UltraSonic তরল স্তর নিয়ন্ত্রক: 6 ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:56

আপনি সম্ভবত জানেন, ইরানের শুষ্ক আবহাওয়া রয়েছে এবং আমার দেশে পানির অভাব রয়েছে। কখনও কখনও, বিশেষ করে গ্রীষ্মে, দেখা যায় যে সরকার পানি কেটে দেয়। তাই বেশিরভাগ অ্যাপার্টমেন্টে একটি জলের ট্যাঙ্ক রয়েছে। আমাদের অ্যাপার্টমেন্টে 1500 লিটারের ট্যাঙ্ক রয়েছে যা জল সরবরাহ করে। এছাড়াও, আমাদের অ্যাপার্টমেন্টে 12 টি আবাসিক ইউনিট রয়েছে। ফলস্বরূপ, আশা করা যেতে পারে যে ট্যাঙ্কটি খুব শীঘ্রই খালি হয়ে যাবে। ট্যাঙ্কের সাথে একটি পানির পাম্প সংযুক্ত রয়েছে যা ভবনে পানি পাঠায়। যখনই ট্যাঙ্কটি খালি থাকে, পাম্পটি পানি ছাড়া কাজ করে। এই পরিস্থিতি মোটরের তাপমাত্রায় বৃদ্ধি ঘটায় এবং সময়ের মধ্যে এটি পাম্প ভাঙ্গার কারণ হতে পারে। কিছু সময় আগে, এই পাম্প ব্যর্থতা আমাদের জন্য দ্বিতীয়বার ঘটেছিল, এবং মোটর খোলার পরে, আমরা দেখলাম যে কুণ্ডলীর তারগুলি পুড়ে গেছে। আমরা পাম্প প্রতিস্থাপন করার পর, এই সমস্যাটি পুনরায় প্রতিরোধ করার জন্য, আমি একটি জল স্তর নিয়ন্ত্রক করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। যখনই ট্যাঙ্কে পানি কম সীমার নিচে আসবে আমি পাম্পের বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ করার জন্য একটি সার্কিট তৈরির পরিকল্পনা করেছি। পাম্প কাজ করবে না যতক্ষণ না জল একটি উচ্চ সীমা বৃদ্ধি পায়। উচ্চ সীমা অতিক্রম করার পরে, সার্কিটটি আবার বিদ্যুৎ সরবরাহকে সংযুক্ত করবে। শুরুতে, আমি ইন্টারনেটে সার্চ করে দেখেছিলাম যে আমি একটি উপযুক্ত সার্কিট খুঁজে পাচ্ছি কিনা। যাইহোক, আমি উপযুক্ত কিছু পাইনি। কিছু Arduino ভিত্তিক জল সূচক ছিল, কিন্তু সেখানে আমার সমস্যা সমাধান করতে পারে নি। ফলস্বরূপ, আমি আমার জলের স্তর নিয়ন্ত্রক ডিজাইন করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি। প্যারামিটার সেট করার জন্য একটি সহজবোধ্য গ্রাফিক্যাল ইউজার ইন্টারফেস সহ একটি অল-ইন-ওয়ান প্যাকেজ। এছাড়াও, আমি EMC মানগুলি বিবেচনা করার চেষ্টা করেছি যাতে নিশ্চিত হতে পারি যে ডিভাইসটি বিভিন্ন পরিস্থিতিতে বৈধ কাজ করে।

ধাপ 1: নীতি

আপনি সম্ভবত আগে নীতি জানেন। যখন একটি বস্তুর দিকে অতিস্বনক নাড়ি সংকেত নির্গত হয়, তখন এটি বস্তুর দ্বারা প্রতিফলিত হয় এবং প্রতিধ্বনি প্রেরকের কাছে ফিরে আসে। যদি আপনি অতিস্বনক পালস দ্বারা ভ্রমণ সময় গণনা করেন, তাহলে আপনি বস্তুর দূরত্ব খুঁজে পেতে পারেন। আমাদের ক্ষেত্রে, আইটেমটি জল।

লক্ষ্য করুন যে যখন আপনি পানির দূরত্ব খুঁজে পাবেন, আপনি ট্যাঙ্কের খালি জায়গার আয়তন গণনা করছেন। পানির পরিমাণ পেতে, আপনাকে মোট ট্যাঙ্কের ভলিউম থেকে গণনা করা ভলিউম বিয়োগ করতে হবে।

ধাপ 2: সেন্সর, পাওয়ার সাপ্লাই এবং কন্ট্রোলার

হার্ডওয়্যার

সেন্সরের জন্য, আমি JSN-SR04T জলরোধী অতিস্বনক সেন্সর ব্যবহার করেছি। কাজের রুটিন HC-SR04 (echo এবং trig pin) এর মত।

চশমা:

