Wie erkennt man Niederschläge mit dem Regensensor?

Die Welt leidet unter unerwarteten Klimaveränderungen und diese Veränderungen werden durch verschiedene Aktivitäten der Menschheit verursacht. Wenn diese Veränderungen auftreten, steigt die Temperatur dramatisch an und es kann zu starken Regenfällen, Überschwemmungen usw. kommen. In der Verantwortung jedes Bürgers wird Wasser gespart, und wenn wir nicht darauf achten, diese Grundbedürfnisse des Lebens zu bewahren, werden wir in Kürze schwer leiden . In diesem Projekt werden wir einen Regenalarm erstellen, damit wir zu Beginn des Regens einige Maßnahmen ergreifen können, um Wasser zu sparen, da wir das Wasser für Pflanzen bereitstellen können, Hardware herstellen können, um das Wasser in den Overhead-Tank usw. zu schicken Der Regenwassermelder erkennt das Regenwasser und generiert einen Alarm für die Menschen in der Nähe, damit sie sofort Maßnahmen ergreifen können. Die Schaltung ist nicht sehr komplex und kann von jedem vorbereitet werden, der über Grundkenntnisse in Bezug auf elektrische Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren und Transistoren verfügt.

Regenalarmkreis

Wie werden grundlegende elektrische Komponenten für den Entwurf einer Regensensorschaltung integriert?

Nachdem wir nun die Grundidee unseres Projekts haben, wollen wir die Komponenten sammeln, die Schaltung auf Software zum Testen entwerfen und sie schließlich auf Hardware zusammenbauen. Wir werden diese Schaltung auf einer Leiterplatte herstellen und sie dann an einer geeigneten Stelle platzieren, damit wir bei jedem Regen durch den Alarm benachrichtigt werden können.

Schritt 1: Erforderliche Komponenten (Hardware)

Schritt 2: Erforderliche Komponenten (Software)

  • Proteus 8 Professional (Kann von heruntergeladen werden Hier)

Entwerfen Sie nach dem Herunterladen des Proteus 8 Professional die Schaltung darauf. Wir haben hier Softwaresimulationen aufgenommen, damit Anfänger die Schaltung bequem entwerfen und entsprechende Verbindungen auf der Hardware herstellen können.

Schritt 3: Studieren der Komponenten

Jetzt haben wir eine Liste aller Komponenten erstellt, die wir in diesem Projekt verwenden werden. Lassen Sie uns noch einen Schritt weiter gehen und eine kurze Untersuchung aller wichtigen Hardwarekomponenten durchführen.

Regentropfensensor: Das Regentropfensensormodul erkennt Regenfälle. Es funktioniert nach dem Prinzip des Ohmschen Gesetzes. (V = IR). Wenn es nicht regnet, ist der Widerstand am Sensor sehr hoch, da keine Leitung zwischen den Drähten im Sensor besteht. Sobald das Regenwasser auf den Sensor fällt, wird der Leitungsweg hergestellt und der Widerstand zwischen den Drähten verringert. Wenn die Leitung reduziert wird, wird die elektrische Komponente, die an den Sensor angeschlossen ist, ausgelöst und ihr Zustand ändert sich.

Regentropfensensor

Dieser Sensor kann auch zu Hause hergestellt werden, wenn wir die Leiterplatte haben. Diejenigen, die diesen Sensor nicht kaufen möchten, können ihn zu Hause herstellen, indem sie mit Hilfe eines scharfen Gegenstandes wie eines Messers ein Pulszugmuster erstellen. Der Durchmesser der Impulse sollte ungefähr 3 cm betragen und es kann das gleiche Muster wie im obigen Bild hergestellt werden. Ich habe diesen Sensor zu Hause hergestellt und das folgende Bild angehängt:

Regentropfensensor zu Hause entwickelt

555-Timer-IC: Dieser IC hat eine Vielzahl von Anwendungen wie das Bereitstellen von Zeitverzögerungen, als Oszillator usw. Es gibt drei Hauptkonfigurationen des 555-Timer-IC. Astabiler Multivibrator, monostabiler Multivibrator und bistabiler Multivibrator. In diesem Projekt werden wir es als Astable-Multivibrator verwenden. In diesem Modus wirkt der IC als Oszillator, der einen Rechteckimpuls erzeugt. Die Frequenz der Schaltung kann durch Einstellen der Schaltung eingestellt werden. dh durch Variieren der Werte von Kondensatoren und Widerständen, die in der Schaltung verwendet werden. Der IC erzeugt eine Frequenz, wenn ein hoher Rechteckimpuls an den RESET-Pin angelegt wird.

