Հիմնական պարամետրերի ավտոմատ վերահսկմամբ ակվարիումի ձևավորում. 4 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Ներածություն Այսօր ծովային ակվարիումի խնամքը հասանելի է յուրաքանչյուր ակվարիումի համար: Ակվարիում ձեռք բերելու խնդիրը դժվար չէ: Բայց բնակիչների լիարժեք կենսապահովման, տեխնիկական խափանումներից պաշտպանվելու, հեշտ և արագ սպասարկման և խնամքի համար անհրաժեշտ է ստեղծել ակվարիում `ինքնավար կյանքի աջակցության սկզբունքների հիման վրա: Patամանակակից արտոնագրված տեխնոլոգիաները թույլ են տալիս ծովերի և օվկիանոսների ստորջրյա բնակիչներին պահել արհեստական / u200b / u200b պայմաններում `հնարավորինս մոտ իրենց բնական միջավայրին: Ավտոմատացման համակարգը վերահսկում է կենսապահովման բոլոր գործընթացներն ու սարքավորումները, ապահովում է աննախադեպ արդյունավետություն և խոշոր ակվարիումային համալիրների և ակվարիումների կառավարման և սպասարկման հեշտություն, բարձր հուսալիություն և անխափան աշխատանք, բարձրորակ ջուր և, որպես արդյունք, երկար ու առողջ կյանք ծովային կենդանիներ: Կառավարման և ավտոմատացման համար կան տարբեր ընդհանուր գործառույթներ, ինչպիսիք են ՝ լուսավորության ավտոմատ անջատումը, ցերեկային պայմանների մոդելավորումը, սահմանված ջերմաստիճանի պահպանումը, բնական միջավայրի ավելի լավ պահպանումը և ջուրը թթվածնով հարստացնելը: Ակվարիումի համակարգիչներն ու պարագաները էական նշանակություն ունեն ծովային կյանքի բնականոն կյանքն ավելի լավ ապահովելու համար: Օրինակ, վթարային պոմպի բացակայության դեպքում և հիմնական պոմպի խափանման դեպքում, մի քանի ժամ անց, ծովային կենդանիները կսկսեն մահանալ, հետևաբար, ավտոմատացման շնորհիվ, մենք կարող ենք իմանալ ցանկացած սխալի բացահայտման մասին կամ խափանումներ: Նկարագրված պարամետրերը ձեռքով կազմաձևելու համար անհրաժեշտ է իրականացնել բազմաթիվ մանիպուլյացիաներ, կատարել թեստեր և կարգավորել Սարքավորումները: Ձեռքով ջրի վերլուծություն կատարելը արդեն անցյալ դար է, այսօր ծովային ակվարիում, որի մաքուր ջրի մեջ ապրում են ծովային կենդանիները, որոնք առանձնանում են իրենց վառ գույներով և եռանդուն վարքով, հատուկ խնամք չեն պահանջում:

Քայլ 1: Կափարիչ պատրաստեք ակվարիումի համար

Կափարիչ պատրաստելով ակվարիումի չափսերի համար, կափարիչը ստեղծվել է օրգանական ապակուց, քանի որ այն ունի համապատասխան հատկություններ ջրի և էլեկտրոնիկայի համար:

Նախ, մենք չափում ենք մեր ակվարիումը, և ըստ այս չափսերի մենք կափարիչ ենք հորինում, սկզբում մենք կտրում ենք կափարիչի պատերը, այնուհետև դրանք սոսնձում ենք գերծանրքաշային սոսինձով և վերևից սոդա ցանում ավելի լավ կայունության համար: Անմիջապես ապագա օդափոխության և ավտոմատ սնուցողի համար մենք կտրեցինք ուղղանկյուն անցք ՝ 50 մմ 50 մմ չափսերով:

Քայլ 2: Բաղադրիչների վերլուծություն

Լրացման համար մենք ընտրեցինք ամենապարզ և ամենաէժան միկրոկառավարիչը Arduino Mega- ն, այն կծառայի որպես ամբողջ գործընթացի ուղեղ, այնուհետև ավտոմատ սնուցման համար կօգտագործվի servo drive, որն իր հերթին ամրացվելու է անցքով գլանով, լուսավորության համար մենք վերցնելու ենք ծրագրավորման LED ժապավենը և ծրագրավորելու այն արևածագի և մայրամուտի համար, երբ լուսաբացին լուսավորությունը կբարձրանա, իսկ մայրամուտին աստիճանաբար կնվազի: Heatուրը տաքացնելու համար վերցրեք ակվարիումի սովորական ջրատաքացուցիչը և միացրեք այն ռելեին, որը տեղեկատվություն կստանա այն միացնելու և անջատելու մասին, ջերմաստիճանը կարդալու համար տեղադրեք ջերմաստիճանի տվիչ: Coolուրը սառեցնելու համար վերցրեք օդափոխիչ և տեղադրեք այն ակվարիումի կափարիչի մեջ, եթե ջերմաստիճանը գերազանցում է սահմանված ջերմաստիճանը, օդափոխիչը միանում է ռելեի միջոցով: Տեղեկատվության հեշտ ընթերցման և ակվարիումի տեղադրման համար մենք միացնում ենք LCD էկրանը և կոճակները դրան `ակվարիումի արժեքները սահմանելու համար: Տեղադրվելու է նաև կոմպրեսոր, որն անընդհատ աշխատելու է և սնվելու սնուցման գործարկման ժամանակ անջատվելու է 5 րոպե, որպեսզի սնունդը չտարածվի ակվարիումի վրայով:

