Sveikinimai visiems mikrovaldiklio mėgėjams naminis. Jei esate laimingas namų akvariumo savininkas, tada galbūt šis straipsnis jus sudomins. Jame išsamiai aprašysiu visą paprasto, bet labai naudingo namuose gaminamo akvakultūros kūrimo procesą, skirtą palengvinti nedidelio povandeninio pasaulio savininko gyvenimą.
Kaip žinote, bet koks sėkmingas projektas prasideda nuo techninių specifikacijų parengimo. Toliau pateikiami pagrindiniai reikalavimai ir funkcijos, kurias norėjau gauti iš akvakultūros valdytojo:
- pigios ir prieinamos dalys;
- pritaikomas laikas įjungti ir išjungti šviesą akvariume;
- maitinimo režimas (filtras išsijungia ir automatiškai įsijungia po 15 minučių);
- šėrimo grafiko įtraukimas;
- aplinkos oro temperatūros ir drėgmės matavimas (kaip priedas);
- dabartinės datos, laiko ir kitų parametrų rodymas LCD ekrane;
- valdymo ir parametrų nustatymai per meniu naudojant 4 mygtukus (aukštyn, žemyn, gerai, atšaukiant);
- pritaikomas laikas įjungti ir išjungti šviesą akvariume;
- maitinimo režimas (filtras išsijungia ir automatiškai įsijungia po 15 minučių);
- šėrimo grafiko įtraukimas;
- aplinkos oro temperatūros ir drėgmės matavimas (kaip priedas);
- dabartinės datos, laiko ir kitų parametrų rodymas LCD ekrane;
- valdymo ir parametrų nustatymai per meniu naudojant 4 mygtukus (aukštyn, žemyn, gerai, atšaukiant);
Remiantis tuo, kas išdėstyta aukščiau, gimė 1 paveiksle pavaizduota grandinė.
1 paveikslas. Akvakultūros valdiklio elektrinė schema
Pagrindinis elementas yra lenta Arduino Prominiįsigytas Kinijoje. Kaip vėliau paaiškėjo, jame buvo sumontuotas valdiklis „ATMega168“ vietoj ATMega328. Tai privertė jus susimąstyti apie programos optimizavimą, nes ji pasirodė nepakeliama šiam valdikliui dėl pusės „flash“ atminties dydžio.
Informacijai rodyti buvo pasirinktas gerai žinomas 2 eilučių 16 simbolių LCD ekranas. Projekte jis yra sujungtas su Arduino 4 laidų duomenų magistralėje.
Skaitmeninis jutiklis yra atsakingas už temperatūros ir drėgmės matavimą. Dth11. Buitiniams poreikiams to užtenka. Tiesą sakant, jis neturi konkretaus tikslo ir pridedamas kaip priedas prie bendro vaizdo.
Liuminescencinei lempai ir filtrui valdyti naudojau du simistorinius kanalus, padarytus ant krūvos optoimistoriaus. MOC3063 ir galios simistorius BT137-600E. Tai leido atsikratyti mechaninių relių grandinės, dėl kurios kažkodėl nejaučiu užuojautos.
Valdymo mygtukai - įprastas laikrodis, be tvirtinimo.
Na, kadangi visi nustatymai yra susieti su konkrečiu laiko periodu, įrenginyje būtinai turi būti realaus laiko laikrodis.Šiuo atveju aš naudojau modulį Tinyrtc pagrįstas mikroschema DS1703. Modulis valdomas protokolu i2c jame yra akumuliatoriaus įdėjimo jungtis, leidžianti išsaugoti datą ir laiką, kai bus išjungtas maitinimas. Išorinio modulio tiekimas parodytas nuotraukoje Nr. 2
Nuotrauka Nr. 2 - realaus laiko laikrodžio modulis
Taigi, reikalavimai yra apibrėžti, sudaryta schema - galite pereiti prie spausdintinės plokštės projektavimo etapo. Internetinė paslauga „EasyEda“ sėkmingai padėjo man susidoroti su šia užduotimi. Kad neapsunkinčiau gręžimo skylių, nusprendžiau visas srovę nešančias trasas ir komponentus sudėti į viršutinį sluoksnį. Šiek tiek susukęs detales redaktoriuje, gavau PCB dizainą, turintį tik tris jungtukus. Lentos išvaizdą galima pamatyti 3 paveiksle.
