🤘🏿 👨🏽‍✈️ 👨🏻‍🚒 रिसाव संरक्षण प्रणाली 🧜 👩🏾‍💼 🙅🏿

मैं एक उपकरण बनाने में अपने अनुभव को साझा करना चाहता हूं जो न केवल लागू करने के लिए दिलचस्प था, बल्कि फायदेमंद भी हो सकता है। शायद कोई कहेगा कि कुछ सरल करना संभव था, लेकिन यह हमारा तरीका नहीं है ...

यह सब इस तथ्य से शुरू हुआ कि अपार्टमेंट की मरम्मत के बाद एक संभावित समस्या का पता चला था। कहीं रिसाव की स्थिति में, कुछ भौतिक प्रयासों और निपुणता के बिना अपार्टमेंट में प्रवेश करने के लिए क्रेन को पाने के लिए काम नहीं करेगा, क्योंकि क्रेन को बंद करने के लिए क्रेन बहुत अच्छी तरह से स्थापित नहीं है। इसलिए, नल को तुरंत बंद करने की तत्काल आवश्यकता (दुर्घटना) के मामले में काम नहीं करेगा। इसके साथ कुछ करना आवश्यक था, और एक समाधान दिखाई दिया - अवसर को दूर से महसूस करने के लिए, अर्थात। हैच खोले बिना, पानी की आपूर्ति बंद करो। और एक बोनस के रूप में, बाकी सब कुछ लागू करने के लिए जो इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ भरोसा किया जा सकता है।

यह उपकरण कैसे दिखता है।

प्रमुख विशेषताऐं:

रिसाव के मामले में पानी की आपूर्ति को स्वतंत्र रूप से बंद करें
पानी की आपूर्ति "मैनुअल" मोड में बंद करें - सामने के पैनल पर "लाल बटन" और दो-स्थिति टॉगल स्विच है
स्वयं के डिस्प्ले पर मीटर रीडिंग प्रदर्शित करें
प्रदर्शन पर अन्य उपयोगी जानकारी प्रदर्शित करें

यह नहीं हो सकता, लेकिन योजनाएं:

बैकअप पावर स्रोत से कार्य करें। अब बिजली आउटेज की स्थिति में - उपकरण बेकार है
वायरलेस लीक सेंसर के साथ काम करें
स्वच्छ नल अपने आप। "अम्लीय" न होने के लिए, उन्हें महीने में एक बार खोलने / बंद करने की सलाह दी जाती है
एक स्मार्टफोन पर घटनाओं के बारे में सूचित करें और "हवा" द्वारा नियंत्रित किया जाए

यह (और कोई बात नहीं कितनी आवश्यक है):

विभिन्न वायर्ड रिसाव सेंसर को पढ़ने के लिए कई चैनल हैं, अब सभी सेंसर (5 पीसी।) समानांतर में जुड़े हुए हैं
क्रेन को व्यक्तिगत रूप से प्रबंधित करें। उनमें से दो हैं (एक गर्म पर, दूसरा ठंडे पानी पर), और वे समानांतर में जुड़े हुए हैं
सेंसर पर टूटना नियंत्रण

निम्नलिखित घटकों और उनके उद्देश्य (जुलाई 2015 के अनुसार मूल्य) का विवरण है।

1/2 " DN15 DC5V ( CR02, , ) — 3080
Maple Mini ( stm32f103c8t6) — 233
SPI TFT LCD ILI9341 — 302
Ds3231 + AT24C32 , , — 4 EEPROM — 38
ULN2003 DIP-16 — — 123 /10 ( )
— 239 /10 ( )
— 164 /5 ( )
, : , ( ), , ,

