Lumea suferă de schimbări climatice neașteptate și aceste schimbări sunt cauzate de diverse activități practicate de omenire. Atunci când apar aceste schimbări, temperatura crește dramatic și ar putea duce la precipitații abundente, inundații, etc. . În acest proiect, vom crea o alarmă de ploaie, astfel încât atunci când începe ploaia să putem face unele acțiuni pentru a economisi apă, deoarece am putea furniza acea apă plantelor, am putea face ceva hardware pentru a trimite acea apă în rezervorul aerian etc. circuitul detectorului de apă de ploaie va detecta apa de ploaie și va genera o alertă pentru persoanele din apropiere, astfel încât acestea să poată lua măsuri imediate. Circuitul nu este foarte complex și poate fi pregătit de oricine are cunoștințe de bază în ceea ce privește componentele electrice, cum ar fi rezistențele, condensatoarele și tranzistoarele.
Circuit de alarmă de ploaie
Cum se integrează componentele electrice de bază pentru proiectarea circuitului senzorului de ploaie?
Acum, deoarece avem ideea de bază a proiectului nostru, să trecem la colectarea componentelor, proiectarea circuitului pe software pentru testare și apoi asamblarea acestuia pe hardware. Vom realiza acest circuit pe o placă PCB și apoi îl vom așeza într-un loc potrivit, astfel încât ori de câte ori începe ploaia să fim anunțați prin alarmă.
Pasul 1: Componente necesare (hardware)
- Senzor picătură de ploaie (x1)
- BC548 Tranzistor (x1)
- LED-uri (x1)
- 1N4007 Diodă de joncțiune PN (x1)
- Rezistor 220 KΩ (x1)
- Rezistor de 10 KΩ (x1)
- Rezistor de 470 KΩ (x1)
- Rezistor de 3,3 KΩ (x2)
- Rezistor 68 KΩ (x1)
- Condensator 22 µF (x1)
- Condensator 100 µF (x2)
- Condensator ceramic 10nF (x1)
- Condensator ceramic 100pF (x1)
- Buzzer (x1)
- Sârme jumper
- Panou (x1)
- FeCl3
- Placă PCB (x1)
- Ciocan de lipit
- Hot Glue Gun
- Multimetru digital
Pasul 2: Componente necesare (software)
- Proteus 8 Professional (poate fi descărcat de pe Aici )
După descărcarea Proteus 8 Professional, proiectați circuitul de pe acesta. Am inclus aici simulări software, astfel încât să fie convenabil pentru începători să proiecteze circuitul și să facă conexiuni adecvate pe hardware.
Pasul 3: Studierea componentelor
Acum, pe măsură ce am făcut o listă cu toate componentele pe care le vom folosi în acest proiect. Să mergem mai departe și să parcurgem un scurt studiu al tuturor componentelor hardware principale.
Senzor picătură de ploaie: Modulul senzorului picăturilor de ploaie detectează precipitațiile. Funcționează pe principiul legii lui Ohm. (V = IR). Atunci când nu este ploaie, rezistența senzorului va fi foarte mare, deoarece nu există conducte între firele din senzor. De îndată ce apa de ploaie începe să cadă pe senzor, se realizează calea de conducere și rezistența dintre fire este redusă. Atunci când conducerea este redusă, componenta electrică conectată la senzor este declanșată și starea acesteia se schimbă.
Senzor picătură de ploaie
Acest senzor poate fi realizat și acasă dacă avem placa PCB. Cei care nu doresc să achiziționeze acest senzor îl pot face acasă realizând un model de tren de impulsuri cu ajutorul unui lucru ascuțit, cum ar fi un cuțit. Diametrul impulsurilor trebuie să fie de aproximativ 3 cm și se poate realiza același model așa cum se arată în imaginea de mai sus. Am realizat acest senzor acasă și am atașat poza de mai jos:
Senzor picătură de ploaie proiectat acasă
555 IC temporizator: Acest CI are o varietate de aplicații, cum ar fi furnizarea de întârzieri, ca oscilator, etc. Există trei configurații principale ale IC-ului cu temporizator 555. Multivibrator durabil, multivibrator monostabil și multivibrator bistabil. În acest proiect, îl vom folosi ca un Astabil multivibrator. În acest mod, CI funcționează ca un oscilator care generează un impuls pătrat. Frecvența circuitului poate fi reglată prin reglarea circuitului. adică prin variația valorilor condensatorilor și rezistențelor care sunt utilizate în circuit. IC va genera o frecvență atunci când un impuls pătrat înalt este aplicat la RESET pin.