3 paveikslas - Akvakultūros grandinės plokštės išvaizda
Tie, kurie nori pakartoti projektą, gali atsisiųsti PCB failą iš šios nuorodos:
Peržiūrėti internetinį failą:
Peržiūrėti internetinį failą:
Taigi, į kokius dalykus turėtumėte atkreipti dėmesį. Pasipriešinimas R4 ir R8 - dvynės, visos kitos pagamintos SMD būstas 1206. Laikrodžio mygtukai turi dydį 12x12. Plokštėje taip pat yra kinų įtampos keitiklis 220 V / 5 V, kurio išvaizda parodyta nuotraukoje Nr. 4.
Nuotrauka Nr. 4 - įtampos keitiklis 220V / 5V.
Skystųjų kristalų ekraną ir realaus laiko laikrodžio modulį planuojama sumontuoti ant borto lentynų, kurių vaidmenį sėkmingai atlieku supjaustytais plastikiniais kaiščiais.
Dėl to yra apibrėžtos visos diegimo savybės ir lieka tik perkelti plokštę iš monitoriaus ekrano į mūsų fizinį pasaulį. Tam buvo pasirinktas gerai žinomas metodas. LUT, reiškia lazerinį spausdintuvą ir lygintuvą. Tiems, kurie nėra susipažinę su šia ateities technologija, schemos plokštės kūrimo procesas mano vonios kambaryje bus aprašytas žemiau.
Taigi, pradedantiesiems, ieškokite bet kokio žurnalo su blizgiais lapais ar fotopopieriaus lapo. Spausdiname plokštės modelį ant lazerinio spausdintuvo, nepamiršdami jo apversti. Paruošiame folija padengto stiklo-texalito gabalėlį pagal ruošinio dydį ir šlifuojame vario paviršių smulkiagrūdžiu švitriniu popieriumi. Tai turėtų būti kažkas tokio (nuotraukos numeris 5).
Nuotrauka Nr. 5 - lenta paruošta piešinio vertimui
Toliau apversime spaudinį ant folijos ir užtepame ant PCB. Po to popieriumi karštu lygintuvu važiuojame maždaug 3 minutes. Apšilimo laikas čia gali skirtis priklausomai nuo lygintuvo temperatūros ir šio slapto ritualo atlikėjo patirties. Tai vizualiai atrodo maždaug taip (nuotrauka Nr. 6):
Nuotrauka Nr. 6 - nuotraukos perkėlimas į folijos paviršių
Kai popierius tvirtai priklijuotas prie PCB, išjunkite lygintuvą ir leiskite plokštės atvėsti. Dabar reikia atsargiai nuimti popieriaus sluoksnį ir tuo pačiu nepažeisti lipnaus dažų. Kad byla pavyktų, popierius turi būti sudrėkintas ir nuimamas suvyniojant pirštų galiukais. Šis procesas aiškiau parodytas nuotraukoje Nr. 7.
Nuotrauka Nr. 7 - popieriaus išėmimas iš plokštės
Kartais atsitinka taip, kad kai kuriose vietose dažai paprasčiausiai nelimpa. Tokiu atveju šias sritis galima užpildyti nuolatiniu žymekliu. Nuotraukoje Nr. 8 parodyta lenta, išėmus popierių. Atminkite, kad viršutinėje kairėje dalyje nėra figūros dalies, kuri vėliau bus atkurta aukščiau nurodytu būdu.
Nuotrauka Nr. 8 - lenta nuėmus popierių
Kai pašalinsite visus nemalonius momentus, galite pradėti ėsdinti. Tam naudojau geležies chlorido tirpalą, kaip vieną iš prieinamiausių ir saugiausių variantų. Išgraviruodami lentą, kruopščiai ją nuplaukite tirpikliu, kad pašalintumėte tonerį iš pėdsakų. Tada vėl nuvalome smulkiu švitriniu popieriumi, nuriebaliname riebalus ir alavu. Rezultatas parodytas nuotraukoje Nr. 9.
Nuotrauka Nr. 9 - plokštė yra pasirengusi įdiegti radijo komponentus
Baigtas vienas pagrindinių etapų. Kitas etapas yra radijo komponentų montavimas ir litavimas. Tai kūrybingas ir grynai individualus procesas. Jei turite klausimų, aš pasiruošęs į juos atsakyti komentaruose, bet dabar jums tiesiog parodysiu, ką gavau (10 nuotrauka):
Nuotrauka Nr. 10 - lenta su sandariais komponentais
Kaip jau rašiau aukščiau, ekranas ir laikrodžio modulis yra pakeliami virš lentos plastikiniais stelažais, pagamintais iš kaiščių, kad būtų galima greitai sumontuoti, o jų kontaktai yra pritvirtinti prie plokštės plonais laidais.Temperatūros ir drėgmės jutiklis atskirai rodomas įrenginio viršuje. Mano nuomone, tokiu išdėstymu rodmenys bus tikslesni. Apšvietimo kanalų ir filtro plokštės apačioje yra du išoriniai lizdai. Taip pat mygtukų aukštis nebuvo pakankamas, todėl planuoju juos padidinti plastikinėmis įvorėmis. Po tam tikrų manipuliacijų prietaisas įgyja beveik baigtą vaizdą, parodytą nuotraukoje Nr. 11.