बेशक, मुझे एक प्रोग्रामर / एमुलेटर की भी आवश्यकता थी, मैंने इसे इस्तेमाल किया: एआरएम एम्यूलेटर, एआरएम 7, एआरएम 9, एआरएम 11, कॉर्टेक्स-एम 3 कोर, एडीएस, आईएआर, एसटीएम 32, जेटीजी इंटरफेस, डबल बफर वी 8 संस्करण का समर्थन करता है । सुविधाओं में से, यह उल्लेख करना संभव है कि एसडब्ल्यू प्रोग्रामिंग के लिए मानक तारों के अलावा , मुझे प्रोग्रामेबल चिप से वर्तमान आपूर्ति वोल्टेज को लागू करना था, मेरे मामले में 3.3 वोल्ट। प्रोग्रामर के लिए तार्किक मूल्यों के वोल्टेज स्तरों को समझना आवश्यक है। इसके बिना, प्रोग्राम करने योग्य चिप का पता नहीं लगाना चाहता था। इसके अलावा, इस प्रोग्रामर के पास प्रोग्रामेबल डिवाइस को पावर देने की क्षमता है, इसके लिए एक पिन दिया जाता है, JLink.exe यूटिलिटी द्वारा वोल्टेज को चालू / बंद किया जाता है।

लोहे पर अधिक

microcontroller

संपूर्ण प्रणाली का मस्तिष्क एसटी से एक 32-बिट माइक्रोकंट्रोलर है जो चीनी कारखानों में चीनी श्रमिकों द्वारा बड़े करीने से एक बोर्ड से मिला है जो लीफ मैपल मिनी के साथ "संगत" है ।

लीफ मेपल मिनी के बारे में

eta4ever

,

«» , …

48 निष्कर्ष है। मुख्य 72MHz पर चलता है, SRAM - 20KB और Flash - 128KB को एकीकृत किया है। अधिक जानकारी यहाँ । ऐसे पैरामीटर निश्चित रूप से उच्च-स्तरीय टूल और टूल के उपयोग को प्रोत्साहित करते हैं, अर्थात। ये फ्रीआरटीओएस , ग्राफिक कलर डिस्प्ले, सी ++ आदि हैं। (और दो एल ई डी और कोडांतरक नहीं)। सामान्य तौर पर, C ++ को छोड़कर, अपने आप को कुछ भी अस्वीकार न करें ... लेकिन यह चिप की समस्या नहीं है।

क्यों?

C++ , , , . , C++ , , , , .. STM32CubeMX , FreeRTOS. , .

माइक्रोकंट्रोलर के निष्कर्ष का उपयोग करना। यहां से आप अनुमान लगा सकते हैं कि क्या जुड़ा हुआ है।

प्रदर्शन

ILI9341 के साथ संगत नियंत्रक पर निर्मित 320x240 पिक्सल के टीएफटी डिस्प्ले वाला मॉड्यूल जानकारी प्रदर्शित करने के लिए जिम्मेदार है; यह इस बंडल (18 मेगाहर्ट्ज) के लिए अधिकतम संभव आवृत्ति पर एसपीआई द्वारा काम करता है । एसपीआई केवल एक दिशा में माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा है, डिस्प्ले मॉड्यूल से डेटा पढ़ने के लिए आउटपुट हवा में लटका रहता है, क्योंकि मैं इस कार्यक्षमता के साथ नहीं आया, लेकिन मैंने इसे माइक्रोकंट्रोलर के मुक्त पैरों पर सहेजा। डेटा ट्रांसफर डीएमए पर काम करता है ।

एसडी कार्ड को जोड़ने के लिए एक कनेक्टर को पीछे की तरफ मॉड्यूल में मिलाया जाता है, मैंने एसडी कार्ड के साथ काम नहीं किया है और कनेक्टर इस परियोजना में शामिल नहीं है।

