlər, sayğaclar, analoq siqnal emal blokları, riyazi əməliyyatlar və s.). Hər bir fərdi zəncir, ayrı -ayrı elementlərdən qrafik olaraq qurulmuş bir ifadədir. Növbəti blok, bir zəncir meydana gətirərək blok çıxışına bağlıdır. Zəncir daxilində bloklar ciddi şəkildə bağlanma qaydasında icra olunur. Dövrə hesablamasının nəticəsi daxili dəyişənə yazılır və ya nəzarətçi çıxışına verilir.

LAD dilinin təsviri

Ladder Diagram (LD, LAD, RKS) bir röle (nərdivan) məntiq dilidir. Dilin sintaksisi, röle texnologiyasında hazırlanan məntiq sxemlərini əvəz etmək üçün əlverişlidir. Dil sənaye müəssisələrində işləyən avtomatika mühəndislərinə yönəlib. Nəzarətçinin məntiqi üçün intuitiv bir interfeys təmin edir ki, bu da təkcə proqramlaşdırma və istismara vermə işlərini asanlaşdırmır, həm də idarəediciyə qoşulmuş avadanlıqlarda problemlərin tez aradan qaldırılmasını təmin edir. Röle məntiqi proqramı, elektrik mühəndisləri üçün açıq və qapalı kontaktları olan bir elektrik dövrəsi kimi məntiq əməliyyatlarını təmsil edən intuitiv və intuitiv bir qrafik interfeysə malikdir. Bu dövrədə cərəyanın axını və ya olmaması məntiqi bir əməliyyatın nəticəsinə uyğundur (doğru - cərəyan axırsa, yalan - cərəyan axmırsa). Dilin əsas elementləri, məcazi olaraq bir cüt röle kontaktına və ya düyməyə bənzədilə bilən kontaktlardır. Bir cüt əlaqə boolean dəyişənlə, bu cütün vəziyyəti isə dəyişənin dəyəri ilə müəyyən edilir. Normal olaraq qapalı və normal olaraq açıq olan kontakt elementləri arasında fərq qoyulur ki, bu da elektrik dövrələrindəki normal olaraq qapalı və normal olaraq açıq olan düymələrlə müqayisə oluna bilər.

FLProgdakı bir layihə, hər birində ümumi dövrənin tam bir modulunun yığıldığı lövhələr toplusudur. Rahatlıq üçün hər lövhənin adı və şərhləri var. Ayrıca, hər bir lövhə yıxıla bilər (iş bitdikdə iş sahəsindəki yerə qənaət etmək üçün) və genişləndirilə bilər. Lövhənin adındakı qırmızı LED, lövhənin sxemində səhvlərin olduğunu göstərir.

Hər bir lövhənin dövrəsi nəzarətçinin məntiqinə uyğun olaraq funksional bloklardan yığılır. Funksiya bloklarının əksəriyyəti konfiqurasiya olunur, onların köməyi ilə bu xüsusi işdəki tələblərə uyğun olaraq onların işinin tənzimlənməsi mümkündür.

Həm də hər bir funksional blok üçün hər an mövcud olan və onun işini və parametrlərini anlamağa kömək edən ətraflı bir təsvir var.

Proqramla işləyərkən istifadəçiyə kod yazmağa ehtiyac yoxdur, giriş və çıxışların istifadəsinə nəzarət etmək, adların unikallığını və məlumat növlərinin uyğunluğunu yoxlamaq lazımdır. Proqram bütün bunları izləyir. Bütün layihənin düzgünlüyünü yoxlayır və səhvlərin olduğunu göstərir.

Xarici qurğularla işləmək üçün bir neçə köməkçi alət yaradılmışdır. Bu, real vaxt saatı işə salmaq və qurmaq üçün bir vasitədir, OneWire və I2C avtobuslarında cihaz ünvanlarını oxumaq üçün vasitələr, həmçinin IR uzaqdan idarəetmə cihazında düymələrin kodlarını oxumaq və saxlamaq üçün bir vasitədir. Bütün müəyyən məlumatlar bir fayl olaraq saxlanıla və sonra proqramda istifadə edilə bilər.

Layihəni həyata keçirmək üçün qidalandırıcı və nəzarətçi üçün aşağıdakı servo hərəkət proqramı yaradılmışdır.

Birinci "MenuValue" bloku, servo sürücünün vəziyyəti ilə bağlı məlumatları LCD ekranda göstərmək üçün menyu blokuna yönləndirir.

Gələcəkdə "AND" məntiqi əməliyyatı daha da irəli getməyə və ya "I1 == I2" müqayisə vahidi ilə getməyə imkan verir, yəni əvvəlcədən təyin edilmiş 8 nömrəsi real vaxt saat modulu ilə eyni olacaq, sonra servo tətik vasitəsi ilə açılırsa, eyni şəkildə servo 20: 00 -da açılır.

Bir düymə ilə servonun öz-özünə açılmasının rahatlığı üçün tətik məntiqi funksiyası götürüldü və bunun üçün 4 nömrəli düymə və ya servonun sakitliyi haqqında məlumatın göstərilməsi üçün menyu blokuna çıxarıldı. LCD ekran.

Servonun işləməsi üçün bir siqnal görünsə, o zaman "Switch" adlı bloka gedir və müəyyən bir açıda sürücünün fırlanmasını edir və "Reset" bloku vasitəsilə ilkin mərhələyə keçir.

Servo aktivləşdirmə siyahısı.

Kompressor həmişə işləyir və röle ilə əlaqəlidir, "Servo On" blokundan bir siqnal gəldikdə, "TOF" taymer blokuna gedir və röleyi 15 dəqiqə söndürür və rölin vəziyyəti haqqında məlumat ötürür. menyuda.

Termostatın siyahısı.

Kitabxana vasitəsilə temperatur sensörünü qoşun