WaterLevelAlarm - SRO2001: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Antes de explicarte los detalles de mi realización te contaré una pequeña historia;)

Vivo en el campo y desafortunadamente no tengo alcantarillado municipal, así que tengo un saneamiento en el lugar que funciona con una bomba de elevación. Todo suele funcionar bien hasta el día en que tuve un corte de luz durante varios días a causa de una tormenta …

¿Ves a dónde voy con esto? ¿No?

Bueno, sin electricidad, la bomba que se usaba para drenar el agua del pozo ya no funciona.

Y desafortunadamente para mí no pensé en eso en ese momento… ¡así que el nivel del agua subió, subió una y otra vez hasta el pozo donde la bomba está casi llena! Esto puede dañar todo el sistema (que es demasiado caro …)

Entonces tuve la idea de hacer una alarma para advertirme cuando el agua en el pozo de la bomba alcanza un nivel anormal. Entonces, si hay un problema con la bomba o si hay un corte de energía, sonará la alarma y podré intervenir inmediatamente antes de cualquier daño importante.

¡Aquí vamos por las explicaciones!

Paso 1: Herramientas y componentes electrónicos

Componentes electrónicos:

- 1 microchip PIC 12F675

- 2 botones de interruptor momentáneo

- 1 LED

- 1 timbre

- 1 módulo de refuerzo DC-DC (porque mi zumbador requiere 12V para ser fuerte)

- 4 resistencias (180 ohmios; 2 x 10K ohmios; 100K ohmios)

- 1 detector (flotador)

- 1 portapilas

- 1 placa PCB

- 1 caja / estuche de plástico

Instrumentos:

- Un programador para inyectar el código en un Microchip 12F675 (por ejemplo, PICkit 2)

- Mini fuente de alimentación de 4,5 V

Le aconsejo que utilice Microchip MPLAB IDE (freeware) si desea modificar el código, pero también necesitará el compilador CCS (shareware). También puede utilizar otro compilador, pero necesitará muchos cambios en el programa.

Pero te proporcionaré el. Archivo HEX para que pueda inyectarlo directamente en el microcontrolador.

Paso 2: Obligaciones

- El sistema debe ser energéticamente autosuficiente para funcionar en caso de un corte de energía.

- El sistema debe tener una autonomía de al menos 1 año (hago mantenimiento de saneamiento una vez al año).

- La alarma debe poder escucharse desde una distancia media. (unos 50 metros)

- El sistema debe caber en una caja relativamente pequeña

Paso 3: esquema

Aquí está el esquema creado con CADENCE Capture CIS Lite. Explicación del papel de los componentes:

- 12F675: microcontrolador que gestiona entradas y salidas

- SW1: botón de funcionamiento

- SW2: botón de reinicio

- D1: LED de estado

- R1: resistencia pull-up para MCLR

- R2: resistencia desplegable para la gestión del botón de control

- R3: resistencia limitadora de corriente para LED D1

- R4: resistencia limitadora de corriente en el sensor

- PZ1: zumbador (tono de alarma)

- J3 y J4: conectores con entre ellos el módulo boost DC-DC

El módulo de refuerzo DC-DC es opcional, puede conectar directamente el zumbador al microcontrolador, pero lo uso para aumentar el nivel de sonido de mi zumbador porque su voltaje de funcionamiento es de 12V mientras que el voltaje de salida del microcontrolador es de solo 4.5V.

Paso 4: creación de prototipos en placa de pruebas

¡Montemos los componentes en una placa de pruebas de acuerdo con el esquema anterior y programemos el microcontrolador!

Nada especial que decir aparte del hecho de que agregué un multímetro en modo amperímetro en serie con el soporte para medir su consumo de corriente.

El consumo de energía debe ser lo más bajo posible porque el sistema debe funcionar 24 / 24h y debe tener una autonomía de al menos 1 año.

En el multímetro podemos ver que el consumo de energía del sistema es de solo 136uA cuando el microcontrolador está programado con la versión final del programa.

Al alimentar el sistema con 3 baterías de 1.5V 1200mAh ofrece una autonomía de:

3 * 1200 / 0,136 = 26470 H de autonomía, ¡unos 3 años!

Puedo obtener tanta autonomía porque puse el microcontrolador en modo SLEEP en el programa, ¡así que veamos el programa!

Paso 5: el programa

El programa está escrito en lenguaje C con MPLAB IDE y el código se compila con CCS C Compiler.

El código está completamente comentado y es bastante simple de entender. Te dejo descargar las fuentes si quieres saber cómo funciona o si quieres modificarlo.

En resumen, el microcontrolador está en modo de espera para ahorrar la máxima energía y se despierta si hay un cambio de estado en su pin 2:

Cuando se activa el sensor de nivel de líquido, actúa como un interruptor abierto y, por lo tanto, el voltaje en el pin 2 cambia de alto a bajo). A partir de entonces, el microcontrolador activa la alarma para advertir.

Tenga en cuenta que es posible restablecer el microcontrolador con el botón SW2.

Vea a continuación un archivo zip del proyecto MPLAB:

Paso 6: soldadura y ensamblaje

Sueldo los componentes en la PCB de acuerdo con el diagrama anterior. No es fácil colocar todos los componentes para hacer un circuito limpio pero estoy bastante contento con el resultado! Una vez que terminé las soldaduras, puse pegamento caliente en los cables para asegurarme de que no se movieran.

También he agrupado los cables que van en la parte frontal de la caja junto con un "tubo termorretráctil" para hacerla más limpia y sólida.

Luego taladré el panel frontal de la carcasa para instalar los dos botones y el LED. Luego, finalmente suelde los cables a los componentes del panel frontal después de retorcerlos. Luego pegamento caliente para evitar que se mueva.

Paso 7: Diagrama de funcionamiento del sistema

Aquí está el diagrama de cómo funciona el sistema, no el programa. Es una especie de mini manual de usuario. He puesto el archivo PDF del diagrama como adjunto.

Paso 8: video

Hice un video corto para ilustrar cómo funciona el sistema, con un comentario en cada paso.

En el video manipulo el sensor a mano para mostrar cómo funciona, pero cuando el sistema esté en su lugar final habrá un cable largo (unos 5 metros) que irá desde la alarma hasta el sensor instalado en el pozo donde se encuentra el Debe controlarse el nivel del agua.

Paso 9: Conclusión

Aquí estoy al final de este proyecto, es un pequeño proyecto muy modesto pero creo que podría ser útil para un principiante en electrónica como base o complemento a un proyecto.

No sé si mi estilo de escritura será correcto porque en parte estoy usando un traductor automático para ir más rápido y como no hablo inglés de forma nativa, creo que algunas oraciones probablemente serán raras para las personas que escriben inglés a la perfección.

Si tiene alguna pregunta o comentario sobre este proyecto, ¡hágamelo saber!