555 IC temporizator
Buzzer: LA Buzzer este un dispozitiv de semnalizare audio sau un difuzor în care se utilizează un efect piezoelectric pentru a produce sunet. O tensiune este aplicată materialului piezoelectric pentru a produce o mișcare mecanică inițială. Apoi, rezonatoarele sau diafragmele sunt folosite pentru a converti această mișcare într-un semnal sonor sonor. Aceste difuzoare sau buzzere sunt relativ ușor de utilizat și au o gamă largă de aplicații. De exemplu, acestea sunt utilizate în ceasurile digitale cu cuarț. Pentru aplicații cu ultrasunete, funcționează bine în intervalul 1-5 kHz și până la 100 kHz.
Buzzer
BC 548 NPN tranzistor: Este un tranzistor de uz general care este utilizat în principal în două scopuri principale (comutare și amplificare). Gama valorii de câștig pentru acest tranzistor este între 100-800. Acest tranzistor poate gestiona un curent maxim de aproximativ 500mA, prin urmare nu este utilizat în tipul de circuit care are sarcini care funcționează pe amperi mai mari. Când tranzistorul este părtinitor, acesta permite curentului să curgă prin el și se numește etapa respectivă saturare regiune. Când curentul de bază este eliminat, tranzistorul este oprit și intră complet A tăia calea regiune.
BC 548 Tranzistor
Pasul 4: Diagrama bloc
Am realizat o diagramă bloc pentru a înțelege cu ușurință principiul de funcționare al circuitului.
Diagramă bloc
Pasul 5: Înțelegerea principiului de lucru
După asamblarea hardware-ului vom vedea că de îndată ce apa este aruncată pe senzorul de ploaie, placa va începe să conducă și, prin urmare, ambii tranzistori se vor roti PE și, prin urmare, LED-ul se va aprinde, de asemenea, deoarece este conectat la emițătorul tranzistorului Q1. Când tranzistorul Q2 intră în regiunea de saturație, condensatorul C1 se va comporta ca un jumper între ambele tranzistoare Q1 și Q3 și va fi încărcat de rezistorul R4. Când Q3 merge în regiunea de saturație, RESET pinul de 555 timer IC va fi declanșat și un semnal va fi trimis la pinul de ieșire 3 al IC-ului la care este conectat buzzerul și, prin urmare, buzzerul va începe să sune. Când nu va fi ploaie, nu va exista conductiune și rezistența senzorului este foarte mare, prin urmare pinul RESET al IC nu este declanșat, rezultând nicio alarmă.
Pasul 6: Simularea circuitului
Înainte de a face circuitul, este mai bine să simulați și să examinați toate citirile unui software. Software-ul pe care îl vom folosi este Proteus Design Suite . Proteus este un software pe care se simulează circuite electronice.
- După ce descărcați și instalați software-ul Proteus, deschideți-l. Deschideți o nouă schemă făcând clic pe ISIS pictogramă din meniu.
Nou Schemetic.
- Când apare noua schemă, faceți clic pe P pictogramă din meniul lateral. Aceasta va deschide o casetă în care puteți selecta toate componentele care vor fi utilizate.
Noua schemă
- Acum tastați numele componentelor care vor fi utilizate pentru realizarea circuitului. Componenta va apărea într-o listă din partea dreaptă.
Selectarea componentelor
- În același mod, ca mai sus, căutați toate componentele. Ele vor apărea în Dispozitive Listă.
