Arduino Aquacontroller محلي الصنع - ضروري لحوض السمك المنزلي

تحية لجميع عشاق الميكروكونترولر محلية الصنع. إذا كنت مالكًا سعيدًا لحوض أسماك منزلي ، فربما تكون هذه المقالة مفيدة لك. في ذلك ، سأصف بالتفصيل العملية برمتها لإنشاء وحدة تحكم مائية بسيطة ولكنها مفيدة للغاية في المنزل - aquacontroller ، مصممة لتسهيل حياة مالك عالم صغير تحت الماء.

كما تعلمون ، يبدأ أي مشروع ناجح بإعداد المواصفات الفنية. فيما يلي المتطلبات والوظائف الأساسية التي أردت الحصول عليها من المتحكم المائي:

- تكلفة منخفضة وتوافر المكونات ؛
- وقت قابل للتخصيص لتشغيل وإيقاف الضوء في الحوض ؛
- وضع التغذية (يتم إيقاف تشغيل المرشح ويبدأ تلقائيًا بعد 15 دقيقة) ؛
- إدراج جدول التغذية ؛
- قياس درجة حرارة ورطوبة الهواء المحيط (كإضافة) ؛
- عرض التاريخ والوقت الحالي والمعلمات الأخرى على شاشة LCD ؛
- إعدادات الإدارة والمعلمات من خلال القائمة باستخدام 4 أزرار (أعلى ، أسفل ، موافق ، إلغاء) ؛

بناءً على ما سبق ، ولدت الدائرة الموضحة في الشكل 1.

الشكل 1 - رسم بياني كهربائي لجهاز التحكم المائي

العنصر الرئيسي هو المجلس اردوينو برومينيالمكتسبة في الصين. كما اتضح لاحقًا ، تم تثبيت وحدة تحكم عليه ATMega168 بدلا من ATMega328. هذا جعلني العبث في تحسين البرنامج ، حيث اتضح أنه لا يطاق لجهاز التحكم هذا بسبب نصف حجم ذاكرة الفلاش.

تم اختيار شاشة LCD معروفة من سطرين مؤلفة من 16 حرفًا لعرض المعلومات. في المشروع ، يتم توصيله اردوينو على ناقل بيانات 4 أسلاك.

جهاز الاستشعار الرقمي مسؤول عن قياس درجة الحرارة والرطوبة. Dth11. بالنسبة للاحتياجات المحلية يكفي. في الواقع ، ليس لها غرض محدد ويتم إضافتها فقط كإضافة للصورة العامة.

للتحكم في المصباح الفلوري والفلتر ، استخدمت قناتي simistor ، صنعت على مجموعة من simulator البصري MOC3063 ومحاكي الطاقة BT137-600E. هذا سمح لنا بتخليص الدائرة من المرحلات الميكانيكية ، والتي لسبب ما لا أشعر بالتعاطف.

أزرار الإدارة - الساعة المعتادة بدون تثبيت.

حسنًا ، نظرًا لأن جميع الإعدادات مرتبطة بفترة زمنية محددة ، يجب أن يحتوي الجهاز بالضرورة على ساعة في الوقت الفعلي.في هذه الحالة ، استخدمت الوحدة Tinyrtc على أساس الدوائر المصغرة DS1703. يتم التحكم في الوحدة النمطية عن طريق البروتوكول i2c ويحتوي على موصل لتثبيت البطارية ، مما يسمح لك بحفظ التاريخ والوقت عند إيقاف تشغيل الطاقة. يظهر تغذية الوحدة الخارجية في الصورة رقم 2

صورة رقم 2 - وحدة ساعة في الوقت الحقيقي

لذلك ، يتم تحديد المتطلبات ، يتم رسم المخطط - يمكنك الانتقال إلى مرحلة تصميم لوحة الدوائر المطبوعة. ساعدتني خدمة EasyEda عبر الإنترنت بنجاح في التعامل مع هذه المهمة. لكي لا أزعج ثقوب الحفر ، قررت وضع جميع المسارات والمكونات الحاملة للتيار في الطبقة العليا. بعد أن قمت بتحريف التفاصيل قليلاً في المحرر ، حصلت على تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع ثلاثة لاعبين فقط. يمكن رؤية مظهر اللوحة في الشكل 3.

