Oko 71% zemlje prekriveno je vodom, ali nažalost samo 2,5% od nje je pitka voda. S porastom broja stanovništva, zagađenjem i klimatskim promjenama, očekuje se da ćemo već do 2025. doživjeti višegodišnji nedostatak vode. S jedne strane već postoje manji sporovi među državama i državama oko dijeljenja riječne vode, s druge strane mi kao ljudi zbog svoje nebrige trošimo puno pitke vode.
U početku se možda neće činiti velikim, ali ako vam je iz slavine kapnula kap vode svake sekunde, trebalo bi vam samo oko pet sati da potrošite jedan galon vode, to je dovoljno vode za prosječnog čovjeka da preživi dvoje dana. Pa što se može učiniti da se to zaustavi? Kao i uvijek odgovor, i za ovo leži poboljšanje tehnologije. Ako sve ručne slavine zamijenimo pametnom koja se automatski otvara i zatvara, ne samo da možemo uštedjeti vodu, već i imati zdraviji način života, jer slavinom ne moramo upravljati prljavim rukama. Dakle, u ovom ćemo projektu izgraditi automatski dozator za vodu pomoću Arduina i magnetni ventil koji vam automatski može dati vodu kad se u njega stavi čaša. Zvuči cool u redu! Pa hajde da ga napravimo…
Potrebni materijali
- Elektromagnetski ventil
- Arduino Uno (bilo koja verzija)
- HCSR04 - ultrazvučni senzor
- IRF540 MOSFET
- Otpornik 1k i 10k
- Breadboard
- Spajanje žica
Koncept rada
Koncept koji stoji iza automatskog uređaja za doziranje vode vrlo je jednostavan. Upotrijebit ćemo ultrazvučni senzor HCSR04 da provjerimo je li neki predmet takav da staklo stane ispred dozatora. Elektromagnetski ventil će se koristiti za kontrolu protoka vode, što znači da će voda pod naponom istjecati, a kad će nestati voda će se zaustaviti. Tako ćemo napisati program Arduino koji uvijek provjerava je li neki objekt postavljen blizu slavine, ako je odgovor da, tada će se uključiti solenoid i pričekati dok se objekt ne ukloni, nakon što se objekt ukloni, solenoid će se automatski isključiti i tako zatvoriti opskrba vodom. Ovdje saznajte više o korištenju ultrazvučnog senzora s Arduinom.
Kružni dijagram
Kompletna shema sklopa za dozator vode na bazi Arduina prikazana je u nastavku
Elektromagnetski ventil koji se koristi u ovom projektu je ventil od 12 V s maksimalnom nominalnom strujom od 1,2 A i kontinuiranom strujom od 700 mA. Tada je ventil uključen, trošit će oko 700mA da bi ventil ostao uključen. Kao što znamo, Arduino je razvojna ploča koja radi s napajanjem od 5 V i stoga nam treba sklopni sklop upravljačkog programa za solenoid da ga uključi i isključi.
Sklopni uređaj koji se koristi u ovom projektu je N-kanalni MOSFET IRF540N. Ima 3 pinova Vrata, Izvor i Odvod iz pina 1. Kao što je prikazano na shemi spojeva, pozitivni priključak solenoida napaja se Vin-pinom Arduina. Budući da ćemo za napajanje Arduina koristiti adapter od 12 V, a Vin Vin će na taj način izvući 12 V koji se može koristiti za upravljanje solenoidom. Negativni priključak solenoida povezan je sa zemljom preko MOSFET-ovih klinova za izvor i odvod. Dakle, solenoid će se napajati samo ako je MOSFET uključen.
Zapor MOSFET-a koristi se za njegovo uključivanje ili isključivanje. Ostat će isključen ako je zatik uzemljenja uzemljen i uključit će se ako je primijenjen napon na vratima. Da bi MOSFET bio isključen kada se na zatik zaporke ne nanese napon, zatik vrata se povuče na zemlju pomoću 10k otpornika. Arduino pin 12 koristi se za uključivanje ili isključivanje MOSFET-a, tako da je D12 pin povezan na pin vrata kroz 1K otpornik. Ovaj 1K otpornik koristi se u svrhu ograničavanja struje.
Senzor Ultrazvučni je powered by + 5V i tlo igle na Arduino. Echo i okidač pin je spojen klin 8 i 9 klina respektivno. Tada možemo programirati Arduino da koristi ultrazvučni senzor za mjerenje udaljenosti i uključivanje MOSFET-a kada se objekt detektira. Cijeli je krug jednostavan i stoga se lako može izgraditi na vrhu ploče. Moj je izgledao ovako nekako u nastavku nakon uspostavljanja veza.
Programiranje Arduino ploče
Za ovaj projekt moramo napisati program koji koristi ultrazvučni senzor HCSR-04 za mjerenje udaljenosti objekta ispred sebe. Kada je udaljenost manja od 10 cm, moramo uključiti MOSFET, a u suprotnom moramo isključiti MOSFET. Također ćemo upotrijebiti ugrađenu LED diodu povezanu na pin 13 i prebaciti je zajedno s MOSFET-om tako da možemo osigurati je li MOSFET uključen ili isključen. Kompletan program da učine isto daje na kraju ove stranice. Neposredno ispod objasnio sam program rastavljajući ga na male smislene isječke.
Program započinje definicijom makronaredbi. Imamo okidač i echo pin za ultrazvučni senzor te MOSFET pin i LED diodu kao I / O za naš Arduino. Dakle, definirali smo na koji će pin biti povezani. U našem hardveru smo spojili Echo i potaknuti pin na 8 i 9 -og digitalni pin respektivno. Tada je MOSFET pin spojen na pin 12, a ugrađena LED dioda prema zadanim postavkama spojena je na pin 13. To isto definiramo pomoću sljedećih redaka
#define okidač 9 #define echo 8 #define LED 13 #define MOSFET 12
Unutar postava funkciju mi izjavljujemo koji igle su ulaz i kao izlaz. U našem je hardveru samo Echo iglica ultrazvučnog (US) senzora ulazni pin, a sve ostale su izlazne iglice. Stoga koristimo pinMode funkciju Arduina da odredimo isto kao što je prikazano u nastavku
pinMode (okidač, IZLAZ); pinMode (eho, INPUT); pinMode (LED, IZLAZ); pinMode (MOSFET, IZLAZ);
Unutar funkcije glavne petlje pozivamo funkciju koja se naziva mjere_distancije (). Ova funkcija koristi američki senzor za mjerenje udaljenosti objekta ispred sebe i ažurira vrijednost na varijablu ' distance' . Da biste izmjerili udaljenost pomoću američkog senzora, okidač se prvo mora držati nisko dvije mikro sekunde, a zatim držati visoko deset mikrosekundi i opet držati nisko dvije mikro sekunde. To će poslati zvučni zvuk ultrazvučnih signala u zrak koji će se odbiti od predmeta ispred sebe, a eho- pin će pokupiti signale koji se od njega reflektiraju. Zatim koristimo vrijeme potrebno za izračunavanje udaljenosti objekta ispred senzora. Ako želite znati