Asosiy parametrlarni avtomatlashtirilgan boshqarish bilan akvarium dizayni: 4 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Bugungi kunda dengiz akvariumini parvarish qilish har bir akvarist uchun mavjud. Akvarium sotib olish muammosi qiyin emas. Ammo aholining to'liq hayotini ta'minlash, texnik nosozliklardan himoya qilish, oson va tez parvarish qilish va parvarish qilish uchun avtonom hayotni ta'minlash tamoyillariga asoslangan akvarium yaratish kerak. Zamonaviy patentlangan texnologiyalar dengiz va okeanlarning suv osti aholisini sun'iy sharoitda - tabiiy yashash muhitiga iloji boricha yaqinroq saqlashga imkon beradi. Avtomatlashtirish tizimi hayotni qo'llab-quvvatlashning barcha jarayonlari va uskunalarini boshqaradi, misli ko'rilmagan samaradorlik va katta akvarium komplekslari va akvariumlarni boshqarish va texnik xizmat ko'rsatishning qulayligini, yuqori ishonchliligi va muammosiz ishlashini, yuqori sifatli suvni va natijada uzoq va sog'lom umr ko'rishni ta'minlaydi. dengiz hayvonlari. Boshqarish va avtomatlashtirish uchun turli xil umumiy funktsiyalar mavjud, masalan: yorug'likni avtomatik almashtirish, kunduzgi sharoitni simulyatsiya qilish, belgilangan haroratni saqlash, tabiiy yashash muhitini yaxshiroq saqlash va suvni kislorod bilan boyitish. Dengiz hayotining normal hayotini qo'llab -quvvatlash uchun akvarium kompyuterlari va aksessuarlari muhim ahamiyatga ega. Masalan, favqulodda nasos bo'lmasa va asosiy nasos ishlamay qolsa, bir necha soatdan keyin dengiz hayvonlari o'lishni boshlaydi, shuning uchun avtomatlashtirish tufayli biz har qanday xatolarni aniqlash haqida bilishimiz mumkin. yoki buzilishlar. Ta'riflangan parametrlarni qo'lda sozlash uchun siz ko'plab manipulyatsiyalarni bajarishingiz, sinovlarni o'tkazishingiz va uskunani sozlashingiz kerak. Qo'l bilan suv tahlilini o'tkazish o'tgan asrdir, bugungi kunda dengiz akvariumi, toza suvda, yorqin ranglari va baquvvat harakati bilan ajralib turadigan dengiz hayvonlari alohida g'amxo'rlikni talab qilmaydi

1 -qadam: Akvarium uchun qopqoq yasash

Akvarium kattaligi uchun qopqoq yasab, qopqoq organik shishadan yaratilgan, chunki u suv va elektronika uchun mos xususiyatlarga ega.

Birinchidan, biz akvariumimizni o'lchaymiz va bu o'lchamlarga ko'ra biz qopqoqni ixtiro qilamiz, avval qopqoqning devorlarini kesib tashlaymiz, so'ngra ularni super yopishqoq bilan yopishtiramiz va yaxshiroq barqarorlik uchun ustiga soda sepamiz. Darhol kelajakda shamollatish va avtomatik oziqlantiruvchi uchun biz 50 mm dan 50 mm gacha bo'lgan to'rtburchaklar teshikni kesib tashladik.

