बुनियादी मानकों के स्वचालित नियंत्रण के साथ एक्वेरियम डिजाइन: 4 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

परिचयआज, समुद्री एक्वैरियम देखभाल हर एक्वाइरिस्ट के लिए उपलब्ध है। एक्वैरियम प्राप्त करने की समस्या मुश्किल नहीं है। लेकिन निवासियों के पूर्ण जीवन समर्थन के लिए, तकनीकी विफलताओं से सुरक्षा, आसान और त्वरित रखरखाव और देखभाल के लिए, स्वायत्त जीवन समर्थन के सिद्धांतों के आधार पर एक मछलीघर बनाना आवश्यक है। आधुनिक पेटेंट प्रौद्योगिकियां समुद्र और महासागरों के पानी के नीचे के निवासियों को कृत्रिम परिस्थितियों में रखने की अनुमति देती हैं - जितना संभव हो सके उनके प्राकृतिक आवास के करीब। स्वचालन प्रणाली सभी जीवन समर्थन प्रक्रियाओं और उपकरणों को नियंत्रित करती है, बड़े एक्वैरियम परिसरों और एक्वैरियम के प्रबंधन और रखरखाव में अभूतपूर्व दक्षता और आसानी प्रदान करती है, उच्च विश्वसनीयता और परेशानी मुक्त संचालन, उच्च गुणवत्ता वाला पानी और, परिणामस्वरूप, एक लंबा और स्वस्थ जीवन समुद्री जानवरों। नियंत्रण और स्वचालन के लिए विभिन्न सामान्य कार्य हैं, जैसे: स्वचालित प्रकाश स्विचिंग, दिन के उजाले की स्थिति का अनुकरण, निर्धारित तापमान को बनाए रखना, प्राकृतिक आवास को बेहतर ढंग से बनाए रखना और ऑक्सीजन के साथ पानी को समृद्ध करना। समुद्री जीवन के सामान्य जीवन को बेहतर ढंग से समर्थन देने के लिए एक्वेरियम कंप्यूटर और सहायक उपकरण आवश्यक हैं। उदाहरण के लिए, एक आपातकालीन पंप की अनुपस्थिति में और मुख्य पंप के टूटने की स्थिति में, कुछ घंटों के बाद, समुद्री जानवर मरने लगेंगे, इसलिए, स्वचालन के लिए धन्यवाद, हम किसी भी त्रुटि की पहचान के बारे में जान सकते हैं। या टूटने। वर्णित मापदंडों को मैन्युअल रूप से कॉन्फ़िगर करने के लिए, आपको बहुत सारे जोड़तोड़ करने, परीक्षण करने और उपकरण को समायोजित करने की आवश्यकता है। हाथ से पानी का विश्लेषण करना पहले से ही पिछली शताब्दी है, आज समुद्री एक्वेरियम, जिसके साफ पानी में समुद्री जानवर, अपने चमकीले रंगों और ऊर्जावान व्यवहार से अलग रहते हैं, को विशेष देखभाल की आवश्यकता नहीं होती है।

चरण 1: एक्वेरियम के लिए ढक्कन बनाना

एक्वेरियम के आकार के लिए एक ढक्कन बनाकर, कार्बनिक ग्लास से ढक्कन बनाया गया था, क्योंकि इसमें पानी और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयुक्त गुण हैं।

सबसे पहले, हम अपने एक्वेरियम को मापते हैं, और इन आयामों के अनुसार हम एक ढक्कन का आविष्कार करते हैं, पहले हम ढक्कन की दीवारों को काटते हैं, फिर उन्हें सुपर गोंद के साथ गोंद करते हैं और बेहतर स्थिरता के लिए शीर्ष पर सोडा छिड़कते हैं। भविष्य के वेंटिलेशन और एक स्वचालित फीडर के लिए तुरंत, हमने 50 मिमी से 50 मिमी के आकार के साथ एक आयताकार छेद काट दिया।