RTC और EEPROM मॉड्यूल

मॉड्यूल पर घड़ी एक DS3231 चिप के साथ कार्यान्वित की जाती है। मैंने कोई विशेष समस्या पैदा नहीं की, केवल असुविधा यह थी कि सभी मान (तिथि, समय) बीसीडी प्रारूप में रजिस्टरों में संग्रहीत किए जाते हैं , जब दो दशमलव अंक एक बाइट में दिखाई देते हैं (ऊपरी चार बिट्स में - सबसे महत्वपूर्ण अंक, निचले में - कम से कम महत्वपूर्ण अंक) । उदाहरण के लिए, मान "38 मिनट" को दशमलव मान 56 के रूप में संग्रहीत किया जाता है (यह हेक्साडेसिमल नोटेशन में "38" है)। यह पता लगाना संभव नहीं था कि क्या द्विआधारी प्रारूप पर स्विच करना संभव है।

मॉड्यूल की अपनी बैटरी है, इसलिए हर बार जब आप बिजली खो देते हैं, तो आपको समय और तारीख निर्धारित नहीं करनी होती है। इसके अलावा, AT24C32 microcircuit मॉड्यूल बोर्ड पर टांका लगाया गया है, जिसमें 32768 EEPROM बिट्स हैं! सीधे शब्दों में कहें, तो यह गैर-वाष्पशील मेमोरी के 4 Kbytes है। घड़ी और मेमोरी दोनों एक ही I2C बस में बैठते हैं। फिलहाल, मेमोरी का उपयोग केवल डिवाइस सेटिंग्स, काउंटरों के रीडिंग के वर्तमान मूल्य और कुछ और को स्टोर करने के लिए किया जाता है। अंततः कब्जा कर लिया ... 25 बाइट्स। बाद में इसका उपयोग विभिन्न घटनाओं के लॉग रखने के लिए किया जाएगा, और संभवतः खपत के आंकड़े रखने के लिए (मुझे पता नहीं क्यों, लेकिन ग्राफ़ के प्रदर्शन को प्रोग्राम करने के लिए एक अवसर होगा)।

I2C बस संपर्कों और बिजली के अलावा, बोर्ड पर दो और हैं। "SQW" अलार्म घड़ी से संकेत है जिसे रजिस्टरों के माध्यम से प्रोग्राम किया जा सकता है और "32K" अन्य उपकरणों के लिए DS3231 द्वारा उत्पन्न आवृत्ति है। यह परियोजना लागू नहीं होती है।

आर्द्रता सेंसर के साथ मॉड्यूल

इसका उपयोग बाहरी दुनिया और माइक्रोकंट्रोलर के बीच बफर के रूप में किया जाता है। कुल मिलाकर जांच के लिए जा रहे तारों की लंबाई लगभग 10 मीटर है, बिना स्क्रीन के। पारंपरिक दो-तार टेलीफोन तार। एक स्थिर हिट की स्थिति में, मुझे उम्मीद है कि केवल यह मॉड्यूल मर जाएगा, लेकिन माइक्रोकंट्रोलर नहीं। यह दो इलेक्ट्रोड के बीच प्रतिरोध को मापने में सक्षम है और इस जानकारी को एनालॉग रूप में (वोल्टेज से आपूर्ति करने वाले वोल्टेज) और डिजिटल (0/1) देता है, मॉड्यूल में एक चर रोकनेवाला है जिसे ऑपरेशन की सीमा तक समायोजित किया जा सकता है)।

इस मॉड्यूल के साथ छोटी समस्याएं थीं। आपूर्ति वोल्टेज को लागू करने और हटाने के दौरान, डिजिटल आउटपुट में मॉड्यूल ने एक यात्रा का संकेत दिया, यह एक विभाजन दूसरे के लिए एलईडी फ्लैशिंग द्वारा भी देखा जा सकता है (मॉड्यूल बोर्ड पर, डिजिटल आउटपुट के साथ समानांतर में एक एलईडी स्थापित किया गया है)। माइक्रोकंट्रोलर एक असामान्य संकेत पढ़ने में कामयाब रहा जब सिस्टम पावर लागू किया गया था / रीसेट (समस्या नंबर 1)। थोड़ी देर के लिए तय की गई स्थिति की प्रत्याशा में लघु ऑपरेशन दालों को लंघन द्वारा समाधान लागू किया गया था।