2 -qadam: Komponentlarni ajratish

To'ldirish uchun biz eng oddiy va arzon mikrokontroller Arduino Mega -ni tanladik, u butun jarayonning miyasi bo'lib xizmat qiladi, keyin avtomatik oziqlantiruvchi uchun servo haydovchi ishlatiladi, u o'z navbatida teshikli tsilindrga o'rnatiladi, yoritish uchun biz LED tasmasini olamiz va uni quyosh chiqishi va quyosh botishi uchun dasturlashtiramiz, qachon tong otganda yorug'lik ko'tariladi va quyosh botganda u asta -sekin kamayadi. Suvni isitish uchun oddiy akvarium suv isitgichini olib, uni yoqish va o'chirish haqida ma'lumot oladigan o'rni bilan bog'lang, haroratni o'qing, harorat sensori o'rnating. Suvni sovutish uchun fanni olib akvarium qopqog'iga o'rnating, agar harorat belgilangan haroratdan oshsa, fan o'z o'rni orqali yoqiladi. Ma'lumotni oson o'qish va akvariumni sozlash uchun biz LCD displey va tugmalarni unga ulab, akvarium qiymatlarini o'rnatamiz. Shuningdek, kompressor o'rnatiladi, u doimiy ishlaydi va oziqlantiruvchi ishga tushirilganda 5 daqiqa davomida o'chadi, shunda oziq -ovqat akvarium bo'ylab tarqalmaydi.

Men Aliexpress -da barcha qismlarga buyurtma berdim, bu erda komponentlar ro'yxati va havolalar:

Ws2812 -da ovqatlaning -

Haqiqiy vaqt soati Ds3231-

LCD 1602 LCD -

4 kanalli o'rni moduli -

DS18b20 harorat sensori -

IRF520 0-24v moduli -

Tugmalar -

Mega2560 platformali taxtasi -

Servo -

3 -qadam: Loyiha uskunalarini o'rnatish

Biz komponentlarni o'zimizga qulay qilib joylashtiramiz va ularni sxema bo'yicha bog'laymiz, rasmlarga qarang.

Biz ArduinoMega 2560 mikrokontrollerini oldindan yig'ilgan korpusga o'rnatamiz. Arduino Mega USB yoki tashqi quvvat manbaidan quvvat olishi mumkin - manba turi avtomatik ravishda tanlanadi.

Tashqi quvvat manbai (USB emas) AC / DC adapteri yoki qayta zaryadlanuvchi batareya / batareya bo'lishi mumkin. Adapter vilkasi (diametri - 2,1 mm, markaziy aloqa - musbat) kartadagi mos keladigan quvvat ulagichiga kiritilishi kerak. Batareya / batareya quvvati bo'lsa, uning simlari POWER ulagichining Gnd va Vin pinlariga ulangan bo'lishi kerak. Tashqi elektr ta'minotining kuchlanishi 6 dan 20 V gacha bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, besleme kuchlanishining 7 V dan past bo'lishi 5V pinidagi kuchlanishning pasayishiga olib keladi, bu esa qurilmaning beqaror ishlashiga olib kelishi mumkin. 12V dan yuqori kuchlanishni ishlatish voltaj regulyatorining qizib ketishiga va taxtaning shikastlanishiga olib kelishi mumkin. Shuni inobatga olgan holda, 7 dan 12 V gacha bo'lgan kuchlanishli quvvat manbaidan foydalanish tavsiya etiladi. GND va 5V pinlari orqali 5V quvvat manbai yordamida quvvatni mikrokontrollerga ulaymiz. Keyin shamollatish, suv isitgichi va kompressor uchun o'rni o'rnatamiz (3.1 -rasm), ular faqat 3 ta kontaktga ega, ular Arduino -ga quyidagicha ulangan: GND - GND, VCC - + 5V, In - 3. O'rnimizni kiritish teskari, shunday yuqori darajali yoqilganda, lasan o'chadi va past yonadi.

Keyinchalik, biz LCD displeyni va real vaqtda soat modulini o'rnatamiz, ularning ulanishi diagrammada ko'rsatilgan.

SCL pinlari analog 5-pinli ulagichga ulangan bo'lishi kerak; SDA pinlari analog 6-pinli rozetkalarga ulanadi. Natijada paydo bo'ladigan yig'ilishning yuqori qismi I2C avtobusi vazifasini bajaradi, pastki qismi esa - elektr tarmog'i. LCD va RTC moduli 5 voltli kontaktlarga ulanadi. Oxirgi bosqich bajarilgandan so'ng, texnik tuzilma tayyor bo'ladi.