चरण 2: पार्सिंग घटक

भरने के लिए, हमने सबसे सरल और सबसे सस्ता माइक्रोकंट्रोलर Arduino मेगा चुना, यह पूरी प्रक्रिया के दिमाग के रूप में काम करेगा, फिर स्वचालित फीडर के लिए एक सर्वो ड्राइव का उपयोग किया जाएगा, जो बदले में एक छेद वाले सिलेंडर के लिए तय किया जाएगा, प्रकाश के लिए हम प्रोग्रामिंग एलईडी पट्टी लेंगे और इसे सूर्योदय और सूर्यास्त के लिए प्रोग्राम करेंगे, जब भोर में, चमक बढ़ेगी, और सूर्यास्त के समय यह धीरे-धीरे कम हो जाएगी। पानी को गर्म करने के लिए, एक नियमित एक्वेरियम वॉटर हीटर लें और इसे एक रिले से कनेक्ट करें जो इसे चालू और बंद करने की जानकारी प्राप्त करेगा, तापमान को पढ़ने के लिए, एक तापमान सेंसर स्थापित करें। पानी को ठंडा करने के लिए, एक पंखा लें और इसे एक्वेरियम के ढक्कन में स्थापित करें, यदि तापमान निर्धारित तापमान से अधिक हो जाता है, तो पंखा एक रिले के माध्यम से चालू हो जाएगा। जानकारी को आसानी से पढ़ने और एक्वेरियम की स्थापना के लिए, हम एक्वेरियम के मूल्यों को सेट करने के लिए एलसीडी डिस्प्ले और बटन को इससे जोड़ते हैं। एक कंप्रेसर भी लगाया जाएगा, जो लगातार काम करेगा और फीडर चालू होने पर 5 मिनट के लिए बंद हो जाएगा, ताकि भोजन एक्वेरियम में न फैले।

मैंने Aliexpress पर सभी भागों का आदेश दिया, यहाँ एक सूची और घटकों के लिंक दिए गए हैं:

Ws2812 पर फ़ीड -

रीयल टाइम क्लॉक Ds3231-

LCD1602 LCD -

4-चैनल रिले मॉड्यूल -

DS18b20 तापमान सेंसर -

IRF520 0-24v पर मॉड्यूल -

बटन -

मेगा2560 प्लेटफॉर्म बोर्ड -

सर्वो -

चरण 3: परियोजना उपकरण की स्थापना

हम घटकों को हमारे लिए सुविधाजनक के रूप में व्यवस्थित करते हैं और उन्हें योजना के अनुसार जोड़ते हैं, चित्र देखें।

हम पहले से इकट्ठे हुए मामले में ArduinoMega 2560 माइक्रोकंट्रोलर स्थापित करते हैं। Arduino मेगा को USB से या किसी बाहरी शक्ति स्रोत से संचालित किया जा सकता है - स्रोत का प्रकार स्वचालित रूप से चुना जाता है।

बाहरी शक्ति स्रोत (USB नहीं) एक AC/DC अडैप्टर या रिचार्जेबल बैटरी/बैटरी हो सकता है। एडेप्टर प्लग (व्यास - 2.1 मिमी, केंद्रीय संपर्क - सकारात्मक) को बोर्ड पर संबंधित पावर कनेक्टर में डाला जाना चाहिए। बैटरी/बैटरी पावर के मामले में, इसके तारों को पावर कनेक्टर के जीएनडी और विन पिन से जोड़ा जाना चाहिए। बाहरी बिजली की आपूर्ति का वोल्टेज 6 से 20 वी की सीमा में हो सकता है। हालांकि, 7 वी से नीचे की आपूर्ति वोल्टेज में कमी से 5 वी पिन पर वोल्टेज में कमी आती है, जिससे डिवाइस का अस्थिर संचालन हो सकता है। 12V से अधिक वोल्टेज का उपयोग करने से वोल्टेज नियामक की अधिकता हो सकती है और बोर्ड को नुकसान हो सकता है। इसे ध्यान में रखते हुए, 7 से 12 वी की सीमा में वोल्टेज के साथ बिजली की आपूर्ति का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। हम GND और 5V पिन के माध्यम से 5V बिजली की आपूर्ति का उपयोग करके माइक्रोकंट्रोलर से बिजली कनेक्ट करते हैं। अगला, हम वेंटिलेशन, वॉटर हीटर और कंप्रेसर (चित्र 3.1) के लिए रिले स्थापित करते हैं, उनके पास केवल 3 संपर्क हैं, वे Arduino से निम्नानुसार जुड़े हुए हैं: GND - GND, VCC - + 5V, In - 3. रिले इनपुट उलटा है, तो उच्च स्तर पर कुंडल बंद हो जाता है, और निम्न चालू हो जाता है।

