Cirka 71% av jorden är täckt med vatten, men tyvärr är bara 2,5% dricksvatten. Med ökad befolkning, föroreningar och klimatförändringar förväntas vi att vi så snart som 2025 kommer att uppleva ständig vattenbrist. Å ena sidan finns det redan mindre tvister mellan nationer och stater för att dela flodvatten å andra sidan slösar vi som människor mycket dricksvatten på grund av vår vårdslöshet.
Det kanske inte verkar stort vid första gången, men om din kran droppade en droppe vatten en gång per sekund skulle det bara ta cirka fem timmar för dig att slösa bort en liter vatten, det är tillräckligt med vatten för en genomsnittlig människa att överleva i två dagar. Så vad kan man göra för att stoppa detta? Som alltid ligger svaret för förbättring av tekniken. Om vi byter ut alla manuella kranar mot en smart som automatiskt öppnas och stängs kan vi inte bara spara vatten utan också ha en hälsosammare livsstil eftersom vi inte behöver använda kranen med våra smutsiga händer. Så i det här projektet kommer vi att bygga en automatisk vattendispenser med Arduino och en magnetventil som automatiskt kan ge dig vatten när ett glas placeras nära det. Låter coolt! Så låt oss bygga en…
Material som krävs
- Magnetventil
- Arduino Uno (vilken version som helst)
- HCSR04 - Ultraljudsensor
- IRF540 MOSFET
- 1k och 10k motstånd
- Bakbord
- Anslutande ledningar
Arbetskoncept
Konceptet bakom den automatiska vattendispensern är väldigt enkelt. Vi använder en HCSR04 ultraljudssensor för att kontrollera om något sådant att glaset placeras framför dispensern. En magnetventil kommer att användas för att reglera vattenflödet, det vill säga när vattnet matas ut kommer vattnet att strömma ut och när vattnet slås från stoppas vattnet. Så vi kommer att skriva ett Arduino-program som alltid kontrollerar om något föremål placeras nära kranen, om ja, kommer solenoiden att sättas på och vänta tills objektet tas bort, när objektet har tagits bort stängs solenoiden av och stänger därmed vattenförsörjning. Läs mer om hur du använder ultraljudssensor med Arduino här.
Kretsschema
Det fullständiga kretsschemat för Arduino-baserad vattendispenser visas nedan
Magnetventilen som används i detta projekt är en 12V-ventil med en maximal strömstyrka på 1,2A och en kontinuerlig strömstyrka på 700mA. Det är då ventilen slås på, den kommer att förbruka cirka 700 mA för att hålla ventilen påslagen. Som vi vet är en Arduino ett utvecklingskort som fungerar med 5V och därför behöver vi en kopplingsdrivkrets för att Solenoid ska slå på och av.
Omkopplingsanordningen som används i detta projekt är IRF540N N-Channel MOSFET. Den har de tre stiften Gate, Source och Drain från pin 1 respektive. Som visas i kretsschemat drivs den positiva terminalen på solenoiden med Vin-stiftet i Arduino. Eftersom vi använder en 12V-adapter för att driva Arduino och därmed kommer Vin-stiftet att mata ut 12V som kan användas för att styra solenoiden. Den negativa terminalen på solenoiden är ansluten till marken genom MOSFETs käll- och dräneringsstift. Så solenoiden kommer att drivas endast om MOSFET är påslagen.
Porten på MOSFET används för att slå på eller av den. Den förblir avstängd om grindstiftet är jordat och tänds om en grindspänning appliceras. För att hålla MOSFET avstängd när ingen spänning appliceras på grindstiftet dras grindstiften till jord genom ett 10k-motstånd. Arduino-stift 12 används för att slå på eller av MOSFET, så D12-stiftet är anslutet till grindstiften via ett 1K-motstånd. Detta 1K-motstånd används för strömbegränsande ändamål.
Den Ultraljudssensor drivs av + 5V och jordstiften hos Arduino. Den Echo och Trigger stift är förbunden med tappen 8 och tappen 9 respektive. Vi kan sedan programmera Arduino för att använda ultraljudssensorn för att mäta avståndet och slå på MOSFET när ett objekt upptäcks. Hela kretsen är enkel och kan därför enkelt byggas ovanpå en brädbräda. Gruvan såg ut så här nedan efter att ha gjort anslutningarna.
Programmering av Arduino Board
För detta projekt måste vi skriva ett program som använder HCSR-04 ultraljudssensor för att mäta avståndet från objektet framför det. När avståndet är mindre än 10 cm måste vi sätta på MOSFET och annars måste vi stänga av MOSFET. Vi kommer också att använda den inbyggda lysdioden som är ansluten till stift 13 och växla den tillsammans med MOSFET så att vi kan säkerställa om MOSFET är i på eller av-läge. Det kompletta programmet för att göra detsamma finns i slutet av denna sida. Strax nedan har jag förklarat programmet genom att dela upp det i små meningsfulla utdrag.
Programmet börjar med makrodefinition. Vi har avtryckaren och ekonålen för ultraljudssensorn och MOSFET-grindstiftet och LED som I / O för vår Arduino. Så vi har definierat till vilken stift dessa kommer att anslutas till. I vår hårdvara har vi anslutit Echo och Trigger pin till 8 respektive 9: e digitala pin. Sedan är MOSFET-stiften ansluten till stift 12 och den inbyggda lysdioden är som standard ansluten till stift 13. Vi definierar samma med följande rader
#define trigger 9 #define echo 8 #define LED 13 #define MOSFET 12
Inuti installationsfunktionen förklarar vi vilka stift som matas in och vilka som matas ut. I vår hårdvara är endast Echo- stiftet till Ultrasonic (US) -sensorn ingångsstiftet och resten är alla utgångsstift. Så vi använder pinMode- funktionen i Arduino för att ange samma som visas nedan
pinMode (trigger, OUTPUT); pinMode (eko, INPUT); pinMode (LED, OUTPUT); pinMode (MOSFET, OUTPUT);
Inuti huvudslingfunktionen kräver vi funktionen som kallas måttdistans (). Denna funktion använder den amerikanska sensorn för att mäta avståndet från objektet framför den och uppdaterar värdet till variabeln ' avstånd' . För att mäta avstånd med hjälp av amerikansk sensor måste avtryckaren först hållas låg i två mikrosekunder och sedan hållas hög i tio mikrosekunder och återigen hållas låg i två mikrosekunder. Detta kommer att skicka en ultraljud av ultraljudssignaler i luften som kommer att reflekteras av objektet framför den och ekonålen kommer att plocka upp de signaler som reflekteras av den. Sedan använder vi det tid som tas för att beräkna avståndet för objektet före sensorn. Om du vill veta