Servoga ulanish uchun tinchroq servo impulslari uchun IRF520 tranzistorlari, servo tranzistor orqali ulangan va tranzistorning o'zi to'g'ridan -to'g'ri Arduino -ga ulangan.

Yoritish uchun WS2812 LED tasmasi olindi. Biz + 5V va GND pinlarini quvvat manbaining ortiqcha va minusiga ulaymiz, biz Dinni Arduino -ning istalgan raqamli piniga ulaymiz, bu sukut bo'yicha 6 -raqamli pin bo'ladi, lekin boshqa har qanday foydalanish mumkin (3.6 -rasm).). Bundan tashqari, Arduino erini elektr tarmog'iga ulash maqsadga muvofiqdir. Arduino -ni quvvat manbai sifatida ishlatish maqsadga muvofiq emas, chunki + 5V chiqishi faqat 800mA tokni berishi mumkin. Bu LED chizig'ining 13 pikselidan oshmasligi uchun etarli. Lentaning boshqa tomonida Do rozetkasi bor, u keyingi lentaga ulanadi, bu esa lentalarni xuddi kaskadli qilib qo'yishga imkon beradi. Oxiridagi quvvat ulagichi ham takrorlanadi.

Oddiy ochiq tugmachani Arduino -ga ulash uchun siz eng oddiy usulda bajarishingiz mumkin: tugmachaning bitta bo'sh o'tkazgichini quvvatga yoki erga, ikkinchisini raqamli pinga ulang.

4 -qadam: Asosiy parametrlarni boshqarish uchun boshqaruv dasturini ishlab chiqish

Dastur eskizini yuklab oling

Arduino sanoat boshqaruvchisi dasturlash sohasida standart bo'lgan FBD va LAD grafik tillaridan foydalanadi.

FBD tilining tavsifi

FBD (funktsional blok diagrammasi)-IEC 61131-3 standartining grafik dasturlash tili. Dastur ketma -ket yuqoridan pastgacha bajariladigan sxemalar ro'yxatidan tuziladi. Dasturlashda kutubxona bloklari to'plamlari ishlatiladi. Blok (element) - bu dastur, funktsiya yoki funktsiyalar bloki (AND, OR, NOT, tetiklar, taymerlar, hisoblagichlar, analog signallarni qayta ishlash bloklari, matematik amallar va boshqalar). Har bir individual zanjir alohida elementlardan grafik tarzda tuzilgan ifodadir. Keyingi blok zanjir hosil qilib, blok chiqishiga ulanadi. Zanjir ichida bloklar qat'iy ravishda ulanish tartibida bajariladi. O'chirish hisobining natijasi ichki o'zgaruvchiga yoziladi yoki nazoratchi chiqishiga beriladi.

LAD tilining tavsifi

Ladder diagrammasi (LD, LAD, RKS) - bu o'rni (narvon) mantiqiy tili. Til sintaksisi o'rni texnologiyasi bo'yicha qilingan mantiqiy sxemalarni almashtirish uchun qulaydir. Til sanoat korxonalarida ishlaydigan avtomatlashtirish muhandislariga mo'ljallangan. Nazoratchi mantig'i uchun intuitiv interfeysni ta'minlaydi, bu nafaqat dasturlash va ishga tushirish vazifalarini, balki boshqaruvchiga ulangan uskunadagi muammolarni tezda bartaraf etishni ham osonlashtiradi. O'rnimizni mantiqiy dasturida elektr muhandislari uchun intuitiv va intuitiv grafik interfeysi mavjud bo'lib, u ochiq va yopiq kontaktli elektr zanjiri kabi mantiqiy operatsiyalarni ifodalaydi. Ushbu sxemada oqimning oqimi yoki yo'qligi mantiqiy operatsiya natijasiga to'g'ri keladi (rost - agar oqim oqsa; noto'g'ri - agar oqim oqmasa). Tilning asosiy elementlari kontaktlar bo'lib, ularni majoziy ma'noda bir nechta o'rni kontaktlari yoki tugmachaga o'xshatish mumkin. Kontaktlar juftligi boolean o'zgaruvchi bilan aniqlanadi va bu juftlik holati o'zgaruvchining qiymati bilan aniqlanadi. Odatda yopiq va odatda ochiq kontaktli elementlar o'rtasida farq bor, ularni elektr zanjirlarida odatda yopiq va odatda ochiq tugmalar bilan solishtirish mumkin.