الشكل 3 - مظهر لوحة الدائرة المائية

يمكن لأولئك الذين يرغبون في تكرار المشروع تنزيل ملف PCB من هذا الرابط: pcb-lut.pdf [69.4 كيلوبايت] (التنزيلات: 131)
عرض الملف عبر الإنترنت:

لذا ، ما هي النقاط التي يجب الانتباه إليها. المقاومة R4 و R8 - توأم ، كل الباقي مصنوع مصلحة الارصاد الجوية الإسكان 1206. أزرار الساعة لها حجم 12x12. تحتوي اللوحة أيضًا على محول جهد صيني 220 فولت / 5 فولت، الذي يظهر مظهره في الصورة رقم 4.

صورة رقم 4 - محول الجهد 220 فولت / 5 فولت.

من المخطط تركيب شاشة LCD ووحدة الساعة في الوقت الفعلي على رفوف على متن الطائرة ، والتي قمت بأدائها بنجاح من خلال قطع المسامير البلاستيكية.

على هذا ، يتم تحديد جميع ميزات التثبيت ويبقى فقط لنقل اللوحة من شاشة العرض إلى عالمنا المادي. تم اختيار طريقة معروفة لهذا الغرض. لوطمما يعني وجود طابعة ليزر ومكواة. بالنسبة لأولئك الذين ليسوا على دراية بتكنولوجيا المستقبل هذه ، سيتم وصف عملية إنشاء لوحة دارة في حمامي أدناه.

لذا ، بالنسبة للمبتدئين ، ابحث عن أي مجلة تحتوي على صفحات لامعة أو ورقة صور. نقوم بطباعة نمط اللوحة على طابعة الليزر ، دون نسيان قلبها. نقوم بتحضير قطعة من الزجاج المغلف بالرقائق المعدنية وفقًا لحجم الفراغ ونطحن سطح النحاس بورق الصنفرة المحبب إلى التألق. يجب أن يكون شيء من هذا القبيل (الصورة رقم 5).

صورة رقم 5 - تم تجهيز اللوحة لترجمة الرسم

بعد ذلك ، نحول المطبوعات إلى الرقاقة ونطبقها على PCB. بعد ذلك ، نقوم بقيادة الورقة بمكواة ساخنة لمدة 3 دقائق تقريبًا. قد يختلف وقت الإحماء هنا اعتمادًا على درجة حرارة المكواة وتجربة المؤدي لهذه الطقوس السرية. يبدو هذا شيئًا مثل هذا (الصورة رقم 6):

صورة رقم 6 - نقل الصورة إلى سطح الرقاقة

بعد لصق الورق بإحكام على PCB ، أوقف تشغيل المكواة واترك لوحة الدائرة لتبرد. الآن تحتاج إلى إزالة طبقة الورق بعناية وفي نفس الوقت لا تتلف الحبر الملصق. لكي تنجح الحالة ، يجب ترطيب الورق وإزالته عن طريق التدحرج بأطراف الأصابع. تظهر هذه العملية بشكل أوضح في الصورة رقم 7.

صورة رقم 7 - إزالة الورق من لوحة الدائرة

يحدث أحيانًا أن الحبر لا يلتصق في بعض الأماكن. في هذه الحالة ، يمكن استكمال هذه المناطق بعلامة دائمة. تظهر الصورة رقم 8 اللوحة بعد إزالة الورقة. يرجى ملاحظة أنه في الجزء الأيسر العلوي لا يوجد جزء من الشكل ، والذي سيتم استعادته لاحقًا بالطريقة المذكورة أعلاه.

صورة رقم 8 - لوح بعد نزع الورق

عندما يتم التخلص من جميع اللحظات غير السارة ، يمكنك البدء في النقش. لهذا ، استخدمت محلول كلوريد الحديديك ، كواحد من أكثر الخيارات بأسعار معقولة وآمنة. بعد نقش اللوحة ، اشطفها جيدًا بمذيب لإزالة الحبر من المسارات. ثم مرة أخرى نقوم بتنظيفها باستخدام ورق الصنفرة الناعم والشحوم والقصدير. وتظهر النتيجة في الصورة رقم 9.

