Svijet pati od neočekivanih klimatskih promjena, a te su promjene uzrokovane raznim aktivnostima koje provodi čovječanstvo. Kada se te promjene dogode, temperatura se dramatično povisuje i to može rezultirati obilnim kišama, poplavama itd. Ušteda vode na odgovornosti svakog građanina, a ako ne budemo obraćali pažnju na očuvanje te osnovne životne potrebe, uskoro ćemo teško patiti . U ovom projektu stvorit ćemo alarm za kišu kako bismo, kad kiša počne, mogli poduzeti neke radnje za uštedu vode, jer bismo tu vodu mogli pružiti biljkama, mogli bismo napraviti neki hardver za slanje te vode u nadzemni spremnik, itd. Krug detektora kišnice detektirat će kišnicu i generirati upozorenje za ljude u blizini kako bi mogli odmah poduzeti mjere. Krug nije vrlo složen i može ga pripremiti svatko tko ima neko osnovno znanje o električnim komponentama poput otpornika, kondenzatora i tranzistora.
Kružni alarmni krug
Kako integrirati osnovne električne komponente za projektiranje Rainsensor kruga?
Sada, budući da imamo osnovnu ideju našeg projekta, krenimo prema prikupljanju komponenata, dizajniranju sklopa na softveru za testiranje, a zatim ga konačno sklopimo na hardveru. Napravit ćemo ovaj sklop na ploči s PCB-om, a zatim ga postaviti na prikladno mjesto tako da budemo alarmirani kad god počne kiša.
Korak 1: Potrebne komponente (hardver)
- Senzor kišne kapi (x1)
- BC548 tranzistor (x1)
- LED diode (x1)
- 1N4007 PN dioda za spajanje (x1)
- Otpornik 220 KΩ (x1)
- Otpornik od 10 KΩ (x1)
- Otpornik 470 KΩ (x1)
- Otpornik od 3,3 KΩ (x2)
- Otpornik od 68 KΩ (x1)
- Kondenzator od 22 µF (x1)
- Kondenzator od 100 µF (x2)
- Keramički kondenzator 10nF (x1)
- Keramički kondenzator 100pF (x1)
- Zujalica (x1)
- Jumper žice
- Znamenitosti (x1)
- FeCl3
- PCB ploča (x1)
- Lemilica
- Pištolj za vruće ljepilo
- Digitalni multimetar
Korak 2: Potrebne komponente (softver)
- Proteus 8 Professional (Može se preuzeti s Windows Vista Ovdje )
Nakon preuzimanja Proteus 8 Professional, dizajnirajte sklop na njemu. Ovdje smo uključili softverske simulacije kako bi početnicima bilo prikladno dizajnirati sklop i uspostaviti odgovarajuće veze na hardveru.
Korak 3: Proučavanje komponenata
Sad kad smo napravili popis svih komponenata koje ćemo koristiti u ovom projektu. Pomaknimo se korak dalje i prođite kroz kratku studiju svih glavnih hardverskih komponenata.
Senzor kišne kapi: Modul senzora kišne kapi otkriva kišu. Djeluje na principu Ohmovog zakona. (V = IR). Kad nema kiše, otpor na senzoru bit će vrlo velik jer nema provodljivosti između žica u senzoru. Čim kišnica počne padati na senzor, provodi se put provođenja i smanjuje se otpor između žica. Kada se smanji vodljivost, aktivira se električna komponenta koja je spojena na senzor i stanje se mijenja.