555 Timer IC

Summer: Ein Summer ist ein Audiosignalgerät oder ein Lautsprecher, bei dem ein piezoelektrischer Effekt zur Tonerzeugung verwendet wird. An das piezoelektrische Material wird eine Spannung angelegt, um eine anfängliche mechanische Bewegung zu erzeugen. Dann werden die Resonatoren oder die Membranen verwendet, um diese Bewegung in ein hörbares Tonsignal umzuwandeln. Diese Lautsprecher oder Summer sind vergleichsweise einfach zu bedienen und haben ein breites Anwendungsspektrum. Zum Beispiel werden sie in digitalen Quarzuhren verwendet. Für Ultraschallanwendungen arbeiten sie gut im Bereich von 1-5 kHz und bis zu 100 kHz.

Summer

BC 548 NPN-Transistor: Es handelt sich um einen Allzwecktransistor, der hauptsächlich für zwei Hauptzwecke verwendet wird (Schalten und Verstärken). Der Bereich des Verstärkungswerts für diesen Transistor liegt zwischen 100 und 800. Dieser Transistor kann einen maximalen Strom von ungefähr 500 mA verarbeiten, daher wird er nicht in der Art von Schaltung verwendet, die Lasten aufweist, die mit größeren Ampere arbeiten. Wenn der Transistor vorgespannt ist, kann Strom durch ihn fließen, und diese Stufe wird als Sättigungsbereich bezeichnet. Wenn der Basisstrom entfernt wird, ist der Transistor ausgeschaltet und geht in den vollständig abgeschalteten Bereich.

BC 548 Transistor

Schritt 4: Blockdiagramm

Wir haben ein Blockdiagramm erstellt, um das Funktionsprinzip der Schaltung leicht zu verstehen.

Blockdiagramm

Schritt 5: Das Arbeitsprinzip verstehen

Nach dem Zusammenbau der Hardware werden wir sehen, dass sobald das Wasser auf den Regensensor fällt, die Platine zu leiten beginnt und infolgedessen beide Transistoren aufleuchten und daher auch die LED aufleuchtet, weil sie mit dem Emitter verbunden ist des Transistors Q1. Wenn der Transistor Q2 in den Sättigungsbereich geht, verhält sich der Kondensator C1 wie ein Jumper zwischen den beiden Transistoren Q1 und Q3 und wird durch den Widerstand R4 aufgeladen. Wenn Q3 in den Sättigungsbereich geht, wird der RESET-Pin des 555-Timer-IC ausgelöst und ein Signal wird an den Ausgangspin 3 des IC gesendet, an dem der Summer angeschlossen ist, und daher beginnt der Summer zu klingeln. Wenn es nicht regnet, gibt es keine Leitung und der Widerstand des Sensors ist sehr hoch. Daher wird der RESET-Pin des IC nicht ausgelöst, was zu keinem Alarm führt.

Schritt 6: Simulation der Schaltung

Vor dem Erstellen der Schaltung ist es besser, alle Messwerte einer Software zu simulieren und zu untersuchen. Die Software, die wir verwenden werden, ist die Proteus Design Suite. Proteus ist eine Software, mit der elektronische Schaltkreise simuliert werden.

  1. Öffnen Sie die Proteus-Software, nachdem Sie sie heruntergeladen und installiert haben. Öffnen Sie einen neuen Schaltplan, indem Sie im Menü auf das ISIS-Symbol klicken.Neues Schema.
  2. Wenn der neue Schaltplan angezeigt wird, klicken Sie im Seitenmenü auf das P-Symbol. Dies öffnet ein Feld, in dem Sie alle Komponenten auswählen können, die verwendet werden sollen.Neues Schema
  3. Geben Sie nun den Namen der Komponenten ein, aus denen die Schaltung hergestellt werden soll. Die Komponente wird in einer Liste auf der rechten Seite angezeigt.Komponenten auswählen
  4. Durchsuchen Sie auf die gleiche Weise wie oben alle Komponenten. Sie werden in der Geräteliste angezeigt.Komponentenliste

Schritt 7: Erstellen eines Leiterplattenlayouts

Da wir die Hardwareschaltung auf einer Leiterplatte erstellen, müssen wir zuerst ein Leiterplattenlayout für diese Schaltung erstellen.

