Hvordan detekteres regn med regnsensor?

Verden lider under uventede klimaændringer, og disse ændringer er forårsaget af forskellige aktiviteter udøvet af menneskeheden. Når disse ændringer forekommer, hæves temperaturen dramatisk, og det kan resultere i kraftig nedbør, oversvømmelser osv. Sparing af vand på den enkelte borgeres ansvar, og hvis vi ikke er opmærksomme på at bevare denne grundlæggende livsbehov, vil vi snart lide hårdt . I dette projekt opretter vi en regnalarm, så når regnen starter, kunne vi udføre nogle handlinger for at spare vand, da vi kunne give vandet til planterne, vi kunne lave noget hardware til at sende vandet i den overliggende tank osv. regnvandsdetektor kredsløb vil registrere regnvand og generere en advarsel for de nærliggende mennesker, så de kan tage øjeblikkelig handling. Kredsløbet er ikke særlig komplekst og kan forberedes af alle, der har en vis grundlæggende viden om elektriske komponenter som modstande, kondensatorer og transistorer.

Sådan integreres grundlæggende elektriske komponenter til design af regnsensorkredsløb?

Nu, da vi har den grundlæggende idé om vores projekt, skal vi bevæge os mod at samle komponenterne, designe kredsløbet på software til test og derefter endelig samle det på hardware. Vi laver dette kredsløb på et printkort og placerer det derefter på et passende sted, så når der begynder regn, kan vi få besked via alarmen.

Trin 1: Nødvendige komponenter (hardware)

Trin 2: Nødvendige komponenter (software)

Efter download af Proteus 8 Professional skal du designe kredsløbet på den. Vi har inkluderet softwaresimuleringer her, så det kan være praktisk for begyndere at designe kredsløbet og foretage passende forbindelser på hardwaren.

Trin 3: Studere komponenterne

Nu da vi har lavet en liste over alle de komponenter, som vi skal bruge i dette projekt. Lad os gå et skridt videre og gennemgå en kort undersøgelse af alle de vigtigste hardwarekomponenter.

Regndråpesensor:Modulet til regndråpsensor registrerer regn. Det fungerer på princippet i Ohms lov. (V = IR). Når der ikke er regn, vil modstanden på sensoren være meget høj, fordi der ikke er nogen ledning mellem ledningerne i sensoren. Så snart regnvandet begynder at falde på sensoren, dannes ledningsstien, og modstanden mellem ledningerne reduceres. Når ledningen reduceres, udløses den elektriske komponent, der er tilsluttet sensoren, og dens tilstand ændres.

Denne sensor kan også laves derhjemme, hvis vi har printkortet. De, der ikke ønsker at købe denne sensor, kan gøre det derhjemme ved at fremstille et pulstogmønster ved hjælp af en skarp ting som en kniv. Impulsenes diameter skal være ca. 3 cm, og det samme mønster kan laves som vist på ovenstående billede. Jeg har lavet denne sensor derhjemme og vedhæftet billedet nedenfor:

555 Timer IC: Denne IC har en række applikationer som f.eks. At give tidsforsinkelser som en oscillator osv. Der er tre hovedkonfigurationer af 555 timer IC. Astabel multivibrator, monostabil multivibrator og bistabil multivibrator. I dette projekt vil vi bruge det som en Astabel multivibrator. I denne tilstand fungerer IC som en oscillator, der genererer en firkantet puls. Frekvensen af ​​kredsløbet kan justeres ved at indstille kredsløbet. dvs. ved at variere værdierne på kondensatorer og modstande, der bruges i kredsløbet. IC genererer en frekvens, når der påføres en høj firkantet puls på NULSTIL pin.

Summer: EN Summerer en lydsignalanordning eller en højttaler, hvor en piezoelektrisk effekt bruges til at producere lyd. En spænding påføres det piezoelektriske materiale for at frembringe en indledende mekanisk bevægelse. Derefter bruges resonatorerne eller membranerne til at konvertere denne bevægelse til et hørbart lydsignal. Disse højttalere eller summere er forholdsvis nemme at bruge og har en bred vifte af applikationer. For eksempel bruges de i digitale kvartsure. Til ultralydsapplikationer fungerer de godt i området 1-5 kHz og op til 100 kHz.

BC 548 NPN Transistor: Det er en generel transistor, der hovedsagelig bruges til to hovedformål (Switching og amplification). Forstærkningsområdet for denne transistor er mellem 100-800. Denne transistor kan håndtere en maksimal strøm på ca. 500mA, derfor bruges den ikke i den type kredsløb, der har belastninger, der fungerer på større ampere. Når transistoren er forspændt, tillader den strøm at strømme igennem den, og dette trin kaldes mætning område. Når basisstrømmen fjernes, er transistoren slukket, og den går helt ind Skære af område.

Trin 4: Blokdiagram

Vi har lavet et blokdiagram for let at forstå kredsløbets funktionsprincip.