चर अवरोधक में समायोजन का एक बहुत छोटा कोण होता है, जिस पर मैं झूठी सकारात्मकता और अच्छी संवेदनशीलता (समस्या नंबर 2) की अनुपस्थिति के बीच की सीमा नहीं पा सकता था। इसे बाद में एडीसी माइक्रोकंट्रोलर के माध्यम से एनालॉग सिग्नल को पढ़ने के लिए लागू किया गया था। उसी समय, एक पैरामीटर के रूप में डिवाइस सेटिंग्स में प्रतिक्रिया सीमा निर्धारित करना संभव हो गया। प्रतिक्रिया स्तर को समायोजित करने की क्षमता को अब बहुत ही अच्छा माना जाता है, और सीमा रेखा के मूल्य को हार्डकोड करना बेहतर है।

यह देखा गया कि ऑपरेशन के कई मिनटों (वार्म-अप) के बाद, मॉड्यूल अचानक सहज ऑपरेशन (समस्या संख्या 3, उनमें से कितने?) का संकेत देने लगा।

असामान्य प्रतिक्रियाओं की सीमा पर, एलईडी चमक की तीव्रता (मॉड्यूल पर) धीरे-धीरे बढ़ी या कम हुई, जैसे कि एक PWM जनरेटर द्वारा नियंत्रित किया जाता है, यह स्पष्ट है कि यह शोर है और यह उच्च-आवृत्ति है, मॉड्यूल के "डिजिटल" आउटपुट पर उम्मीद की जा सकती है (समस्या संख्या 4) )

मैं स्पष्ट करूंगा कि मॉड्यूल से एनालॉग सिग्नल को पढ़ने पर इन सभी समस्याओं का समाधान किया गया था।

प्रोब्स (सेंसर के हिस्से जो दुर्घटना की स्थिति में पानी के संचय के स्थानों में सीधे स्थित होते हैं) को तात्कालिक साधनों से बनाया जाता है। यह टिन (स्टील) और एक छोटा गोल जंक्शन बॉक्स है, यंत्रवत् वांछित प्रकार के लिए संशोधित और अंदर टांका लगाने वाले तारों के साथ। जब इलेक्ट्रोड के जोड़े के बीच पानी प्रवेश करता है, तो प्रतिरोध कम हो जाता है और नियंत्रक द्वारा इसे "रिसाव" माना जाता है।

प्रयोगशाला परीक्षण से पता चला कि उत्पाद अपने कार्य को अच्छी तरह से करता है और सिस्टम में एक कमजोर कड़ी नहीं है।

पोषण

पूरी प्रणाली फोन के लिए चार्ज करने से काम करती है - 5 वोल्ट, 2 ए (यहां एक मार्जिन के साथ)। मेपल मिनी बोर्ड पर, 3.3 वोल्ट का एक वोल्टेज नियामक स्थापित किया गया है, इनपुट वोल्टेज 12 वोल्ट तक हो सकता है, स्टेबलाइजर की विशेषताओं की अनुमति देता है, लेकिन इतने बड़े वोल्टेज का उपयोग करने के लिए सुविधाजनक नहीं है, इसके बारे में और नीचे।

स्टेबलाइज़र के साथ, 3.3 वोल्ट आरटीसी, टीएफटी मॉड्यूल और नमी माप मॉड्यूल की शक्ति पर भी जाते हैं। क्रेन बिजली की आपूर्ति से सीधे ULN2003AN पावर स्विच असेंबली के माध्यम से जुड़े हुए हैं, अर्थात्। 5 वोल्ट से काम करें, कीज़ पर ड्रॉप माइनस करें। ULN2003AN सात में से केवल दो चैनलों का उपयोग करता है।

