Temel Parametrelerin Otomatik Kontrolü ile Akvaryum Tasarımı: 4 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Giriş Bugün, deniz akvaryumu bakımı her akvarist için mevcuttur. Bir akvaryum edinme sorunu zor değil. Ancak sakinlerin tam yaşam desteği, teknik arızalardan korunma, kolay ve hızlı bakım ve bakım için otonom yaşam desteği ilkelerine dayalı bir akvaryum oluşturmak gerekir. Modern patentli teknolojiler, denizlerin ve okyanusların sualtı sakinlerini doğal ortamlarına mümkün olduğunca yakın yapay koşullarda tutmanıza izin verir. Otomasyon sistemi, tüm yaşam destek süreçlerini ve ekipmanlarını kontrol eder, büyük akvaryum komplekslerinin ve akvaryumların benzeri görülmemiş verimlilik ve yönetim ve bakım kolaylığı, yüksek güvenilirlik ve sorunsuz çalışma, yüksek kaliteli su ve sonuç olarak uzun ve sağlıklı bir yaşam sağlar. Deniz hayvanları. Kontrol ve otomasyon için çeşitli genel işlevler vardır, örneğin: otomatik ışık değiştirme, gün ışığı koşullarını simüle etme, ayarlanan sıcaklığı koruma, doğal yaşam alanını daha iyi koruma ve suyu oksijenle zenginleştirme. Akvaryum bilgisayarları ve aksesuarları, deniz yaşamının normal yaşamını daha iyi desteklemek için gereklidir. Örneğin acil durum pompasının yokluğunda ve ana pompanın arızalanması durumunda birkaç saat sonra deniz hayvanları ölmeye başlayacaktır, bu nedenle otomasyon sayesinde herhangi bir hatanın tespiti hakkında bilgi sahibi olabiliriz. veya arızalar. Açıklanan parametreleri manuel olarak yapılandırmak için birçok manipülasyon yapmanız, testler yapmanız ve Ekipmanı ayarlamanız gerekir. Su analizinin elle yapılması zaten geçen yüzyılda, bugün deniz canlılarının berrak sularında, parlak renkleri ve enerjik davranışları ile ayırt edilen Deniz Akvaryumu, özel bir bakım gerektirmez

Adım 1: Akvaryum İçin Kapak Yapmak

Akvaryumun boyutuna uygun bir kapak oluşturan kapak, su ve elektronik için uygun özelliklere sahip olduğu için organik camdan yapılmıştır.

Önce akvaryumumuzu ölçüyoruz ve bu boyutlara göre bir kapak icat ediyoruz, önce kapağın duvarlarını kesiyoruz, sonra süper yapıştırıcı ile yapıştırıyoruz ve daha iyi stabilite için üzerlerine soda serpiyoruz. Gelecekteki havalandırma ve otomatik besleyici için hemen 50 mm'ye 50 mm boyutlarında dikdörtgen bir delik açtık.

Adım 2: Bileşenleri Ayrıştırma

Doldurma için en basit ve en ucuz mikrodenetleyici Arduino Mega'yı seçtik, tüm sürecin beyni olarak hizmet edecek, daha sonra otomatik besleyici için bir servo sürücü kullanılacak ve bu da delikli bir silindire sabitlenecek, Aydınlatma için, programlama LED şeridini alıp gün doğumu ve gün batımı için programlayacağız, şafakta parlaklık artacak ve gün batımında yavaş yavaş azalacaktır. Suyu ısıtmak için normal bir akvaryum su ısıtıcısı alın ve açma ve kapama hakkında bilgi alacak bir röleye bağlayın, sıcaklığı okuyun, bir sıcaklık sensörü takın. Suyu soğutmak için bir fan alın ve akvaryumun kapağına takın, sıcaklık ayarlanan sıcaklığı aşarsa fan bir röle üzerinden açılır. Bilgilerin kolay okunması ve akvaryum kurulumu için akvaryumun değerlerini ayarlamak için LCD ekran ve butonları ona bağladık. Besleyici tetiklendiğinde 5 dakika boyunca kapanacak, böylece yiyeceklerin akvaryumun üzerine yayılmaması için sürekli çalışacak bir kompresör de kurulacaktır.

Tüm parçaları Aliexpress'den sipariş ettim, işte bir liste ve bileşenlere bağlantılar:

ws2812 ile ilgili besleme -

Gerçek Zamanlı Saat Ds3231-

LCD1602 LCD -

4 kanallı röle modülü -

DS18b20 sıcaklık sensörü -

IRF520 0-24v üzerindeki modül -

Düğmeler -

Mega2560 platform kartı -

Servo -

Adım 3: Proje Ekipmanının Kurulumu

Bileşenleri bizim için uygun olacak şekilde düzenleriz ve şemaya göre bağlarız, resimlere bakın.