Lista componentelor
Pasul 7: Realizarea unui aspect PCB
Deoarece vom face circuitul hardware pe un PCB, trebuie mai întâi să facem un layout PCB pentru acest circuit.
- Pentru a face aspectul PCB-ului pe Proteus, trebuie mai întâi să atribuim pachetele PCB fiecărei componente din schemă. pentru a aloca pachete, faceți clic dreapta pe componenta pe care doriți să o atribuiți și selectați Instrument de ambalare.
Atribuiți pachete
- Faceți clic pe opțiunea ARIES din meniul de sus pentru a deschide o schemă PCB.
- Din lista de componente, plasați toate componentele pe ecran într-un design la care doriți să arate circuitul dvs.
- Faceți clic pe modul de urmărire și conectați toți pinii pe care software-ul vă spune să îi conectați, arătând o săgeată.
- Când se face întregul aspect, va arăta astfel:
Pasul 8: Diagrama circuitului
După realizarea schemei PCB, schema circuitului va arăta astfel.
Diagrama circuitului
Pasul 9: Configurarea hardware-ului
Așa cum am simulat acum circuitul pe software și funcționează perfect. Acum, să mergem înainte și să plasăm componentele pe PCB. Un PCB este o placă cu circuite imprimate. Este o placă complet acoperită cu cupru pe o parte și complet izolantă de cealaltă parte. Realizarea circuitului pe PCB este relativ un proces lung. După ce circuitul este simulat pe software și se realizează aspectul său PCB, aspectul circuitului este tipărit pe o hârtie de unt. Înainte de a așeza hârtia de unt pe placa PCB, folosiți scrapperul PCB pentru a freca placa, astfel încât stratul de cupru de la bord să fie micșorat din partea de sus a plăcii.
Îndepărtarea stratului de cupru
Apoi, hârtia de unt este plasată pe placa PCB și călcată până când circuitul este imprimat pe tablă (durează aproximativ cinci minute).
Calcat placa PCB
Acum, când circuitul este imprimat pe placă, acesta este scufundat în FeCl3soluție de apă fierbinte pentru a elimina cuprul suplimentar de pe placă, doar cuprul de sub circuitul imprimat va rămâne în urmă.
Gravare PCB
După aceea frecați placa PCB cu racletul, astfel încât cablajul să fie proeminent. Acum găuriți găurile în locurile respective și așezați componentele pe placa de circuit.
Găuri de găurire în PCB
Lipiți componentele de pe placă. În cele din urmă, verificați continuitatea circuitului și dacă apare discontinuitate în orice loc, dezlipiți componentele și conectați-le din nou. Este mai bine să aplicați adeziv fierbinte folosind un pistol de adeziv fierbinte pe bornele pozitive și negative ale bateriei, astfel încât bornele bateriei să nu poată fi desprinse din circuit.
Setarea DMM pentru verificarea continuității
Pasul 10: Testarea circuitului
După asamblarea componentelor hardware de pe placa PCB și verificarea continuității, trebuie să verificăm dacă circuitul nostru funcționează corect sau nu, vom testa circuitul nostru. În primul rând, vom conecta bateria și apoi vom arunca puțină apă pe senzor și vom verifica dacă LED-ul începe să aprindă și buzzerul începe să sune sau nu. Dacă se întâmplă acest lucru înseamnă că ne-am finalizat proiectul.
Hardware asamblat pentru testare
Aplicații
- Poate fi folosit pe câmp pentru a alerta fermierii despre ploaie.
- Cea mai obișnuită aplicație este că poate fi utilizată în automobile, astfel încât ori de câte ori începe ploaia șoferul să se întoarcă PE ștergătoarele ascultând sunetul sonorului.
- Dacă este instalat un anumit hardware pentru a stoca apa de ploaie în rezervoarele aeriene, atunci acest circuit este foarte util acasă, deoarece notifică persoanele care locuiesc în casă imediat ce începe ploaia și pot face aranjamente adecvate pentru a stoca acea apă.