Senzor kišne kapi
Ovaj senzor može se napraviti i kod kuće ako imamo pločicu s PCB-om. Oni koji ne žele kupiti ovaj senzor, mogu ga napraviti kod kuće izradom uzorka impulsnih vlakova uz pomoć oštre stvari poput noža. Promjer impulsa trebao bi biti približno 3 cm i može se napraviti isti uzorak kao što je prikazano na gornjoj slici. Ovaj sam senzor napravio kod kuće i priložio donju sliku:
Senzor kišne kapi dizajniran kod kuće
555 IC tajmera: Ovaj IC ima razne aplikacije poput pružanja vremenskih odgoda, kao oscilator itd. Postoje tri glavne konfiguracije 555 IC timera. Podesivi multivibrator, monostabilni multivibrator i bistabilni multivibrator. U ovom ćemo ga projektu koristiti kao Otporan multivibrator. U ovom načinu rada IC djeluje kao oscilator koji generira kvadratni impuls. Frekvencija kruga može se podesiti podešavanjem kruga. tj. promjenom vrijednosti kondenzatora i otpornika koji se koriste u krugu. IC će generirati frekvenciju kada se na kvadrat primijeni impuls visokog kvadrata PONOVNO PONAŠATI pribadača
555 IC timer
Zujalica: DO Zujalica je zvučni signalni uređaj ili zvučnik u kojem se piezoelektrični efekt koristi za stvaranje zvuka. Na piezoelektričnom materijalu primjenjuje se napon za stvaranje početnog mehaničkog gibanja. Tada se rezonatori ili dijafragme koriste za pretvaranje ovog gibanja u zvučni zvučni signal. Ovi zvučnici ili zujalice relativno su jednostavni za upotrebu i imaju širok spektar primjene. Na primjer, koriste se u digitalnim kvarcnim satovima. Za ultrazvučne primjene, radi dobro u rasponu od 1-5 kHz i do 100 kHz.
Zujalica
BC 548 NPN tranzistor: To je tranzistor opće namjene koji se uglavnom koristi u dvije glavne svrhe (komutacija i pojačanje). Raspon vrijednosti pojačanja za ovaj tranzistor je između 100-800. Ovaj tranzistor može podnijeti maksimalnu struju od oko 500mA, stoga se ne koristi u tipu sklopa koji ima opterećenja koja djeluju na većim amperima. Kada je tranzistor pristran, on omogućuje da struja prolazi kroz njega i taj stupanj se naziva zasićenje regija. Kada se ukloni osnovna struja, tranzistor je isključen i ulazi potpuno Odrezati regija.
Prije Krista 548 Tranzistor
Korak 4: Blok dijagram
Napravili smo blok dijagram kako bismo lako razumjeli princip rada sklopa.
Blok dijagram
Korak 5: Razumijevanje načela rada
Nakon sastavljanja hardvera vidjet ćemo da će čim kapne voda na senzor za kišu ploča početi provoditi i kao rezultat će se okrenuti oba tranzistora NA i stoga će se LED također uključiti jer je povezana s emitorom tranzistora Q1. Kad tranzistor Q2 pređe u područje zasićenja, kondenzator C1 ponašat će se kao prespojnik između oba tranzistora Q1 i Q3 i napuniće ga otpornik R4. Kad Q3 pređe u područje zasićenja, PONOVNO PONAŠATI pokrenut će se pin od 555 IC tajmera i signal će se poslati na izlazni pin 3 IC-a na koji je spojen zujalica i time će zujati početi zvoniti. Kad neće biti kiše, neće biti vodljivosti, a otpor senzora je vrlo velik, stoga se RESET pin IC-a ne aktivira što rezultira alarmom.
Korak 6: Simulacija sklopa
Prije izrade sklopa bolje je simulirati i ispitati sva očitanja na softveru. Softver koji ćemo koristiti je Proteus Design Suite . Proteus je softver na kojem se simuliraju elektronički sklopovi.
- Nakon što preuzmete i instalirate softver Proteus, otvorite ga. Otvorite novu shemu klikom na JE JE ikonu na izborniku.
Nova shema.
- Kada se pojavi nova shema, kliknite na Str ikonu na bočnom izborniku. Otvorit će se okvir u kojem možete odabrati sve komponente koje će se koristiti.
Nova shema
- Sada upišite ime komponenata koje će se koristiti za izradu sklopa. Komponenta će se pojaviti na popisu s desne strane.
