Как определить дождь с помощью датчика дождя?

Мир страдает от неожиданных изменений климата, и эти изменения вызваны различными видами деятельности, которые практикует человечество. Когда происходят эти изменения, температура резко повышается, что может привести к проливным дождям, наводнениям и т. Д. Ответственность за экономию воды лежит на каждом и каждом гражданине, и если мы не будем уделять внимание сохранению этой основной жизненной необходимости, мы скоро сильно пострадаем. . В этом проекте мы создадим сигнализацию о дожде, чтобы, когда начнется дождь, мы могли бы предпринять некоторые действия для экономии воды, поскольку мы могли бы обеспечить этой водой растения, мы могли бы сделать какое-то оборудование для отправки этой воды в верхний резервуар и т. Д. Схема детектора дождевой воды обнаружит дождевую воду и подаст предупреждение для людей поблизости, чтобы они могли немедленно принять меры. Схема не очень сложная, и ее может подготовить любой, кто имеет базовые знания об электрических компонентах, таких как резисторы, конденсаторы и транзисторы.

Цепь сигнализации дождя

Как интегрировать основные электрические компоненты для разработки схемы датчика дождя?

Теперь, когда у нас есть основная идея нашего проекта, давайте перейдем к сбору компонентов, разработке схемы на программном обеспечении для тестирования, а затем, наконец, к сборке ее на оборудовании. Мы сделаем эту схему на печатной плате, а затем разместим ее в подходящем месте, чтобы каждый раз, когда начинается дождь, мы могли быть уведомлены с помощью сигнала тревоги.

Шаг 1. Необходимые компоненты (оборудование)

Шаг 2: Необходимые компоненты (программное обеспечение)

• Proteus 8 Professional (можно загрузить с Здесь)

После загрузки Proteus 8 Professional спроектируйте схему на нем. Мы включили сюда моделирование программного обеспечения, чтобы новичкам было удобно спроектировать схему и выполнить соответствующие соединения на оборудовании.

Шаг 3: Изучение компонентов

Теперь, когда мы составили список всех компонентов, которые собираемся использовать в этом проекте. Сделаем шаг вперед и кратко рассмотрим все основные компоненты оборудования.

Датчик дождевых капель: модуль датчика дождевых капель обнаруживает дождь. Он работает по принципу закона Ома. (V = IR). Когда нет дождя, сопротивление на датчике будет очень высоким, потому что нет проводимости между проводами в датчике. Как только дождевая вода начинает падать на датчик, создается токопроводящий путь, и сопротивление между проводами уменьшается. Когда проводимость снижается, электрический компонент, подключенный к датчику, срабатывает, и его состояние изменяется.

Датчик дождя

Этот датчик тоже можно сделать дома, если у нас есть печатная плата. Те, кто не хочет покупать этот датчик, могут сделать его дома, сделав последовательность импульсов с помощью острого предмета, например, ножа. Диаметр импульсов должен составлять примерно 3 см, и можно сделать такой же рисунок, как показано на рисунке выше. Я сделал этот датчик дома и прикрепил картинку ниже:

Датчик капли дождя, разработанный дома

ИС таймера 555: Эта ИС имеет множество применений, таких как обеспечение временных задержек, в качестве генератора и т. Д. Существует три основных конфигурации ИС таймера 555. Астабильный мультивибратор, моностабильный мультивибратор и бистабильный мультивибратор. В этом проекте мы будем использовать его как мультивибратор Astable. В этом режиме ИС действует как генератор, генерирующий прямоугольный импульс. Частоту цепи можно регулировать, настраивая схему. т.е. изменяя номиналы конденсаторов и резисторов, которые используются в схеме. Микросхема генерирует частоту, когда на вывод RESET подается прямоугольный импульс высокого напряжения.

555 Таймер IC

Зуммер: зуммер – это устройство звуковой сигнализации или громкоговоритель, в котором для воспроизведения звука используется пьезоэлектрический эффект. К пьезоэлектрическому материалу прикладывается напряжение для создания начального механического движения. Затем резонаторы или диафрагмы используются для преобразования этого движения в звуковой сигнал. Эти динамики или зуммеры сравнительно просты в использовании и имеют широкий спектр применения. Например, они используются в цифровых кварцевых часах. Для ультразвуковых приложений они хорошо работают в диапазоне от 1-5 кГц до 100 кГц.

Зуммер

Транзистор BC 548 NPN: это транзистор общего назначения, который используется в основном для двух основных целей (коммутация и усиление). Диапазон значений усиления для этого транзистора составляет 100-800. Этот транзистор может выдерживать максимальный ток около 500 мА, поэтому он не используется в схемах с нагрузками, работающими от больших ампер. Когда транзистор смещен, он позволяет току течь через него, и этот этап называется областью насыщения. Когда ток базы снят, транзистор выключен и переходит в область полного отключения.

BC 548 Транзистор

Шаг 4: Блок-схема

Мы составили блок-схему, чтобы легко понять принцип работы схемы.