ArduinoMega 2560 mikrodenetleyicisini önceden monte edilmiş kasanın içine kuruyoruz. Arduino Mega, USB'den veya harici bir güç kaynağından çalıştırılabilir - kaynak türü otomatik olarak seçilir.

Harici güç kaynağı (USB değil) bir AC/DC adaptörü veya şarj edilebilir pil/pil olabilir. Adaptör fişi (çap - 2,1 mm, merkezi kontak - pozitif) kart üzerindeki ilgili güç konektörüne takılmalıdır. Pil / pil gücü olması durumunda, kabloları GÜÇ konektörünün Gnd ve Vin pinlerine bağlanmalıdır. Harici güç kaynağının voltajı 6 ila 20 V aralığında olabilir. Ancak besleme voltajının 7V'nin altına düşmesi 5V pinindeki voltajın düşmesine neden olur ve bu da cihazın kararsız çalışmasına neden olabilir. 12V'den fazla voltaj kullanılması voltaj regülatörünün aşırı ısınmasına ve kartın hasar görmesine neden olabilir. Bunu akılda tutarak, 7 ila 12V aralığında voltajlı bir güç kaynağı kullanılması tavsiye edilir. GND ve 5V pinleri aracılığıyla 5V güç kaynağı kullanarak mikrodenetleyiciye güç bağlarız. Daha sonra havalandırma, şofben ve kompresör için röleyi takıyoruz (Şekil 3.1), sadece 3 kontağı var, Arduino'ya şu şekilde bağlılar: GND - GND, VCC - + 5V, In - 3. Röle girişi ters çevrilir, çok yüksek seviye Açık, bobini kapatır ve düşük açılır.

Ardından, LCD ekranı ve gerçek zamanlı saat modülünü monte ediyoruz, bağlantıları şemada gösteriliyor.

SCL pinleri analog 5 pinli konnektöre bağlanmalıdır; SDA pinleri analog 6 pinli soketlere bağlanır. Ortaya çıkan montajın üst rayı, I2C veri yolu görevi görecek ve alt ray, güç rayı olacaktır. LCD ve RTC modülü 5 volt kontaklara bağlanır. Son adımı tamamladıktan sonra teknik yapı hazır olacaktır.

Servoyu bağlamak için, daha sessiz servo darbeleri için bir IRF520 transistörü alındı, servo bir transistör aracılığıyla bağlandı ve transistörün kendisi doğrudan Arduino'ya bağlandı.

Aydınlatma için WS2812 LED şerit alındı. + 5V ve GND pinlerini sırasıyla güç kaynağının artı ve eksilerine bağlarız, Din'i Arduino'nun herhangi bir dijital pinine bağlarız, varsayılan olarak 6. dijital pin olacaktır, ancak herhangi biri kullanılabilir (Şekil 3.6).). Ayrıca Arduino'nun topraklamasının güç kaynağının topraklamasına bağlanması tavsiye edilir. +5V çıkışı sadece 800mA akım sağlayabildiği için güç kaynağı olarak Arduino kullanılması istenmeyen bir durumdur. Bu, LED şeridin en fazla 13 pikseli için yeterlidir. Bandın diğer tarafında bir Do çıkışı vardır, bir sonraki banda bağlanır ve bantların bir gibi basamaklanmasını sağlar. Sondaki güç konektörü de çoğaltılmıştır.

Arduino'ya normalde açık bir incelik düğmesini bağlamak için, en basit yolu yapabilirsiniz: düğmenin bir boş iletkenini güç veya toprağa, diğerini dijital bir pime bağlayın

Adım 4: Ana Parametrelerin Kontrolü İçin Bir Kontrol Programının Geliştirilmesi

Programın taslağını indirin

Arduino, endüstriyel kontrolör programlama alanında standart olan FBD ve LAD grafik dillerini kullanır.

FBD dilinin açıklaması

FBD (Fonksiyon Blok Şeması), IEC 61131-3 standardının grafiksel bir programlama dilidir. Program, yukarıdan aşağıya sırayla yürütülen devrelerin bir listesinden oluşturulmuştur. Programlama yaparken, kütüphane blok setleri kullanılır. Bir blok (eleman) bir alt program, fonksiyon veya fonksiyon bloğudur (AND, OR, NOT, tetikleyiciler, zamanlayıcılar, sayaçlar, analog sinyal işleme blokları, matematiksel işlemler, vb.). Her bir bireysel zincir, tek tek öğelerden grafiksel olarak oluşturulmuş bir ifadedir. Sonraki blok, blok çıkışına bağlanarak bir zincir oluşturur. Zincir içinde, bloklar kesinlikle bağlantı sırasına göre yürütülür. Devre hesaplamasının sonucu dahili bir değişkene yazılır veya kontrolör çıkışına beslenir.