Nuotrauka Nr. 11 - akvakultūros valdytojas be korpuso
Prieš užklijuodami dėklo viršutinę dalį, turite įrašyti programinę-aparatinę įrangą „Arduino ProMini“. Norėdami tai padaryti, aš pritvirtinau kaiščius ant lentos, sujungtos su kontaktais Vcc, GND, Rx ir TX. Programuoti „Arduino ProMini“ lengviausia naudoti USB programuotojas, bet to nebuvo galima gauti. Jo vaidmenį sėkmingai atliko kita valdyba Arduino uno nuimant valdiklį. Aš nesileisiu į šio proceso detales, nes internete yra daug straipsnių šia tema. Aiškumo dėlei pateiksiu tik nuotrauką Nr. 12.
Nuotrauka Nr. 12 - pasirengimas programinės įrangos programinei įrangai
Dabar pakalbėkime apie pačią programą. Kai įjungiate maitinimą, rodomas pagrindinis ekranas. Čia rodoma informacija apie esamą datą, laiką, temperatūrą ir drėgmę. Atsižvelgiant į dabartinę sistemos būklę, taip pat rodomi keli specialieji ženklai, būtent: šviečia lemputė - saulės piktograma; šviesos išjungimas - mėnulio piktograma; filtras įjungtas - filtro piktograma; vyksta maitinimas - žuvies piktograma. Spustelėjus „Gerai“, vartotojas patenka į meniu, kuriame galima sukonfigūruoti tokius parametrus kaip:
- apšvietimo valdymo režimas. Šiame skyriuje galite rankiniu būdu įjungti ir išjungti apšvietimą pasirinkdami atitinkamą meniu elementą, taip pat nustatyti tvarkaraščio įjungimo ir išjungimo laiką.
- filtro valdymo režimas. Leidžia rankiniu būdu įjungti ir išjungti filtrą, pasirinkti funkciją „tiekimas“ (vestuvės) ir nustatykite šėrimo grafiką. Tiekimo režime filtras sustoja ir po 15 minučių automatiškai atsistato.
- esamos datos nustatymas.
- esamo laiko nustatymas. Duomenys apie datą ir laiką įrašomi į laikrodžio modulį, o išjungus maitinimą, jie nėra iš naujo nustatomi, jei jame yra baterija.
Norėdami geriau suprasti, 13 paveiksle parodyta meniu struktūra.
- apšvietimo valdymo režimas. Šiame skyriuje galite rankiniu būdu įjungti ir išjungti apšvietimą pasirinkdami atitinkamą meniu elementą, taip pat nustatyti tvarkaraščio įjungimo ir išjungimo laiką.
- filtro valdymo režimas. Leidžia rankiniu būdu įjungti ir išjungti filtrą, pasirinkti funkciją „tiekimas“ (vestuvės) ir nustatykite šėrimo grafiką. Tiekimo režime filtras sustoja ir po 15 minučių automatiškai atsistato.
- esamos datos nustatymas.
- esamo laiko nustatymas. Duomenys apie datą ir laiką įrašomi į laikrodžio modulį, o išjungus maitinimą, jie nėra iš naujo nustatomi, jei jame yra baterija.
Norėdami geriau suprasti, 13 paveiksle parodyta meniu struktūra.
№15 paveikslas - akvakultūros valdiklio meniu struktūra.
Atsisiųskite „Arduino Pro Mini“ ir visos reikalingos bibliotekos gali būti šią nuorodą
Parašę programą mikrovaldikliui, galite uždaryti bylą ir tęsti testus realiomis sąlygomis. Prieš rašant šį straipsnį praėjo maždaug savaitė operacijos. Akvakultūros valdytojas dirbo nepriekaištingai, be jokių sutrikimų, gelbėdamas mane nuo to, kad prireikčiau nuolat traukti šakutes, jei reikia, kad pamaitinčiau žuvis ar išjungčiau šviesą. Mano pastangų rezultatas parodytas nuotraukoje Nr. 16.
Nuotrauka Nr. 16 - veikiantis akvakultūros valdytojas