FLProg loyihasi - bu har birida umumiy sxemaning to'liq moduli yig'ilgan taxtalar to'plami. Qulaylik uchun har bir taxtaning nomi va sharhlari bor. Shuningdek, har bir taxtani yiqitish mumkin (ish tugagandan so'ng ish joyida joyni tejash uchun) va kengaytirilishi mumkin. Kengash nomidagi qizil LED taxtaning sxemasida xatolar borligini ko'rsatadi.

Har bir taxtaning sxemasi nazoratchi mantig'iga muvofiq funktsional bloklardan yig'ilgan. Funktsional bloklarning aksariyati konfiguratsiya qilinadi, ularning yordami bilan ushbu holat talablariga muvofiq sozlanishi mumkin.

Shuningdek, har bir funktsional blok uchun har qanday vaqtda mavjud bo'lgan va uning ishlashi va sozlamalarini tushunishga yordam beradigan batafsil tavsif mavjud.

Dastur bilan ishlashda foydalanuvchiga kod yozish kerak emas, kirish va chiqishlardan foydalanishni nazorat qilish, nomlarning o'ziga xosligini va ma'lumotlar turlarining mosligini tekshirish kerak. Dastur bularning barchasini nazorat qiladi. U, shuningdek, butun loyihaning to'g'riligini tekshiradi va xatolar borligini ko'rsatadi.

Tashqi qurilmalar bilan ishlash uchun bir nechta yordamchi vositalar yaratilgan. Bu real vaqtda soatni ishga tushirish va sozlash vositasi, OneWire va I2C avtobuslarida qurilma manzillarini o'qish asboblari, shuningdek IQ masofadan boshqarish pultidagi tugma kodlarini o'qish va saqlash vositasi. Barcha ma'lum ma'lumotlar fayl sifatida saqlanishi va keyinchalik dasturda ishlatilishi mumkin.

Loyihani amalga oshirish uchun oziqlantiruvchi va boshqaruvchi uchun quyidagi servo ishga tushirish dasturi yaratilgan.

Birinchi "MenuValue" bloki LCD displeyda servo haydovchi holati haqidagi ma'lumotlarni ko'rsatish uchun ma'lumotlarni menyu blokiga yo'naltiradi.

Kelgusida "AND" mantiqiy operatsiyasi sizga oldinga yoki "I1 == I2" taqqoslash birligi bilan o'tishga imkon beradi, ya'ni oldindan o'rnatilgan 8 raqami real vaqtda soat modulidagi kabi bo'ladi, keyin servo tetik orqali yoqilgan bo'lsa, xuddi shu tarzda servo soat 20:00 da yoqilgan.

Tugma orqali servo-ni o'z-o'zidan yoqish qulayligi uchun, tetik mantig'i vazifasi bajarilgan va 4-sonli tugma, yoki servo xotirjamligi haqidagi ma'lumotlarni menyu blokiga chiqarish uchun mo'ljallangan. LCD displey.

Agar servo ishlashi uchun signal paydo bo'lsa, u "Switch" deb nomlangan blokga o'tadi va ma'lum burchak ostida haydovchini aylantiradi va "Reset" bloki orqali dastlabki bosqichga o'tadi.

Servo harakatlanish ro'yxati.

Kompressor har doim yoqiladi va o'z o'rni bilan bog'lanadi, "Servo yoqilgan" blokidan signal kelganida, u "TOF" taymer blokiga o'tadi va o'z o'rni 15 daqiqaga o'chadi va o'rni holati to'g'risida ma'lumot uzatadi. menyuda.

Termostatni ro'yxati.

Kutubxona orqali harorat sensori ulang