LAD dil açıklaması

Ladder Diagram (LD, LAD, RKS) bir röle (merdiven) mantık dilidir. Dilin sözdizimi, röle teknolojisinde yapılan mantık devrelerini değiştirmek için uygundur. Dil, endüstriyel tesislerde çalışan otomasyon mühendislerine yöneliktir. Kontrolörün mantığı için sadece programlama ve devreye alma görevlerini kolaylaştıran değil, aynı zamanda kontrolöre bağlı ekipmanda hızlı sorun giderme işlemlerini kolaylaştıran sezgisel bir arayüz sağlar. Röle mantık programı, açık ve kapalı kontakları olan bir elektrik devresi gibi mantık işlemlerini temsil eden, elektrik mühendisleri için sezgisel ve sezgisel bir grafik arayüzüne sahiptir. Bu devredeki akımın akışı veya yokluğu, mantıksal bir işlemin sonucuna karşılık gelir (doğru - akım akıyorsa; yanlış - akım akmıyorsa). Dilin ana unsurları, mecazi olarak bir çift röle kontağına veya bir düğmeye benzetilebilen kontaklardır. Bir çift kontak, bir boole değişkeni ile tanımlanır ve bu çiftin durumu, değişkenin değeri ile tanımlanır. Elektrik devrelerindeki normalde kapalı ve normalde açık düğmelerle karşılaştırılabilecek normalde kapalı ve normalde açık kontak elemanları arasında bir ayrım yapılır.

FLProg'daki bir proje, her biri üzerinde genel devrenin eksiksiz bir modülünün monte edildiği bir dizi panodur. Kolaylık sağlamak için, her panonun bir adı ve yorumları vardır. Ayrıca, her pano daraltılabilir (üzerinde çalışma bittiğinde çalışma alanında yer kazanmak için) ve genişletilebilir. Kart adındaki kırmızı LED, kart şemasında hatalar olduğunu gösterir.

Her kartın devresi, kontrolörün mantığına uygun olarak fonksiyonel bloklardan bir araya getirilmiştir. Fonksiyon bloklarının çoğu yapılandırılabilir ve bu özel durumdaki gereksinimlere göre operasyonları özelleştirilebilir.

Ayrıca her bir işlevsel blok için, her zaman kullanılabilen ve işleyişini ve ayarlarını anlamaya yardımcı olan ayrıntılı bir açıklama vardır.

Programla çalışırken, kullanıcının kod yazmaya ihtiyacı yoktur, giriş ve çıkışların kullanımını kontrol eder, adların benzersizliğini ve veri türlerinin tutarlılığını kontrol eder. Program tüm bunları izler. Ayrıca tüm projenin doğruluğunu kontrol eder ve hataların varlığını gösterir.

Harici cihazlarla çalışmak için çeşitli yardımcı araçlar oluşturulmuştur. Bu, gerçek zamanlı bir saati başlatmak ve ayarlamak için bir araç, OneWire ve I2C veri yollarındaki cihaz adreslerini okumak için araçlar ve ayrıca bir IR uzaktan kumandadaki düğme kodlarını okumak ve kaydetmek için bir araçtır. Tüm belirli veriler bir dosya olarak kaydedilebilir ve daha sonra programda kullanılabilir.

Projeyi uygulamak için, besleyici ve kontrolör için aşağıdaki servo çalıştırma programı oluşturuldu.

İlk blok “MenuValue”, servo sürücü durumuyla ilgili bilgileri LCD ekranda görüntülemek için bilgileri menü bloğuna yönlendirir.

Gelecekte, mantıksal işlem "VE" daha ileri gitmenize veya "I1 == I2" karşılaştırma birimiyle, yani ön ayar numarası 8, gerçek zamanlı saat modülündeki ile aynı olacaktır, ardından servo Tetik üzerinden açıldığında, servoyu açmak için saat 20:00'de aynı şekilde yapılmıştır.

Servoyu bir buton vasıtasıyla kendi kendine açma kolaylığı için tetik lojik fonksiyonu alınmış ve bunun için 4 numaralı buton düşünülmüştür veya servonun sakinliği ile ilgili bilgilerin menü bloğuna çıktısı alınarak servo üzerindeki bilgilerin görüntülenmesi sağlanmıştır. LCD ekran.

Servonun çalışması için bir sinyal belirirse, “Switch” adlı bloğa gider ve belirli bir açıda sürücüyü döndürür ve “Reset” bloğu üzerinden ilk aşamaya geçer.

Servo çalıştırmanın listesi.

Kompresör her zaman açık ve röleye bağlıdır, “Servo On” bloğundan bir sinyal geldiğinde “TOF” zamanlayıcı bloğuna gider ve röleyi 15 dakika boyunca kapatır ve rölenin durumu hakkında bilgi iletir. menüde.

Termostatın listesi.

Sıcaklık sensörünü kitaplıktan bağlayın