अगला, हम एलसीडी डिस्प्ले और रीयल-टाइम क्लॉक मॉड्यूल को माउंट करते हैं, उनका कनेक्शन आरेख में दिखाया गया है।

SCL पिन को एनालॉग 5-पिन कनेक्टर से जोड़ा जाना चाहिए; एसडीए पिन एनालॉग 6-पिन सॉकेट से जुड़ते हैं। परिणामी असेंबली की शीर्ष रेल I2C बस के रूप में कार्य करेगी, और नीचे की रेल पावर रेल होगी। एलसीडी और आरटीसी मॉड्यूल 5-वोल्ट संपर्कों से जुड़ते हैं। अंतिम चरण पूरा करने के बाद तकनीकी ढांचा तैयार हो जाएगा।

सर्वो को जोड़ने के लिए, एक IRF520 ट्रांजिस्टर को शांत सर्वो दालों के लिए लिया गया था, सर्वो को एक ट्रांजिस्टर के माध्यम से जोड़ा गया था, और ट्रांजिस्टर स्वयं सीधे Arduino से जुड़ा था

रोशनी के लिए WS2812 LED स्ट्रिप ली गई। हम + 5V और GND पिन को क्रमशः बिजली आपूर्ति के प्लस और माइनस से जोड़ते हैं, हम दीन को Arduino के किसी भी डिजिटल पिन से जोड़ते हैं, डिफ़ॉल्ट रूप से यह 6 वां डिजिटल पिन होगा, लेकिन किसी अन्य का उपयोग किया जा सकता है (चित्र 3.6)) साथ ही, Arduino की जमीन को बिजली की आपूर्ति की जमीन से जोड़ने की सलाह दी जाती है। Arduino को शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग करना अवांछनीय है, क्योंकि +5V आउटपुट केवल 800mA करंट प्रदान कर सकता है। यह एलईडी पट्टी के 13 पिक्सेल से अधिक नहीं के लिए पर्याप्त है। टेप के दूसरी तरफ एक डू आउटलेट है, यह अगले टेप से जुड़ता है, जिससे टेप को एक की तरह कैस्केड किया जा सकता है। अंत में पावर कनेक्टर को भी डुप्लिकेट किया गया है।

Arduino के लिए सामान्य रूप से खुले चातुर्य बटन को जोड़ने के लिए, आप सबसे आसान तरीका कर सकते हैं: बटन के एक मुक्त कंडक्टर को बिजली या जमीन से कनेक्ट करें, दूसरे को डिजिटल पिन से कनेक्ट करें

चरण 4: मुख्य मापदंडों को नियंत्रित करने के लिए एक नियंत्रण कार्यक्रम का विकास

कार्यक्रम के लिए स्केच डाउनलोड करें

Arduino FBD और LAD ग्राफिक भाषाओं का उपयोग करता है, जो औद्योगिक नियंत्रक प्रोग्रामिंग के क्षेत्र में मानक हैं।

