Controlador de grado de agua totalmente informatizado que utiliza el SRF04

Controlador de grado de agua totalmente informatizado con SRF04, L293D y PIC16F84A

Introducción al controlador de grado de agua computarizado

Seguimiento y control de la extensión del agua en los depósitos de agua es sin duda uno de los trabajos más imprescindibles en prácticamente muchas zonas residenciales además de industriales. La mayoría de las veces, sobre todo en los edificios residenciales, debido a la falta de disponibilidad de medios automatizados, resulta pesado e incómodo controlar con frecuencia el estado del agua dentro de los depósitos. De hecho, para los lugares con escasez de agua, el exceso de agua puede ser un factor bastante costoso de pagar.

La única solución al inconveniente anterior es disponer de una técnica automatizada para controlar y gestionar la extensión del agua. Mientras que existen numerosos métodos como la utilización de sensores de distancia, la utilización de sondas actuales, la utilización de un ranger ultrasónico, etc., aquí nos ocuparemos de la utilización de un ranger ultrasónico.

Visión general del sistema de control de la calidad del agua

El sistema consiste en un sensor de alcance ultrasónico colocado en lo alto del depósito, de forma que cuando se activa, envía una señal ultrasónica. La corriente de agua dentro del tanque replicaría la señal. El sensor obtendría esta señal y el tiempo transcurrido entre estas dos alertas daría una estimación de la distancia recorrida por las alertas, y por tanto de la fase del agua desde arriba.

Aquí se utiliza un microcontrolador para enviar una señal de inicio al guardián ultrasónico. En cuanto se obtiene un eco, se calcula el intervalo de tiempo entre los 2 pulsos, que es directamente proporcional al estado del agua. El tiempo de retardo se calcula con la ayuda del temporizador, cuya variedad de impulsos de conteo denota el espacio recorrido por la señal, o la etapa de agua.

Como aquí el guardabosques está colocado en la parte superior del depósito, la gestión del flujo de agua acaba contemplando la extensión del agua desde la parte superior del depósito. Por ejemplo, si las mediciones varían entre 0 y 1 cm, el depósito se está desbordando y el microcontrolador envía una señal de gestión para hacer girar el motor en sentido inverso para eliminar el exceso de agua

Si la variación está entre 2 y 5 cm, el depósito está lleno y el microcontrolador envía una señal de gestión para conmutar el motor. Si la variación es superior a 5 cm, el depósito está medio vacío y el microcontrolador envía una señal de gestión para hacer girar el motor en la trayectoria de avance.

Diagrama del circuito del controlador de grado de agua computarizado

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Determina 1: Controlador de grado de agua

Descripción de los componentes

Para diseñar el circuito se pueden utilizar las siguientes piezas.

1. Buscador de ultrasonidos Vary SRF04
2. Microcontrolador PIC PIC16F84A
3. Controlador L293D
4. Motor de CC
5. Dos resistencias de 1K

Hagamos un concepto rápido de cada elemento

Buscador de ultrasonidos Vary SRF04

El SRF04 es un guardián ultrasónico de alta calidad que se utiliza en muchas funciones robóticas para la detección sencilla de obstáculos. Requiere una señal de 10 microsegundos para activarse.

Determina 2: localizador ultrasónico SRF04

En cuanto se activa, envía 8 pulsos de ultrasonidos, a una frecuencia de 40 KHz, y simultáneamente envía una línea de eco a ALTO. En cuanto recibe la señal o el eco del espejo, baja la línea de eco a LOW

Así, la anchura del pulso de eco denota el espacio recorrido por la señal o, en otras palabras, la distancia del guardián a la cosa. La línea de eco es debido a este hecho un pulso cuya anchura es proporcional al espacio de la cosa. Para 1 cm, la anchura del pulso de eco puede ser de 58 microsegundos.