Trin 5: Forstå arbejdsprincippet

Efter montering af hardware vil vi se, at så snart vandet falder ned på regnsensoren, vil kortet begynde at lede, og som et resultat vil begge transistorer dreje PÅog dermed vil LED også tænde, fordi den er forbundet til emitteren til transistoren Q1. Når transistoren Q2 går i mætningsområdet, vil kondensatoren Cl opføre sig som en jumper mellem begge transistorer Q1 og Q3, og den vil blive ladet af modstanden R4. Når Q3 går i mætningsområdet, vil NULSTILben på 555 timer IC udløses, og et signal sendes ved udgangsbenet 3 på IC'en, som summeren er tilsluttet, og derfor begynder en summer at ringe. Når der ikke kommer regn, vil der ikke være nogen ledning, og sensorens modstand er meget høj, hvorfor RESET-stiften på IC ikke udløses, hvilket resulterer i ingen alarm.

Trin 6: Simulering af kredsløbet

Før du foretager kredsløbet, er det bedre at simulere og undersøge alle aflæsningerne på en software. Den software, vi skal bruge, er Proteus Design Suite. Proteus er en software, hvor elektroniske kredsløb simuleres.

1. Når du har downloadet og installeret Proteus-softwaren, skal du åbne den. Åbn et nyt skema ved at klikke på ISISikonet i menuen.
2. Når det nye skema vises, skal du klikke på Pikonet i sidemenuen. Dette åbner et felt, hvor du kan vælge alle de komponenter, der skal bruges.
3. Skriv nu navnet på de komponenter, der skal bruges til at skabe kredsløbet. Komponenten vises i en liste på højre side.
4. På samme måde som ovenfor skal du søge i alle komponenter. De vises i Enheder Liste.

Trin 7: Oprettelse af et printkortlayout

Da vi skal lave hardwarekredsløbet på et printkort, skal vi først lave et printkortlayout til dette kredsløb.

1. For at fremstille PCB-layoutet på Proteus skal vi først tildele PCB-pakkerne til hver komponent på skemaet. for at tildele pakker skal du højreklikke med musen på den komponent, du vil tildele pakken og vælge Emballage værktøj.
2. Klik på ARIES-indstillingen i topmenuen for at åbne et PCB-skema.
3. Fra komponentlisten skal du placere alle komponenterne på skærmen i et design, som dit kredsløb skal se ud.
4. Klik på spormodus og tilslut alle de ben, som softwaren fortæller dig at oprette forbindelse ved at pege på en pil.
5. Når hele layoutet er lavet, vil det se sådan ud:

Trin 8: Kredsløbsdiagram

Efter at have lavet printkortlayoutet ser kredsløbsdiagrammet sådan ud.

Trin 9: Opsætning af hardware

Som vi nu har simuleret kredsløbet på software, og det fungerer helt fint. Lad os nu gå videre og placere komponenterne på PCB. Et printkort er et printkort. Det er en plade fuldt belagt med kobber på den ene side og fuldt isolerende fra den anden side. At lave kredsløbet på printkortet er relativt langvarig. Når kredsløbet er simuleret på softwaren, og dets printkortlayout er lavet, printes kredsløbslayoutet på et smørpapir. Inden du lægger smørpapiret på PCB-kortet, skal du bruge PCB-scraberen til at gnide brættet, så kobberlaget om bord mindskes fra toppen af ​​brættet.

Derefter placeres smørpapiret på printkortet og stryges, indtil kredsløbet er trykt på kortet (det tager cirka fem minutter).

Nu, når kredsløbet er trykt på tavlen, dyppes det i FeCl₃ opløsning af varmt vand for at fjerne ekstra kobber fra brættet, er kun kobberet under det trykte kredsløb efterladt.

Derefter gnides printkortet med scrapper, så ledningerne bliver fremtrædende. Bor nu hullerne de respektive steder, og anbring komponenterne på printkortet.

Lod komponenterne på tavlen. Til sidst skal du kontrollere kontinuitet i kredsløbet, og hvis diskontinuitet opstår et eller andet sted, skal du lodde komponenterne og tilslut dem igen. Det er bedre at anvende varm lim ved hjælp af en varm limpistol på de positive og negative poler på batteriet, så batteriets poler muligvis ikke løsnes fra kredsløbet.

Trin 10: Test af kredsløbet

Efter at have samlet hardwarekomponenterne på printkortet og kontrolleret kontinuiteten, er vi nødt til at kontrollere, om vores kredsløb fungerer korrekt eller ej, vil vi teste vores kredsløb. For det første tilslutter vi batteriet, og derefter vil vi tabe vand på sensoren og kontrollere, om LED'en begynder at lyse, og summeren begynder at ringe eller ej. Hvis dette sker, betyder det, at vi har afsluttet vores projekt.

Ansøgninger

1. Det kan bruges i markerne til at advare landmænd om regn.
2. Den mest almindelige anvendelse er, at den kan bruges i biler, så føreren starter, når føreren starter PÅvinduesviskerne, når de lytter til lyden af ​​summeren.
3. Hvis der er installeret hardware til at opbevare regnvandet i de overliggende tanke, er dette kredsløb meget nyttigt derhjemme, fordi det giver folk, der bor i huset, besked så snart regnen begynder, og de kan derefter træffe passende ordninger for at opbevare det vand.