FBD भाषा का विवरण

FBD (फंक्शन ब्लॉक डायग्राम) IEC ६११३१-३ मानक की एक ग्राफिकल प्रोग्रामिंग भाषा है। कार्यक्रम ऊपर से नीचे तक क्रमिक रूप से निष्पादित सर्किट की सूची से बनता है। प्रोग्रामिंग करते समय, लाइब्रेरी ब्लॉक के सेट का उपयोग किया जाता है। एक ब्लॉक (तत्व) एक सबरूटीन, फ़ंक्शन या फ़ंक्शन ब्लॉक (और, या, नहीं, ट्रिगर, टाइमर, काउंटर, एनालॉग सिग्नल प्रोसेसिंग ब्लॉक, गणितीय संचालन, आदि) है। प्रत्येक व्यक्तिगत श्रृंखला व्यक्तिगत तत्वों से ग्राफिक रूप से रचित एक अभिव्यक्ति है। अगला ब्लॉक एक चेन बनाते हुए ब्लॉक आउटपुट से जुड़ा है। श्रृंखला के भीतर, ब्लॉक को उनके कनेक्शन के क्रम में सख्ती से निष्पादित किया जाता है। सर्किट गणना का परिणाम एक आंतरिक चर को लिखा जाता है या नियंत्रक आउटपुट को खिलाया जाता है।

बालक भाषा विवरण

सीढ़ी आरेख (एलडी, एलएडी, आरकेएस) एक रिले (सीढ़ी) तर्क भाषा है। रिले तकनीक पर बने लॉजिक सर्किट को बदलने के लिए भाषा का सिंटैक्स सुविधाजनक है। भाषा औद्योगिक संयंत्रों में काम कर रहे ऑटोमेशन इंजीनियरों पर लक्षित है। नियंत्रक के तर्क के लिए एक सहज ज्ञान युक्त अंतरफलक प्रदान करता है, जो न केवल प्रोग्रामिंग और खुद को चालू करने के कार्यों को सुविधाजनक बनाता है, बल्कि नियंत्रक से जुड़े उपकरणों में त्वरित समस्या निवारण भी करता है। रिले लॉजिक प्रोग्राम में एक ग्राफिकल इंटरफ़ेस है जो विद्युत इंजीनियरों के लिए सहज और सहज है, खुले और बंद संपर्कों के साथ विद्युत सर्किट जैसे तर्क संचालन का प्रतिनिधित्व करता है। इस सर्किट में करंट का प्रवाह या अनुपस्थिति एक तार्किक ऑपरेशन के परिणाम से मेल खाती है (सच - अगर करंट प्रवाहित होता है; असत्य - यदि कोई करंट प्रवाहित नहीं होता है)। भाषा के मुख्य तत्व संपर्क हैं, जिन्हें लाक्षणिक रूप से रिले संपर्कों या एक बटन की एक जोड़ी से तुलना की जा सकती है। संपर्कों की एक जोड़ी को बूलियन चर के साथ पहचाना जाता है, और इस जोड़ी की स्थिति को चर के मान से पहचाना जाता है। सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुले संपर्क तत्वों के बीच एक अंतर किया जाता है, जिसकी तुलना विद्युत सर्किट में सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुले बटन से की जा सकती है।

FLProg में एक परियोजना बोर्डों का एक सेट है, जिनमें से प्रत्येक पर सामान्य सर्किट का एक पूरा मॉड्यूल इकट्ठा होता है। सुविधा के लिए, प्रत्येक बोर्ड का एक नाम और टिप्पणियाँ होती हैं। इसके अलावा, प्रत्येक बोर्ड को ध्वस्त किया जा सकता है (कार्य क्षेत्र पर काम समाप्त होने पर स्थान बचाने के लिए), और विस्तार किया जा सकता है। बोर्ड के नाम में एक लाल एलईडी इंगित करता है कि बोर्ड की योजना में त्रुटियां हैं।