• দূরত্ব: 25 সেমি থেকে 450 সেমি
• কাজের ভোল্টেজ: ডিসি 3.0-5.5V
• বর্তমান কাজ: ＜ 8mA
• নির্ভুলতা: ± 1 সেমি
• ফ্রিকোয়েন্সি: 40khz
• কাজের তাপমাত্রা: -20 ~ 70

লক্ষ্য করুন যে এই নিয়ামকের কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ: 1- JSN-SR04T 25CM এর নীচে দূরত্ব পরিমাপ করতে পারে না, তাই আপনাকে জলের পৃষ্ঠ থেকে কমপক্ষে 25CM সেন্সর ইনস্টল করতে হবে। তাছাড়া, সর্বোচ্চ দূরত্ব পরিমাপ 4.5M। সুতরাং এই সেন্সরটি বিশাল ট্যাঙ্কের জন্য উপযুক্ত নয়। 2- এই সেন্সরের সঠিকতা 1CM। ফলস্বরূপ, ট্যাঙ্কের ব্যাসের উপর ভিত্তি করে, ভলিউমের রেজোলিউশন যা ডিভাইসটি দেখাবে তা বিভিন্ন হতে পারে। 3- তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে শব্দের গতি পরিবর্তিত হতে পারে। ফলস্বরূপ, নির্ভুলতা বিভিন্ন অঞ্চল দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে। যাইহোক, এই সীমাবদ্ধতাগুলি আমার কাছে গুরুত্বপূর্ণ ছিল না, এবং নির্ভুলতা উপযুক্ত ছিল।

নিয়ন্ত্রক

আমি STMicroelectronics থেকে STM32F030K6T6 ARM Cortex M0 ব্যবহার করেছি। আপনি এই মাইক্রোকন্ট্রোলারের স্পেসিফিকেশন খুঁজে পেতে পারেন এখানে।

পাওয়ার সাপ্লাই

প্রথম অংশ হল 220V/50Hz (ইরান বিদ্যুৎ) কে 12VDC তে রূপান্তর করা। এই উদ্দেশ্যে, আমি HLK-PM12 বক স্টেপ ডাউন পাওয়ার সাপ্লাই মডিউল ব্যবহার করেছি। এই এসি/ডিসি কনভার্টার 90 ~ 264 VAC কে 0.25A আউটপুট কারেন্ট দিয়ে 12VDC তে রূপান্তর করতে পারে।

আপনি সম্ভবত জানেন যে, রিলেতে ইনডাকটিভ লোড সার্কিট এবং বিদ্যুৎ সরবরাহে বেশ কিছু সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে এবং বিদ্যুৎ সরবরাহে অসুবিধা হতে পারে, বিশেষ করে মাইক্রোকন্ট্রোলারে। সমাধান হল বিদ্যুৎ সরবরাহ বিচ্ছিন্ন করা। এছাড়াও, আপনাকে রিলে পরিচিতিতে একটি স্নুবার সার্কিট ব্যবহার করতে হবে। বিদ্যুৎ সরবরাহ বিচ্ছিন্ন করার বিভিন্ন পদ্ধতি রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, আপনি দুটি আউটপুট সহ একটি ট্রান্সফরমার ব্যবহার করতে পারেন। তদুপরি, সেখানে একটি ছোট আকারে বিচ্ছিন্ন ডিসি/ডিসি রূপান্তরকারী রয়েছে যা ইনপুট থেকে আউটপুটকে আলাদা করতে পারে। আমি এই উদ্দেশ্যে MINMAX MA03-12S09 ব্যবহার করেছি। এটি বিচ্ছিন্নতার সাথে একটি 3W ডিসি/ডিসি রূপান্তরকারী।