बेशक, बिजली की आपूर्ति को दूसरे के साथ बदलने की सलाह दी जाती है, क्योंकि वोल्टेज थोड़ा अधिक है, क्योंकि कभी-कभी, जब क्रेन को बंद करते हैं, तो उनमें से एक, अपने खुद के ट्रेलर के संचालन के कारण लगभग चरम स्थिति में (दो टुकड़े वाल्व शरीर में स्थापित होते हैं, चरम स्थितियों को काम करने के लिए), एक दूसरे विभाजन के लिए बंद हो जाता है, फिर एक "रिबाउंड" होता है (गियरबॉक्स के गियर में खेलने के कारण) ), फिर गेंद वाल्व को कसने का एक दोहराया प्रयास और इसी तरह जब तक कि नियंत्रक सर्वो ड्राइव से आपूर्ति वोल्टेज को हटा नहीं देता है।

साइट पर विक्रेता को जानकारी है कि क्रेन को 5 वोल्ट से काम करना चाहिए, इस मामले में वोल्टेज कम आपूर्ति की जाती है। सॉफ्टवेयर ऐसा बनाया जाता है कि नल को खोलने और बंद करने के लिए, वोल्टेज की आपूर्ति केवल एक निश्चित समय (6 सेकंड) के लिए की जाती है, उस दौरान नल के खुलने या बंद होने का समय होना चाहिए। यह ध्यान देने योग्य है कि यह प्रभाव नल के अपूर्ण समापन को प्रभावित नहीं करता है, जैसा कि यह क्षण नल के पानी के प्रवाह को पूरी तरह से बंद करने के बाद आता है। यह भी उल्लेख किया जा सकता है कि सर्वो को बहुत अधिक वोल्टेज (प्रयोग के लिए 9 वोल्ट लागू) उन्हें जड़ता से और आगे ले जाता है (सीमा स्विच चालू होने के बाद) और एक प्रभाव की विशेषता ध्वनि के साथ चरम स्थिति के खिलाफ abut।

सर्वो बॉल वाल्व

शट-ऑफ वाल्व विश्वसनीय लगते हैं, लेकिन इलेक्ट्रॉनिक भाग को अंतिम रूप दिया जाना था।

यदि आप क्रेन नियंत्रण सर्किट को देखते हैं, तो आप देखेंगे कि वे सकारात्मक वोल्टेज द्वारा नियंत्रित हैं। सामान्य "माइनस" और दो सिग्नल-पावर "प्लस" तार, एक बंद करने के लिए, दूसरा खोलने के लिए। लेकिन ULN2003AN इस मोड में काम नहीं कर सकता; इसमें, जब कुंजी को खोला जाता है, तो प्रबंधित आउटपुट माइनस से जुड़ा होता है। इसका समाधान क्रेन के नियंत्रण ध्रुवता को स्वयं बदलना है। ऐसा करने के लिए, मुझे "ट्रेलर" के संकेतों को स्वैप करना पड़ा, क्योंकि ध्रुवीयता में परिवर्तन के कारण, विद्युत मोटर विपरीत दिशा में (स्टॉक सर्किट की तुलना में) घुमाया गया, जबकि चरम स्थिति अब विपरीत दिशाओं में हैं। नतीजतन, हमारे पास एक सामान्य "प्लस" और दो नियंत्रण "मिनस" के साथ एक क्रेन है। वास्तव में क्या जरूरत है!

"मुकाबला" स्थितियों में सर्वोस के साथ क्रेन।

मीटर रीडिंग

बेशक, कोई भी डेटा काउंटर में ही संग्रहीत नहीं है, जिसे इसके द्वारा हटाए गए दो तारों द्वारा पढ़ा जा सकता है। यह एक ईख स्विच के साथ सिर्फ एक श्रृंखला है और एक घूर्णन प्ररित करनेवाला पर स्थित एक चुंबक है। मल्टीमीटर के साथ माप सर्किट में किसी भी प्रतिरोध या विद्युत समाई की उपस्थिति को नहीं दिखाते थे। मेरे काउंटरों में, रीड स्विच का सर्किट (बाद के उद्घाटन के साथ) एक लीटर पानी की प्रवाह दर पर होता है। कहीं न कहीं मीटर के बारे में जानकारी थी, जिससे सिग्नल हर 10 लीटर का बनता है। उन। वे भिन्न हैं।