प्रत्येक बोर्ड के सर्किट को नियंत्रक के तर्क के अनुसार कार्यात्मक ब्लॉकों से इकट्ठा किया जाता है। अधिकांश फंक्शन ब्लॉक्स विन्यास योग्य होते हैं, जिनकी मदद से उनके संचालन को इस विशेष मामले में आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है।

इसके अलावा प्रत्येक कार्यात्मक ब्लॉक के लिए एक विस्तृत विवरण है, जो किसी भी समय उपलब्ध है और इसके संचालन और सेटिंग्स को समझने में मदद करता है।

प्रोग्राम के साथ काम करते समय, उपयोगकर्ता को कोड लिखने, इनपुट और आउटपुट के उपयोग को नियंत्रित करने, नामों की विशिष्टता और डेटा प्रकारों की स्थिरता की जांच करने की आवश्यकता नहीं होती है। कार्यक्रम इन सब पर नजर रखता है। वह पूरी परियोजना की शुद्धता की भी जाँच करती है और त्रुटियों की उपस्थिति का संकेत देती है।

बाहरी उपकरणों के साथ काम करने के लिए कई सहायक उपकरण बनाए गए हैं। यह रीयल-टाइम घड़ी को प्रारंभ करने और स्थापित करने के लिए एक उपकरण है, वनवायर और I2C बसों पर डिवाइस के पते पढ़ने के लिए उपकरण, साथ ही आईआर रिमोट कंट्रोल पर बटन कोड पढ़ने और सहेजने के लिए एक उपकरण है। सभी निश्चित डेटा को एक फ़ाइल के रूप में सहेजा जा सकता है और बाद में प्रोग्राम में उपयोग किया जा सकता है।

परियोजना को लागू करने के लिए, फीडर और नियंत्रक के लिए निम्नलिखित सर्वो एक्चुएशन प्रोग्राम बनाया गया था।

पहला ब्लॉक "मेनूवैल्यू" सर्वो ड्राइव की स्थिति के बारे में एलसीडी डिस्प्ले पर जानकारी प्रदर्शित करने के लिए जानकारी को मेनू ब्लॉक में पुनर्निर्देशित करता है।

भविष्य में, तार्किक ऑपरेशन "AND" आपको आगे या तुलना इकाई "I1 == I2" के साथ जाने की अनुमति देता है, अर्थात, प्रीसेट नंबर 8 वास्तविक समय घड़ी मॉड्यूल के समान होगा, फिर सर्वो ट्रिगर के माध्यम से चालू किया जाता है, उसी तरह सर्वो को 20:00 बजे चालू करने के लिए किया गया था।

एक बटन के माध्यम से सर्वो को स्वयं चालू करने की सुविधा के लिए, ट्रिगर लॉजिक फ़ंक्शन लिया गया था और बटन संख्या 4 इसके लिए अभिप्रेत था, या सर्वो की शांति के बारे में जानकारी का आउटपुट मेनू ब्लॉक पर जानकारी प्रदर्शित करने के लिए एलसीडी प्रदर्शन।

यदि सर्वो को संचालित करने के लिए एक संकेत दिखाई देता है, तो वह "स्विच" नामक ब्लॉक में जाता है और एक दिए गए कोण पर ड्राइव को घुमाता है और ब्लॉक "रीसेट" के माध्यम से प्रारंभिक चरण में जाता है।

सर्वो एक्चुएशन की लिस्टिंग।

कंप्रेसर हमेशा चालू रहता है और रिले से जुड़ा होता है, जब एक सिग्नल "सर्वो ऑन" ब्लॉक के माध्यम से आता है, तो यह "टीओएफ" टाइमर ब्लॉक में जाता है और रिले को 15 मिनट के लिए बंद कर देता है और रिले की स्थिति के बारे में जानकारी प्रसारित करता है। मेनू में।

थर्मोस्टेट की सूची।

तापमान संवेदक को पुस्तकालय के माध्यम से कनेक्ट करें