  1. Um das PCB-Layout auf Proteus zu erstellen, müssen wir zuerst die PCB-Pakete jeder Komponente im Schaltplan zuweisen. Um Pakete zuzuweisen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Komponente, der Sie das Paket zuweisen möchten, und wählen Sie Packaging Tool.Pakete zuweisen
  2. Klicken Sie im oberen Menü auf die Option ARIES, um einen PCB-Schaltplan zu öffnen.
  3. Platzieren Sie in der Komponentenliste alle Komponenten auf dem Bildschirm in einem Design, wie Ihre Schaltung aussehen soll.
  4. Klicken Sie auf den Track-Modus und verbinden Sie alle Pins, zu deren Verbindung Sie von der Software aufgefordert werden, indem Sie auf einen Pfeil zeigen.
  5. Wenn das gesamte Layout erstellt ist, sieht es folgendermaßen aus:

Schritt 8: Schaltplan

Nach dem Erstellen des PCB-Layouts sieht der Schaltplan folgendermaßen aus.

Schaltplan

Schritt 9: Einrichten der Hardware

Da wir jetzt die Schaltung auf Software simuliert haben und es einwandfrei funktioniert. Lassen Sie uns nun fortfahren und die Komponenten auf der Leiterplatte platzieren. Eine Leiterplatte ist eine Leiterplatte. Es ist eine Platte, die auf einer Seite vollständig mit Kupfer beschichtet und auf der anderen Seite vollständig isoliert ist. Das Herstellen der Schaltung auf der Leiterplatte ist vergleichsweise langwierig. Nachdem die Schaltung in der Software simuliert und das PCB-Layout erstellt wurde, wird das Schaltungslayout auf Butterpapier gedruckt. Bevor Sie das Butterpapier auf die Leiterplatte legen, reiben Sie die Leiterplatte mit dem Leiterplattenschaber so ab, dass die Kupferschicht auf der Leiterplatte von der Oberseite der Leiterplatte abfällt.

Entfernen der Kupferschicht

Dann wird das Butterpapier auf die Leiterplatte gelegt und gebügelt, bis die Schaltung auf der Leiterplatte gedruckt ist (es dauert ungefähr fünf Minuten).

Bügeln der Leiterplatte

Wenn die Schaltung auf die Platine gedruckt wird, wird sie in die FeCl3-Lösung von heißem Wasser getaucht, um zusätzliches Kupfer von der Platine zu entfernen. Nur das Kupfer unter der gedruckten Schaltung bleibt zurück.

PCB-Ätzen

Reiben Sie danach die Leiterplatte mit dem Scrapper ab, damit die Verkabelung hervorsteht. Bohren Sie nun die Löcher an den entsprechenden Stellen und platzieren Sie die Komponenten auf der Leiterplatte.

Bohren von Löchern in Leiterplatten

Löten Sie die Komponenten auf der Platine. Überprüfen Sie abschließend den Durchgang des Stromkreises. Wenn an einer Stelle eine Unterbrechung auftritt, entlöten Sie die Komponenten und schließen Sie sie erneut an. Es ist besser, Heißkleber mit einer Heißklebepistole auf die positiven und negativen Anschlüsse der Batterie aufzutragen, damit sich die Anschlüsse der Batterie nicht vom Stromkreis lösen.

Einstellen des DMM für die Durchgangsprüfung

Schritt 10: Testen der Schaltung

Nachdem wir die Hardwarekomponenten auf der Leiterplatte zusammengebaut und den Durchgang überprüft haben, müssen wir prüfen, ob unsere Schaltung ordnungsgemäß funktioniert oder nicht. Wir werden unsere Schaltung testen. Zuerst schließen wir die Batterie an und dann lassen wir etwas Wasser auf den Sensor fallen und prüfen, ob die LED zu leuchten beginnt und der Summer zu läuten beginnt oder nicht. In diesem Fall haben wir unser Projekt abgeschlossen.

Zum Testen zusammengebaute Hardware

Anwendungen

  1. Es kann auf den Feldern eingesetzt werden, um die Landwirte auf Regen aufmerksam zu machen.
  2. Die häufigste Anwendung ist, dass es in Automobilen verwendet werden kann, sodass der Fahrer bei Regenbeginn die Scheibenwischer einschaltet, wenn er das Geräusch des Summers hört.
  3. Wenn Hardware installiert ist, um das Regenwasser in den Überkopf-Tanks zu speichern, ist dieser Kreislauf zu Hause sehr nützlich, da er die im Haus lebenden Personen benachrichtigt, sobald der Regen beginnt, und sie dann geeignete Vorkehrungen treffen können, um dieses Wasser zu speichern.

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