Odabir komponenata
- Na isti način, kao i gore, pretražite sve komponente. Oni će se pojaviti u Uređaji Popis.
Popis komponenata
Korak 7: Izrada izgleda PCB-a
Kako ćemo izraditi hardverski sklop na PCB-u, prvo moramo napraviti izgled PCB-a za ovaj sklop.
- Da bismo napravili izgled PCB-a na Proteusu, prvo moramo dodijeliti PCB pakete svakoj komponenti sheme. da biste dodijelili pakete, desnim klikom miša kliknite komponentu kojoj želite dodijeliti paket i odaberite Alat za pakiranje.
Dodijelite pakete
- Kliknite opciju ARIES na gornjem izborniku da biste otvorili shemu PCB-a.
- Na popisu komponenata stavite sve komponente na zaslon u obliku u kojem želite da izgleda vaš krug.
- Kliknite način praćenja i povežite sve igle za koje vam softver kaže da ih trebate povezati tako da pokažete strelicu.
- Kad se napravi cijeli izgled, izgledat će ovako:
Korak 8: Kružni dijagram
Nakon izrade izgleda PCB-a shema sklopa izgledat će ovako.
Kružni dijagram
Korak 9: Postavljanje hardvera
Kao što smo sada simulirali sklop na softveru i on radi savršeno dobro. Krenimo sada i stavimo komponente na PCB. PCB je tiskana pločica. To je ploča koja je s jedne strane potpuno presvučena bakrom, a s druge strane potpuno izolirana. Izrada sklopa na PCB-u relativno je dug postupak. Nakon simulacije sklopa na softveru i izrade izgleda PCB-a, raspored sklopa ispisuje se na maslacem. Prije stavljanja papira s maslacem na ploču s PCB-om, strugačem za PCB utrljajte ploču tako da se sloj bakra na ploči smanji s vrha ploče.
Uklanjanje bakrenog sloja
Zatim se papir s maslacem stavi na ploču s tiskanim pločama i glača dok se na ploči ne ispiše strujni krug (potrebno je približno pet minuta).
Glačanje ploče PCB-a
Sada, kada je krug otisnut na ploči, umočen je u FeCl3otopine vruće vode za uklanjanje suvišnog bakra s ploče, ostat će samo bakar ispod tiskanog kruga.
Bakropis na PCB
Nakon toga natrljajte ploču PCB-a strugačem tako da ožičenje bude vidljivo. Sada izbušite rupe na odgovarajućim mjestima i stavite komponente na pločicu.
Bušenje rupa u PCB-u
Lemite komponente na ploči. Na kraju, provjerite kontinuitet kruga i ako se na bilo kojem mjestu dogodi diskontinuitet, odlepite komponente i ponovno ih spojite. Bolje je vruće ljepilo nanijeti pištoljem za vruće ljepilo na pozitivne i negativne terminale baterije, tako da se terminali akumulatora možda neće odvojiti od kruga.
Postavljanje DMM-a za provjeru kontinuiteta
Korak 10: Ispitivanje kruga
Nakon sastavljanja hardverskih komponenata na PCB ploči i provjere kontinuiteta trebamo provjeriti radi li naš krug ispravno ili ne, testirat ćemo svoj krug. Prvo ćemo spojiti bateriju, a zatim ćemo kapnuti malo vode na senzor i provjeriti počinje li LED svijetliti, a zujalo zvoniti ili ne. Ako se to dogodi, znači da smo dovršili naš projekt.
Hardver sastavljen za testiranje
Prijave
- Može se koristiti na poljima da upozori poljoprivrednike o kiši.
- Najčešća je primjena da se može koristiti u automobilima tako da se vozač kad god krene kiša okrene NA brisači na slušanju zvuka zujalice.
- Ako je instaliran neki hardver za spremanje kišnice u nadzemne spremnike, tada je ovaj krug vrlo koristan kod kuće, jer obavještava ljude koji žive u kući čim kiša počne, a oni tada mogu pravilno organizirati skladištenje te vode.