Блок-схема

Шаг 5: понимание принципа работы

После сборки оборудования мы увидим, что как только вода попадет на датчик дождя, плата начнет проводить ток, и в результате оба транзистора включатся, и, следовательно, светодиод также включится, потому что он подключен к эмиттеру. транзистора Q1. Когда транзистор Q2 переходит в область насыщения, конденсатор C1 будет действовать как перемычка между обоими транзисторами Q1 и Q3, и он будет заряжаться резистором R4. Когда Q3 переходит в область насыщения, срабатывает вывод RESET микросхемы таймера 555, и на выходной вывод 3 микросхемы будет отправлен сигнал, к которому подключен зуммер, и, следовательно, зуммер начнет звонить. Когда не будет дождя, не будет проводимости, а сопротивление датчика очень высокое, поэтому вывод RESET IC не срабатывает, что не вызывает тревоги.

Шаг 6: Моделирование схемы

Перед тем, как создавать схему, лучше смоделировать и проверить все показания на программном обеспечении. Программное обеспечение, которое мы собираемся использовать, – Proteus Design Suite. Proteus – это программа, на которой моделируются электронные схемы.

1. После загрузки и установки программного обеспечения Proteus откройте его. Откройте новую схему, щелкнув значок ISIS в меню.Новая схема.
2. Когда появится новая схема, щелкните значок P в боковом меню. Это откроет окно, в котором вы можете выбрать все компоненты, которые будут использоваться.Новая схема
3. Теперь введите название компонентов, которые будут использоваться для создания схемы. Компонент появится в списке справа.Выбор компонентов
4. Таким же образом, как описано выше, найдите все компоненты. Они появятся в списке устройств.Список компонентов

Шаг 7: Создание макета печатной платы

Поскольку мы собираемся сделать аппаратную схему на печатной плате, нам сначала нужно сделать макет печатной платы для этой схемы.

1. Чтобы сделать макет печатной платы на Proteus, нам сначала нужно назначить пакеты печатных плат каждому компоненту на схеме. чтобы назначить пакеты, щелкните правой кнопкой мыши компонент, которому вы хотите назначить пакет, и выберите Packaging Tool.Назначить пакеты
2. Нажмите на опцию ОВЕН в верхнем меню, чтобы открыть схему печатной платы.
3. В Списке компонентов разместите все компоненты на экране так, чтобы схема выглядела так, как вы хотите.
4. Нажмите на режим отслеживания и соедините все контакты, которые программа предлагает вам подключить, указав стрелку.
5. Когда весь макет сделан, он будет выглядеть так:

Шаг 8: Принципиальная схема

После изготовления макета печатной платы принципиальная схема будет выглядеть так.

Принципиальная электрическая схема

Шаг 9: Настройка оборудования

Поскольку мы смоделировали схему на программном обеспечении, она работает отлично. Теперь займемся размещением компонентов на печатной плате. Печатная плата – это печатная плата. Это плата, полностью покрытая медью с одной стороны и полностью изолирующая с другой стороны. Изготовление схемы на печатной плате – сравнительно долгий процесс. После того, как схема смоделирована в программном обеспечении и сделана разводка печатной платы, макет схемы печатается на масляной бумаге. Перед тем, как положить масляную бумагу на плату PCB, используйте скребок для печатной платы, чтобы потереть плату так, чтобы слой меди на плате уменьшился с верхней части платы.

Удаление слоя меди

Затем масляная бумага помещается на плату печатной платы и гладится до тех пор, пока схема не будет напечатана на плате (это занимает примерно пять минут).

Глажка платы PCB

Теперь, когда схема напечатана на плате, ее погружают в раствор FeCl3 с горячей водой, чтобы удалить лишнюю медь с платы, останется только медь под печатной схемой.

PCB травление

После этого потрите плату скребком так, чтобы проводка была видна. Теперь просверлите отверстия в соответствующих местах и ​​поместите компоненты на печатную плату.

Сверление отверстий в печатной плате

Припаиваем компоненты к плате. Наконец, проверьте целостность цепи и, если в каком-либо месте возникнет прерывание, отсоедините компоненты и снова подключите их. Лучше нанести горячий клей с помощью горячего клеевого пистолета на положительную и отрицательную клеммы аккумулятора, чтобы клеммы аккумулятора не отсоединились от цепи.

Настройка цифрового мультиметра для проверки целостности цепи

Шаг 10: Тестирование схемы

После сборки аппаратных компонентов на печатной плате и проверки целостности цепи нам нужно проверить, работает ли наша схема должным образом или нет, мы протестируем нашу схему. Сначала мы подключим аккумулятор, а затем капнем на датчик немного воды и проверим, начинает ли светиться светодиод и звонит ли зуммер. Если это произойдет, значит, мы выполнили свой проект.

Оборудование, собранное для тестирования

Приложения

1. Его можно использовать на полях, чтобы предупредить фермеров о дожде.
2. Наиболее распространенное применение – то, что его можно использовать в автомобилях, так что всякий раз, когда начинается дождь, водитель включает дворники, прислушиваясь к звуку зуммера.
3. Если какое-то оборудование установлено для хранения дождевой воды в верхних резервуарах, тогда эта схема очень полезна дома, потому что она уведомляет людей, живущих в доме, как только начинается дождь, и они могут затем принять надлежащие меры для хранения этой воды.