इन दालों को पढ़ने के लिए माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता होती है। डिवाइस का उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस, निश्चित रूप से, प्रारंभिक मूल्य प्रदान करता है।

मौजूदा समस्याओं से: बिजली की अनुपस्थिति में, पानी की खपत को ध्यान में नहीं रखा जाएगा। एक हार्डवेयर दोष है, इसे ठीक करना आवश्यक है - बैटरी पर बैकअप पावर करें, यह डिवाइस के मुख्य कार्यों के लिए भी आवश्यक है, अन्यथा यदि आवश्यक हो तो डिवाइस टैप को बंद करने में सक्षम नहीं होगा।

यहाँ से निम्नलिखित दो कार्य उत्पन्न होते हैं:

. , , « », , () / . , ( ), «», , (, ), , FreeRTOS.
, , « ».
नलों को बंद करे?
, , , , , 11 , , «» , , «» , !

नियंत्रण

एनकोडर

प्रदर्शन के बगल में स्थित है और मेनू को नेविगेट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। रोटेशन - अगले / पिछले मेनू आइटम पर जाएं, मेनू आइटम को दबाएं / सक्रिय करें।

"लाल बटन"

नलों को बंद करने का सबसे आसान तरीका लाल बटन दबाना है। हालांकि यह उपयोगी नहीं होना चाहिए, क्योंकि कुछ समय पहले, डिवाइस को खुद ही सब कुछ करना था। लेकिन सिर्फ मामले में, बटन मौजूद है। बार-बार प्रेस, लॉन्ग होल्ड, डबल क्लिक आदि। गिना नहीं, केवल पहला प्रेस और वह है। "आपातकालीन" मोड सक्रिय है, इसे केवल एक विशेष मेनू आइटम के माध्यम से अक्षम किया जा सकता है।

चालू / बंद टॉगल स्विच

सिस्टम को "क्रैश" मोड में नहीं होने पर, उन्हें टैप द्वारा भी बंद किया जा सकता है, लेकिन इसे खोला भी जा सकता है। यह पानी की आपूर्ति के अस्थायी बंद के लिए उपयोगी हो सकता है।

त्रि-रंग एलईडी

यहां सब कुछ सरल भी है। वर्तमान मोड को इंगित करने के लिए: हरा - सब कुछ क्रम में है, लाल - सब कुछ क्रम में नहीं है, टॉगल स्विच का उपयोग करके नीले - नल अवरुद्ध हैं (ऊपर पैरा देखें)। मिक्सिंग रंगों का उपयोग नहीं किया जाता है, तीन पर्याप्त थे। लेकिन यहां एक समस्या खड़ी हो गई। चमक इतनी मजबूत होती है कि जब आप डिस्प्ले को देखते हैं तो यह चकाचौंध हो जाती है। प्रत्येक रंग के लिए 470 ओम पर्याप्त नहीं था। प्रोग्रामेटिक रूप से सही किया गया। जब प्रदर्शन एक सक्रिय स्थिति में होता है (और जब आप नियंत्रण का उपयोग करते हैं और थोड़ी देर के लिए सक्रिय होता है), तो यह एलईडी बंद है।

निष्कर्ष

डिवाइस काम कर रहा है, आवधिक परीक्षण से पता चलता है कि यह ठीक से काम कर रहा है। यह जमता नहीं है, यह छोटी गाड़ी नहीं है। हालांकि मुझे पता है कि जहां कोड में संभावित, लेकिन गैर-महत्वपूर्ण त्रुटियां हैं, इस लेख में इसकी चर्चा नहीं की गई है।

सूत्र, केएल uVision 5 परियोजना, STM32CubeMX के लिए परियोजना फ़ाइल

रिसाव संरक्षण प्रणाली