ধাপ 3: সুপারভাইজার আইসি

টিআই অ্যাপ নোট অনুযায়ী: একটি ভোল্টেজ সুপারভাইজার (একটি রিসেট ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট [আইসি] নামেও পরিচিত) হল এক ধরনের ভোল্টেজ মনিটর যা একটি সিস্টেমের পাওয়ার সাপ্লাই মনিটর করে। ভোল্টেজ সুপারভাইজার প্রায়ই প্রসেসর, ভোল্টেজ রেগুলেটর এবং সিকোয়েন্সারের সাথে ব্যবহৃত হয় - সাধারণভাবে, যেখানে ভোল্টেজ বা কারেন্ট সেন্সিং প্রয়োজন। সুপারভাইজাররা বিদ্যুৎ নিশ্চিত করতে, ত্রুটি সনাক্ত করতে এবং সিস্টেমের স্বাস্থ্য নিশ্চিত করতে এমবেডেড প্রসেসরের সাথে যোগাযোগ করতে ভোল্টেজ রেলগুলি পর্যবেক্ষণ করে। আপনি এই অ্যাপ নোটটি এখানে পেতে পারেন। যদিও এসটিএম 32 মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলিতে বিল্ট-ইন সুপারভাইজার রয়েছে যেমন পাওয়ার অন সাপ্লাই মনিটর, আমি একটি বাহ্যিক সুপারভাইজার চিপ ব্যবহার করেছিলাম যাতে সবকিছু ঠিকঠাক কাজ করে। আমার ক্ষেত্রে, আমি TI থেকে TL7705 ব্যবহার করেছি। আপনি নীচের এই IC- এর জন্য টেক্সাস ইন্সট্রুমেন্টস ওয়েবসাইট থেকে বর্ণনা দেখতে পারেন: TL77xxA সমন্বিত-সার্কিট সাপ্লাই-ভোল্টেজ সুপারভাইজারদের পরিবারকে বিশেষভাবে মাইক্রোকম্পিউটার এবং মাইক্রোপ্রসেসর সিস্টেমে রিসেট কন্ট্রোলার হিসেবে ব্যবহারের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। সাপ্লাই-ভোল্টেজ সুপারভাইজার সেনস ইনপুটে আন্ডার-ভোল্টেজ অবস্থার জন্য সরবরাহ পর্যবেক্ষণ করে। পাওয়ার-আপ চলাকালীন, রিসেট আউটপুট সক্রিয় (কম) হয়ে যায় যখন VCC 3.6 V এর কাছাকাছি একটি মান অর্জন করে। না) নিষ্ক্রিয় হয়ে যান (যথাক্রমে উচ্চ এবং নিম্ন)। যখন স্বাভাবিক অপারেশনের সময় একটি ভোল্টেজের অধীন অবস্থা দেখা দেয়, তখন রিসেট এবং রিসেট (না) সক্রিয় হয়।

ধাপ 4: মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড (PCB)

আমি দুই টুকরো করে পিসিবি ডিজাইন করেছি। প্রথমটি হল এলসিডি পিসিবি যা প্রধান বোর্ডের সাথে ফিতা/সমতল তারের সাথে সংযুক্ত। দ্বিতীয় অংশটি নিয়ন্ত্রক পিসিবি। এই পিসিবিতে, আমি বিদ্যুৎ সরবরাহ, মাইক্রোকন্ট্রোলার, অতিস্বনক সেন্সর এবং সংশ্লিষ্ট উপাদানগুলি স্থাপন করেছি। এবং পাওয়ার অংশ যা রিলে, ভ্যারিস্টার এবং স্নুবার সার্কিট। আপনি সম্ভবত জানেন যে, যান্ত্রিক রিলে যেমন একটি রিলে যা আমি আমার সার্কিটে ব্যবহার করেছি তা যদি সবসময় কাজ করে তবে ভেঙ্গে যেতে পারে। এই সমস্যা কাটিয়ে ওঠার জন্য, আমি রিলেতে সাধারণত ঘনিষ্ঠ যোগাযোগ (NC) ব্যবহার করতাম। সুতরাং একটি স্বাভাবিক পরিস্থিতিতে, রিলে সক্রিয় নয় এবং সাধারণত ঘনিষ্ঠ যোগাযোগ পাম্প করার ক্ষমতা পরিচালনা করতে পারে। যখনই জল কম সীমার নিচে আসবে, রিলে চালু হবে, এবং এটি শক্তি কেটে দেবে। এটা বলার পর, এই কারণেই আমি NC এবং COM পরিচিতিতে স্নুবার সার্কিট ব্যবহার করেছি। পাম্পের উচ্চ ক্ষমতা ছিল এই বিষয়ে, আমি এর জন্য দ্বিতীয় 220 রিলে ব্যবহার করেছি, এবং আমি এটি পিসিবিতে রিলে দিয়ে চালাই।

আপনি আমার GitHub থেকে Altium PCB ফাইল এবং Gerber ফাইল এর মত PCB ফাইল ডাউনলোড করতে পারেন এখানে।

ধাপ 5: কোড

আমি STM32Cube IDE ব্যবহার করেছি, যা STMicroelectronics থেকে কোড ডেভেলপমেন্টের জন্য একটি অল-ইন-ওয়ান সমাধান। এটি GCC ARM কম্পাইলারের সাথে Eclipse IDE এর উপর ভিত্তি করে। এছাড়াও, এটিতে STM32CubeMX রয়েছে। আপনি এখানে আরও তথ্য পেতে পারেন. প্রথমে, আমি একটি কোড লিখেছিলাম যাতে আমাদের ট্যাঙ্কের স্পেসিফিকেশন (উচ্চতা এবং ব্যাস) অন্তর্ভুক্ত ছিল। যাইহোক, আমি বিভিন্ন স্পেসিফিকেশনের উপর ভিত্তি করে প্যারামিটার সেট করার জন্য এটিকে GUI এ পরিবর্তন করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি।

ধাপ 6: ট্যাঙ্কে ইনস্টলেশন

শেষ পর্যন্ত, আমি পিসিবিকে জল থেকে রক্ষা করার জন্য এটির জন্য একটি সাধারণ বাক্স তৈরি করেছি। এছাড়াও, আমি সেন্সর লাগানোর জন্য ট্যাঙ্কের উপরে একটি গর্ত তৈরি করেছি।