صورة رقم 9 - اللوحة جاهزة لتركيب المكونات اللاسلكية

تم الانتهاء من واحدة من المراحل الرئيسية. المرحلة التالية هي تركيب ولحام مكونات الراديو. هذه عملية إبداعية وفردية بحتة. إذا كان لديك أي أسئلة ، فأنا مستعد للإجابة عليها في التعليقات ، ولكن الآن سأوضح لك ما حصلت عليه (الصورة 10):

صورة رقم 10 - لوحة بمكونات مختومة

كما كتبت أعلاه ، يتم رفع الشاشة ووحدة الساعة فوق اللوح مع رفوف بلاستيكية مصنوعة من المسامير للتثبيت السريع ، ويتم لحام جهات الاتصال الخاصة بهم على اللوحة بأسلاك رفيعة.يتم عرض مستشعر درجة الحرارة والرطوبة بشكل منفصل أعلى الجهاز. في رأيي ، مع هذا الترتيب ، ستكون القراءات أكثر دقة. بالنسبة لقنوات الإضاءة والمرشح ، يتم عرض منفذين خارجيين في أسفل اللوحة. أيضًا ، كان ارتفاع الأزرار غير كافٍ ، لذلك أخطط لزيادة هذه البطانات البلاستيكية. بعد بعض التلاعبات ، يأخذ الجهاز مظهرًا شبه مكتمل ، كما هو موضح في الصورة رقم 11.

صورة رقم 11 - متحكم مائي بدون سكن

قبل إغلاق الجزء العلوي من العلبة ، يجب كتابة البرنامج الثابت اردوينو ProMini. للقيام بذلك ، أضع دبابيس على اللوحة متصلة بجهات الاتصال VCC, GND, Rx و TX. للبرمجة اردوينو ProMini أسهل باستخدام مبرمج USB، ولكن هذا لم يكن متاحًا. تم تنفيذ دوره بنجاح من قبل مجلس آخر اردوينو أونو مع إزالة وحدة التحكم. لن أخوض في تفاصيل هذه العملية ، نظرًا لوجود العديد من المقالات حول هذا الموضوع على الإنترنت. سأعطي فقط الصورة رقم 12 للتوضيح.

صورة رقم 12 - تحضير البرامج الثابتة

الآن دعونا نتحدث عن البرنامج نفسه. عند تشغيل الطاقة ، يتم عرض الشاشة الرئيسية. يعرض معلومات حول التاريخ والوقت ودرجة الحرارة والرطوبة الحالية. أيضًا ، يتم عرض العديد من الأحرف الخاصة اعتمادًا على الحالة الحالية للنظام ، وهي: الضوء مضاء - رمز الشمس ؛ ضوء إيقاف - رمز القمر ؛ عامل التصفية - رمز التصفية ؛ التغذية جارية - أيقونة الأسماك. عند النقر فوق "موافق" ، يدخل المستخدم قائمة حيث من الممكن تكوين معلمات مثل:
- وضع التحكم في الإضاءة. في هذا القسم ، يمكنك تشغيل الضوء وإيقافه يدويًا عن طريق تحديد عنصر القائمة المقابل ، وتعيين وقت التشغيل وإيقاف التشغيل وفقًا للجدول الزمني.
- وضع التحكم في التصفية. يتيح لك تشغيل الفلتر وإيقافه يدويًا ، حدد وظيفة "التغذية" (يتغذى) ، وضبط جدول التغذية. في وضع التغذية ، يتوقف المرشح ويستعيد تلقائيًا بعد 15 دقيقة.
- تحديد التاريخ الحالي.
- ضبط الوقت الحالي. يتم تسجيل بيانات التاريخ والوقت في وحدة الساعة ، وعند إيقاف تشغيل الطاقة ، لا يتم إعادة تعيينها إذا كانت البطارية مثبتة عليها.

لفهم أفضل ، يوضح الشكل 13 بنية القائمة.

الشكل №15 - هيكل قائمة المتحكم المائي.

تنزيل البرامج الثابتة ل اردوينو برو ميني ويمكن أن تكون جميع المكتبات الضرورية هذا الرابط

بعد كتابة البرنامج إلى وحدة التحكم الدقيقة ، يمكنك إغلاق الحالة والمتابعة إلى الاختبارات في ظروف حقيقية. مرت حوالي أسبوع من العملية قبل كتابة هذا المقال. عمل جهاز التحكم في الماء بشكل مثالي دون أي خلل ، مما وفر لي من سحب الشوكات باستمرار إذا لزم الأمر لإطعام الأسماك أو إطفاء الأنوار. وتظهر نتيجة جهودي في الصورة رقم 16.

صورة رقم 16 - متحكم مائي قيد التشغيل