¿Cómo detectar las precipitaciones mediante el sensor de lluvia?

El mundo está sufriendo cambios climáticos inesperados y estos cambios son causados ​​por diversas actividades practicadas por la humanidad. Cuando se producen estos cambios, la temperatura aumenta drásticamente y podría provocar fuertes lluvias, inundaciones, etc. Ahorrar agua es responsabilidad de cada ciudadano y si no prestamos atención para preservar esta necesidad básica de la vida, pronto sufriremos mucho. . En este proyecto, crearemos una alarma de lluvia para que cuando comience a llover podamos realizar algunas acciones para ahorrar agua, ya que podríamos proporcionar esa agua a las plantas, podríamos fabricar algún hardware para enviar esa agua al tanque superior, etc. El circuito detector de agua de lluvia detectará el agua de lluvia y generará una alerta para las personas cercanas para que puedan tomar medidas inmediatas. El circuito no es muy complejo y puede ser preparado por cualquier persona que tenga algunos conocimientos básicos sobre componentes eléctricos como resistencias, condensadores y transistores.

¿Cómo integrar componentes eléctricos básicos para diseñar el circuito del sensor de lluvia?

Ahora que tenemos la idea básica de nuestro proyecto, pasemos a recolectar los componentes, diseñar el circuito en software para probarlo y finalmente ensamblarlo en hardware. Este circuito lo haremos en una placa PCB y luego lo colocaremos en un lugar adecuado para que cada vez que empiece a llover podamos ser avisados ​​por la alarma.

Paso 1: Componentes necesarios (hardware)

Paso 2: Componentes necesarios (software)

Después de descargar Proteus 8 Professional, diseñe el circuito en él. Hemos incluido aquí simulaciones de software para que sea conveniente para los principiantes diseñar el circuito y realizar las conexiones adecuadas en el hardware.

Paso 3: estudiar los componentes

Ahora que hemos hecho una lista de todos los componentes que vamos a utilizar en este proyecto. Avancemos un paso más y realicemos un breve estudio de todos los componentes principales del hardware.

Sensor de gotas de lluvia: El módulo sensor de gotas de lluvia detecta la lluvia. Funciona según el principio de la ley de Ohm. (V=IR). Cuando no llueve, la resistencia del sensor será muy alta porque no hay conducción entre los cables del sensor. Tan pronto como el agua de lluvia comienza a caer sobre el sensor, se crea el camino de conducción y se reduce la resistencia entre los cables. Cuando se reduce la conducción, el componente eléctrico que está conectado al sensor se activa y su estado cambia.

Este sensor también lo podemos fabricar en casa si disponemos de la placa PCB. Aquellos que no quieran comprar este sensor pueden hacerlo en casa haciendo un patrón de tren de pulsos con la ayuda de un objeto afilado como un cuchillo. El diámetro de las legumbres debe ser de aproximadamente 3 cm y se puede hacer el mismo patrón como se muestra en la imagen de arriba. Hice este sensor en casa y adjunto la siguiente imagen:

555 temporizador IC: Este IC tiene una variedad de aplicaciones, como proporcionar retardos de tiempo, como oscilador, etc. Hay tres configuraciones principales del IC del temporizador 555. Multivibrador astable, multivibrador monoestable y multivibrador biestable. En este proyecto, lo usaremos como astable multivibrador. En este modo, el IC actúa como un oscilador que genera un pulso cuadrado. La frecuencia del circuito se puede ajustar sintonizando el circuito. es decir, variando los valores de los condensadores y resistencias que se utilizan en el circuito. El IC generará una frecuencia cuando se aplique un pulso cuadrado alto al REINICIAR alfiler.

Zumbador: A Zumbador Es un dispositivo de señalización de audio o un altavoz en el que se utiliza un efecto piezoeléctrico para producir sonido. Se aplica un voltaje al material piezoeléctrico para producir un movimiento mecánico inicial. Luego se utilizan resonadores o diafragmas para convertir este movimiento en una señal sonora audible. Estos parlantes o zumbadores son comparativamente fáciles de usar y tienen una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, se utilizan en relojes digitales de cuarzo. Para aplicaciones ultrasónicas, funcionan bien en el rango de 1 a 5 kHz y hasta 100 kHz.

Transistor BC 548 NPN: Es un transistor de uso general que se utiliza principalmente para dos propósitos principales (conmutación y amplificación). El rango de valor de ganancia para este transistor está entre 100 y 800. Este transistor puede manejar una corriente máxima de aproximadamente 500 mA, por lo que no se utiliza en el tipo de circuito que tiene cargas que funcionan con amperios mayores. Cuando el transistor está polarizado permite que la corriente fluya a través de él y esa etapa se llama saturación región. Cuando se elimina la corriente de base, el transistor se apaga y entra completamente Cortar región.

