سنسور تشخیص سطح آب بی سیم با سیستم زنگ هشدار

در این پروژه می خواهیم یک سنسور تشخیص سطح آب با سیستم زنگ هشدار طراحی کنیم بطوریکه سطح مخزن آب را اندازه گیری کند و داده ها را به صورت بی سیم به گیرنده ارسال کند و آن را بر روی یک ال سی دی یا ال ای دی نمایش دهد.

هدف از ساخت سنسور تشخیص سطح آب

هدف از انجام این پروژه طراحی یک سطح سنج مخزن آب 1000 لیتری است. سنسورهای تشخیص سطح آب بی سیم که در بازار وجود دارند هم گران قیمت هستند و هم اینکه دامنه سنجش کمی دارند، در حالیکه ساخت این پروژه به هزینه کمی نیاز دارد و دامنه سنجش بزرگتری دارد.

عملکرد سنسور تشخیص سطح آب بی سیم چگونه است؟

این دستگاه میزان سطح آب را با استفاده از یک سنسور آلتراسونیک که در زیر درب مخزن قرار گرفته، می سنجد و داده ها را با استفاده از یک فرستنده بی سیم به گیرنده می فرستد.

• ال سی دی که در سمت گیرنده قرار گرفته سطح آب را نشان می دهد.
• درصد آب محاسبه و در ال سی دی نمایش داده می شود.  
• پیام هایی مثل “Low”، “Normal”، “Full” یا “Overflowing” بر روی صفحه نمایش نشان داده می شود.
• گیرنده دارای سه ال ای دی سبز، زرد و قرمز است که با توجه به میزان آبی که در مخزن قرار می گیرد، روشن می شود.
• همچنین گیرنده یک بازر دارد که زمانیکه مخزن در حال پر شدن است و سطح آب خیلی پایین باشد یا مخزن کاملا پر شده باشد، هشدار می دهد.
• گیرنده دارای دو کلید می باشد. اولین کلید نور پس زمینه ال سی دی را روشن می کند. کلید دوم زنگ هشدار را قطع می کند.
• هنگامیکه کلید فشار داده می شود، چراغ پشت ال سی دی روشن می شود و پس از 30 ثانیه خاموش می شود.
• هنگامیکه سطح آب کمتر از 15% باشد، بازر هشدار می دهد، اگر خاموش باشد هنگامیکه سطح آب کمتر از 10% و 5% باشد، دوباره هشدار می دهد.

آماده سازی قطعات سنسور تشخیص سطح آب

پس از اینکه قطعات مورد نیاز پروژه سنسور تشخیص سطح آب را جمع آوری کردید، یک جعبه پلاستیکی برای قرار دادن قطعات در درون آن آماده کنید یا اینکه با استفاده از پرینتر سه بعدی یک جعبه پلاستیکی چاپ کنید. ما در این پروژه از یک ماژول بی سیم HC-12 استفاده کرده ایم که دارای بورد 1000 متر است. همچنین می توانید از ماژول NRF24L01 نیز استفاده کنید، که در اینصورت باید کد را تغییر دهید.

شماتیک فرستنده

ابتدا قسمت فرستنده را طراحی می کنیم. پین های قطعات را مشخص کرده و به آردوینو وصل کنید. شماتیک مدار در زیر آمده است.

شماتیک گیرنده

سپس قسمت گیرنده را طراحی کنید. با دقت پین ها را دنبال کنید و به آردوینو وصل کنید. ابتدا باید مدار را بر روی برد بورد بسازید و سپس به سراغ برد مدار بروید. از یک برد نمونه برای ال ای دی ها و کلید ها استفاده کنید.

کد نویسی سنسور تشخیص سطح آب بی سیم

کد نویسی شامل هر دو بخش فرستنده و گیرنده می شود. برای تنظیم و کالیبراسیون سنسور، کمترین میزان سطح آب (MinLevel) و بیشترین میزان (MaxLevel) را در بخش کد فرستنده ویرایش کنید. برای بدست آوردن این دو مقدار از ارتباط سریالی استفاده کنید.

کد را بررسی کرده و قسمتهایی که نیاز به تغییر دارند را ویرایش کنید. ممکن است که هنگام ساخت پروژه با برخی خطاهای نرم افزاری روبرو شوید، سعی کنید آن را برطرف کرده و پروژه را ادامه دهید.

به دلیل اینکه سنسور آلتراسونیک در داخل مخزن قرار می گیرد و ممکن است که دچار زنگ زدگی شود، بهتر است که از مدل JSN-SR04T که ضد آب می باشد، استفاده کنید.

قطعات مورد نیاز

• 2x Arduino Nano R3
• 1x SparkFun Ultrasonic Sensor – HC-SR04 
• 2x HC-12 Wireless Module 
• 1x 5mm LED: Red 
• 1x 5mm LED: Yellow 
• 1x 5mm LED: Green 
• 1x Buzzer 
• 3x Through Hole Resistor, 120 ohm 
• 4x Resistor 220 ohm 
• 2x Pushbutton Switch, Pushbutton 
• 1x Adafruit RGB Backlight LCD – 16×2