Determina 3: Diagrama de tiempos SRF04

Microcontrolador PIC PIC16F84A:

Determina 4: Microcontrolador PIC PIC16F84A

Se trata de un microcontrolador CMOS Flash de 8 bits adecuado con un único temporizador de 8 bits (con preescalador programable de 8 bits). El funcionamiento del temporizador se gestiona mediante los siguientes registros: OPTION_REG, TMR0 e INTCON. OPTION_REG es un registro de 8 bits cuyos 5^th el bit (T0CS) selecciona el funcionamiento del temporizador o contador requerido

Al activar la operación del contador de bits se selecciona la operación del contador, mientras que al desactivarla se selecciona la operación del temporizador. TMR0 es el registro del temporizador, mientras que INTCON es el registro de interrupción cuyo 5^th el bit (T0IE) indica la bandera del temporizador, es decir, las unidades cuando el temporizador se desborda.

Conductor L293D:

Determina 5: Driver IC L293D

Se trata de un puente en H de 16 patillas, basado principalmente en un CI de motor de corriente continua. Tiene la capacidad de accionar dos motores y en cada instrucción. Consta de dos pines de permiso (Pin1 y 9) que, cuando se ponen en ALTO, permiten el funcionamiento del CI. Actúa principalmente como interfaz entre el microcontrolador y el motor de corriente continua. Consta de 4 pines de entrada, dos para cada circuito del puente H. Debajo se da un escritorio que denota la gestión del motor.

Nota: Como el SRF04 es un sistema TTL propiamente dicho y el PIC16F84A es un CMOS propiamente dicho, utilizamos una resistencia de pull-up de 1K, para compensar el cambio de tensión de la etapa.

Operación y funcionamiento del controlador de grado de agua computarizado

Este sistema está escrito de tal manera que el microcontrolador envía un pulso de 10 microsegundos para activar el ranger ultrasónico. Esto se escribe utilizando un retraso de ejecución. El registro del temporizador, TMR0 se carga con un valor decimal de 200 para hacer 55 cuentas

Con la salida del SRF04, la señal de eco se obtiene en el pin RA4 (el pin del reloj del temporizador, proporcionando así un impulso de reloj externo al temporizador). En cuanto la señal de eco hace una transición de ALTO a BAJO, el temporizador se activa. Mientras el temporizador cuenta, se controla el bit de bandera de interrupción, T0IE. Una vez ajustado, el temporizador se desactiva

El proceso se repite para un pulso de eco adicional y así sucesivamente. Se calcula la variedad de ocasiones en las que funciona el temporizador y esto denota la variedad de impulsos de eco. Como cada pulso de eco es de 58 microsegundos, denota 1 cm. Así, 5 impulsos de eco denotan 5 cm. El valor de esta confianza, almacenado en un número entero, se utiliza para gestionar el motor de corriente continua.

Si el valor está entre 2 y 5, el microcontrolador envía alertas ALTAS a los pines RB0 y RB1 (relacionados con IN1 e IN2 del L293D, respectivamente), para poner el motor en OFF. Si el valor está entre 5 y 20, el microcontrolador envía una señal ALTA a IN1 y una señal BAJA a IN2, para poner en marcha el motor y hacerlo girar en sentido horario. Si el valor está entre 0 y 1, el microcontrolador envía una señal BAJA a IN1 y una señal ALTA a IN2 para encender el motor y hacerlo girar en sentido contrario a las agujas del reloj.

Ventajas del controlador de grado de agua computarizado que utiliza el SRF04

1. Puede ser un sistema fácil y práctico.
2. Puede ser un sistema de bajo coste debido al uso de piezas de bajo valor.
3. El uso de un método automatizado eliminaría los obstáculos que supone la gestión de los niveles de agua con medios manuales.
4. Como no se utilizan componentes mecánicos, esto puede eliminar la posibilidad de transporte mecánico o de corrosión.

Desventajas del controlador de grado de agua computarizado

1. El detector de variaciones por ultrasonidos, SRF04, puede estar sujeto a amortiguación debido al uso de muchos componentes electrónicos, por lo que debe estar correctamente aislado.
2. Este método está diseñado para que el sensor, además del actuador, deban colocarse cerca el uno del otro. En palabras llanas, este sistema de gestión es para lugares donde el depósito de agua está cerca de la bomba de agua. Por ello, en muchos edificios se utilizan bombas sumergibles y los depósitos de agua están en los tejados, esto Sistema informático de control de la calidad del agua no se puede utilizar. Sin embargo, esto puede modificarse utilizando el circuito de comunicación.

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