Ես պատվիրեցի Aliexpress- ի բոլոր մասերը, ահա ցուցակ և բաղադրիչների հղումներ.

Կերակրել ws2812- ով -

Իրական ժամանակի ժամացույց Ds3231-

LCD1602 LCD -

4 -ալիքային ռելեի մոդուլ -

DS18b20 ջերմաստիճանի տվիչ -

IRF520 0-24v մոդուլ -

Կոճակներ -

Mega2560 հարթակի տախտակ -

Սերվո -

Քայլ 3. Նախագծային սարքավորումների տեղադրում

Մենք բաղադրիչները դասավորում ենք մեզ համար հարմար և միացնում դրանք ըստ սխեմայի, տես նկարները:

Մենք տեղադրում ենք ArduinoMega 2560 միկրոկոնտրոլերը նախկինում հավաքված պատյանում: Arduino Mega- ն կարող է սնուցվել USB- ից կամ արտաքին էներգիայի աղբյուրից. Աղբյուրի տեսակը ընտրվում է ինքնաբերաբար:

Արտաքին էներգիայի աղբյուրը (ոչ USB) կարող է լինել AC / DC ադապտեր կամ վերալիցքավորվող մարտկոց / մարտկոց: Ադապտերային վարդակից (տրամագիծը `2.1 մմ, կենտրոնական կոնտակտը` դրական) պետք է տեղադրվի տախտակի համապատասխան հոսանքի միակցիչի մեջ: Մարտկոցի / մարտկոցի հզորության դեպքում դրա լարերը պետք է միացված լինեն POWER միակցիչի Gnd և Vin կապին: Արտաքին էներգիայի մատակարարման լարումը կարող է տատանվել 6 -ից 20 Վ -ի սահմաններում: Այնուամենայնիվ, մատակարարման լարման նվազումը 7 Վ -ից ցածր հանգեցնում է 5 Վ -ի քորոցում լարման նվազման, ինչը կարող է առաջացնել սարքի անկայուն աշխատանքը: Ավելի քան 12 Վ լարման օգտագործումը կարող է հանգեցնել լարման կարգավորիչի գերտաքացմանը և տախտակի վնասմանը: Հաշվի առնելով սա, խորհուրդ է տրվում օգտագործել 7 -ից 12 Վ լարման լարման էլեկտրասնուցման աղբյուր: Մենք միացում ենք միկրոկառավարիչին ՝ օգտագործելով 5 Վ էլեկտրամատակարարում GND և 5V կապերի միջոցով: Հաջորդը, մենք տեղադրում ենք ռելե օդափոխության, ջրատաքացուցիչի և կոմպրեսորի համար (Նկար 3.1), դրանք ունեն ընդամենը 3 կոնտակտ, դրանք Arduino- ին միացված են հետևյալ կերպ. GND - GND, VCC - + 5V, In - 3. Ռելեի մուտքը շրջված է, այնքան բարձր մակարդակի վրա In- ը անջատում է կծիկը, իսկ ցածրը `միանում:

Հաջորդը, մենք տեղադրում ենք LCD էկրանը և իրական ժամանակի ժամացույցի մոդուլը, դրանց կապը ցուցադրվում է դիագրամում:

SCL կապերը պետք է միացված լինեն անալոգային 5-պին միակցիչին. SDA կապերը միանում են անալոգային 6-պինային վարդակների: Ստացված հավաքի վերին ռելսը հանդես կգա որպես I2C ավտոբուս, իսկ ներքևի երկաթուղին կլինի հոսանքի ռելսը: LCD և RTC մոդուլները միանում են 5 վոլտ կոնտակտներին: Վերջին քայլն ավարտելուց հետո տեխնիկական կառուցվածքը պատրաստ կլինի:

Servo- ն միացնելու համար IRF520 տրանզիստորը վերցվեց ավելի հանգիստ servo իմպուլսների համար, servo- ն միացվեց տրանզիստորի միջոցով, իսկ տրանզիստորը ինքնին միացված էր անմիջապես Arduino- ին:

Լուսավորության համար վերցվել է WS2812 LED ժապավեն: Մենք միացնում ենք + 5V և GND կապերը էլեկտրամատակարարման գումարած և մինուսին, համապատասխանաբար, Din- ը միացնում ենք Arduino- ի ցանկացած թվային կապին, լռելյայն դա լինելու է թվային 6 -րդ կապիկը, բայց ցանկացած այլ կարող է օգտագործվել (Նկար 3.6): Բացի այդ, նպատակահարմար է Arduino- ի հիմքը միացնել էլեկտրասնուցման աղբյուրին: Անցանկալի է օգտագործել Arduino- ն որպես էներգիայի աղբյուր, քանի որ + 5V ելքը կարող է ապահովել միայն 800 մԱ հոսանք: Սա բավական է LED շերտի ոչ ավելի, քան 13 պիքսել: Theապավենի մյուս կողմում կա Do վարդակից, այն միանում է հաջորդ ժապավենին ՝ թույլ տալով, որ ժապավենները կասկադավորվեն մեկի պես: Էլեկտրական միակցիչը վերջում նույնպես կրկնօրինակված է:

Սովորաբար բաց տակտ կոճակը Arduino- ին միացնելու համար կարող եք անել ամենապարզ ձևը `կոճակի մի ազատ դիրիժորը միացրեք հոսանքին կամ գետնին, մյուսը` թվային կապին

Քայլ 4. Հիմնական պարամետրերի վերահսկման վերահսկման ծրագրի մշակում

Ներբեռնեք ծրագրի ուրվագիծը

Arduino- ն օգտագործելով FBD և LAD գրաֆիկական լեզուները, որոնք ստանդարտ են արդյունաբերական վերահսկիչ ծրագրավորման ոլորտում:

FBD լեզվի նկարագրություն

FBD (Function Block Diagram) IEC 61131-3 ստանդարտի գրաֆիկական ծրագրավորման լեզու է: Րագիրը կազմված է վերևից ներքև հաջորդաբար կատարվող սխեմաների ցանկից: Programրագրավորման ժամանակ օգտագործվում են գրադարանային բլոկների հավաքածուներ: Բլոկը (տարրը) ենթածրագիր է, գործառույթի կամ գործառույթի բլոկ (AND, OR, NOT, ձգաններ, ժամանակաչափեր, հաշվիչներ, անալոգային ազդանշանների մշակման բլոկներ, մաթեմատիկական գործողություններ և այլն): Յուրաքանչյուր առանձին շղթա արտահայտություն է ՝ կազմված առանձին տարրերից: Հաջորդ բլոկը միացված է բլոկի ելքին ՝ կազմելով շղթա: Շղթայի ներսում բլոկները կատարվում են խստորեն իրենց միացման կարգով: Շղթայի հաշվարկի արդյունքը գրվում է ներքին փոփոխականի վրա կամ սնվում է վերահսկիչի ելքին:

LAD լեզվի նկարագրություն

Ladder Diagram (LD, LAD, RKS) ռելեային (սանդուղք) տրամաբանական լեզու է: Լեզվի շարահյուսությունը հարմար է ռելեային տեխնոլոգիայի վրա պատրաստված տրամաբանական սխեմաները փոխարինելու համար: Լեզուն ուղղված է արդյունաբերական ձեռնարկություններում աշխատող ավտոմատացման ինժեներներին: Ապահովում է վերահսկիչի տրամաբանության ինտուիտիվ ինտերֆեյս, որը հեշտացնում է ոչ միայն ինքնուրույն ծրագրավորման և գործարկման խնդիրները, այլև արագ վերահսկիչի սարքավորումների հետ կապված անսարքությունների վերացումը: Հաղորդման տրամաբանության ծրագիրն ունի գրաֆիկական ինտերֆեյս, որը ինտուիտիվ և ինտուիտիվ է էլեկտրական ինժեներների համար և ներկայացնում է տրամաբանական գործողությունները, ինչպես էլեկտրական սխեման ՝ բաց և փակ կոնտակտներով: Այս շղթայում հոսանքի հոսքը կամ բացակայությունը համապատասխանում է տրամաբանական գործողության արդյունքին (ճշմարիտ - եթե հոսանքը հոսում է, սխալ - եթե հոսանք չի հոսում): Լեզվի հիմնական տարրերն են կոնտակտները, որոնք փոխաբերական իմաստով կարելի է նմանեցնել զույգ ռելե կոնտակտների կամ կոճակի: Կոնտակտների զույգ նույնականացվում է բուլո փոփոխականի հետ, և այս զույգի վիճակը նույնացվում է փոփոխականի արժեքի հետ: Տարբերակվում է սովորաբար փակ և սովորաբար բաց կոնտակտային տարրերի միջև, որոնք կարող են համեմատվել էլեկտրական սխեմաների նորմալ փակ և սովորաբար բաց կոճակների հետ:

FLProg- ում նախագիծը տախտակների մի շարք է, որոնցից յուրաքանչյուրի վրա հավաքվում է ընդհանուր սխեմայի ամբողջական մոդուլ: Հարմարության համար յուրաքանչյուր տախտակ ունի անուն և մեկնաբանություններ: Բացի այդ, յուրաքանչյուր տախտակ կարող է փլուզվել (դրա վրա աշխատանքն ավարտելուց հետո աշխատանքային տարածքի վրա տարածք խնայելու համար) և ընդլայնվել: Տախտակի անվան մեջ կարմիր LED- ը ցույց է տալիս, որ սխալներ կան տախտակի սխեմատիկայում:

Յուրաքանչյուր տախտակի սխեման հավաքվում է ֆունկցիոնալ բլոկներից `վերահսկիչի տրամաբանությանը համապատասխան: Ֆունկցիոնալ բլոկների մեծ մասը կարող է կազմաձևվել, որոնց օգնությամբ դրանց աշխատանքը կարող է հարմարեցվել տվյալ դեպքում պահանջներին համապատասխան:

Նաև յուրաքանչյուր ֆունկցիոնալ բլոկի համար կա մանրամասն նկարագրություն, որը հասանելի է ցանկացած պահի և օգնում է հասկանալ դրա աշխատանքը և կարգավորումները:

Withրագրի հետ աշխատելիս օգտագործողը կարիք չունի գրել կոդը, վերահսկել մուտքերի և ելքերի օգտագործումը, ստուգել անունների յուրահատկությունը և տվյալների տեսակների հետևողականությունը: Programրագիրը վերահսկում է այս ամենը: Նա նաև ստուգում է ամբողջ նախագծի ճշգրտությունը և նշում սխալների առկայությունը:

Արտաքին սարքերի հետ աշխատելու համար ստեղծվել են մի քանի օժանդակ գործիքներ: Սա իրական ժամանակի ժամացույցի նախաստորագրման և կարգաբերման գործիք է, OneWire և I2C ավտոբուսներում սարքերի հասցեներ կարդալու գործիքներ, ինչպես նաև IR հեռակառավարման վահանակի կոճակների կոդերը կարդալու և պահպանելու գործիք: Բոլոր որոշակի տվյալները կարող են պահվել որպես ֆայլ և հետագայում օգտագործվել ծրագրում:

Նախագիծն իրականացնելու համար սնուցողի և վերահսկիչի համար ստեղծվել է հետևյալ սերվո գործարկման ծրագիրը:

«MenuValue» առաջին բլոկը վերահղում է տեղեկատվությունը ընտրացանկի բլոկին `սերվո սկավառակի կարգավիճակի մասին LCD էկրանին տեղեկատվություն ցուցադրելու համար:

Ապագայում «AND» տրամաբանական գործողությունը թույլ է տալիս ավելի առաջ գնալ կամ համեմատել «I1 == I2» միավորը, այսինքն ՝ կանխադրված համարը 8-ը նույնը կլինի, ինչ իրական ժամանակի ժամացույցի մոդուլում, այնուհետև servo- ն: միացված է ձգանի միջոցով, նույն կերպ արվել է սերվոն 20: 00 -ին միացնելու համար:

Կոճակի միջոցով servo- ն միացնելու հարմարավետության համար վերցված է ձգան տրամաբանական գործառույթը, և դրա համար նախատեսված է 4 համարի կոճակը, կամ սերվոյի հանգստության մասին տեղեկատվության ելքը դեպի ընտրացանկի բլոկ `տեղեկատվությունը ցուցադրելու համար LCD էկրան:

Եթե սերվոյի աշխատանքի համար ազդանշան է հայտնվում, ապա նա գնում է «Անջատիչ» կոչվող բլոկ և տվյալ անկյան տակ կատարում է սկավառակի պտույտը և «Վերագործարկեք» բլոկի միջոցով անցնում սկզբնական փուլին:

Սերվո գործարկման ցուցակագրում:

Կոմպրեսորը միշտ միացված է և միացված է ռելեին, երբ ազդանշանը գալիս է «Servo On» բլոկից, այնուհետև անցնում է «TOF» ժմչփ բլոկին և անջատում է ռելեն 15 րոպե և փոխանցում է տեղեկություն ռելեի վիճակի մասին ճաշացանկում:

Թերմոստատի ցուցակ:

Գրադարանի միջոցով միացրեք ջերմաստիճանի տվիչը