Paso 4: Diagrama de bloques

Hemos realizado un diagrama de bloques para comprender fácilmente el principio de funcionamiento del circuito.

Paso 5: comprender el principio de funcionamiento

Después de ensamblar el hardware, veremos que tan pronto como caiga agua sobre el sensor de lluvia, la placa comenzará a conducir y, como resultado, ambos transistores se encenderán. EN y por lo tanto el LED también se encenderá porque está conectado al emisor del transistor Q1. Cuando el transistor Q2 entra en la región de saturación, el condensador C1 se comportará como un puente entre los transistores Q1 y Q3 y será cargado por la resistencia R4. Cuando Q3 entra en la región de saturación, el REINICIAR Se activará el pin del temporizador IC 555 y se enviará una señal al pin de salida 3 del IC al que está conectado el zumbador y, por lo tanto, el zumbador comenzará a sonar. Cuando no llueve, no habrá conducción y la resistencia del sensor es muy alta, por lo que el pin RESET del IC no se activa, lo que no genera alarma.

Paso 6: Simular el circuito

Antes de realizar el circuito es mejor simular y examinar todas las lecturas en un software. El software que vamos a utilizar es el Suite de diseño Proteus. Proteus es un software en el que se simulan circuitos electrónicos.

1. Después de descargar e instalar el software Proteus, ábralo. Abra un nuevo esquema haciendo clic en Estado Islámico icono en el menú.
   

   

2. Cuando aparezca el nuevo esquema, haga clic en el PAG icono en el menú lateral. Esto abrirá un cuadro en el que podrá seleccionar todos los componentes que se utilizarán.
   

   

3. Ahora escriba el nombre de los componentes que se utilizarán para realizar el circuito. El componente aparecerá en una lista en el lado derecho.
   

   

4. De la misma manera que arriba, busque todos los componentes. Aparecerán en el Dispositivos Lista.
   

   

Paso 7: hacer un diseño de PCB

Como vamos a crear el circuito de hardware en una PCB, primero debemos hacer un diseño de PCB para este circuito.

1. Para realizar el diseño de PCB en Proteus, primero debemos asignar los paquetes de PCB a cada componente del esquema. para asignar paquetes, haga clic derecho en el componente al que desea asignar el paquete y seleccione Herramienta de embalaje.
   

   

2. Haga clic en la opción ARIES en el menú superior para abrir un esquema de PCB.
3. Desde la Lista de componentes, coloque todos los componentes en la pantalla en el diseño que desee que se vea su circuito.
4. Haga clic en el modo de seguimiento y conecte todos los pines que el software le indica que conecte apuntando con una flecha.
5. Cuando todo el diseño esté hecho, se verá así:

Paso 8: Diagrama del circuito

Después de realizar el diseño de la PCB, el diagrama del circuito se verá así.

Paso 9: configurar el hardware

Como ahora hemos simulado el circuito en el software y está funcionando perfectamente bien. Ahora avancemos y coloquemos los componentes en la PCB. Una PCB es una placa de circuito impreso. Es un tablero totalmente recubierto de cobre por un lado y totalmente aislante por el otro. Hacer el circuito en la PCB es comparativamente un proceso largo. Después de simular el circuito en el software y realizar el diseño de la PCB, el diseño del circuito se imprime en papel manteca. Antes de colocar el papel manteca en la placa PCB, use el raspador de PCB para frotar la placa de modo que la capa de cobre en la placa disminuya desde la parte superior de la placa.

Luego se coloca el papel manteca sobre la placa PCB y se plancha hasta que el circuito quede impreso en la placa (tarda aproximadamente cinco minutos).

Ahora, cuando el circuito está impreso en la placa, se sumerge en FeCl.₃ solución de agua caliente para eliminar el exceso de cobre de la placa, solo quedará el cobre debajo del circuito impreso.

Después de eso, frote la placa PCB con el raspador para que el cableado quede prominente. Ahora taladre los agujeros en los lugares respectivos y coloque los componentes en la placa de circuito.

Suelde los componentes en la placa. Finalmente verifique la continuidad del circuito y si se presenta discontinuidad en algún lugar desolde los componentes y vuelva a conectarlos. Es mejor aplicar pegamento caliente usando una pistola de pegamento caliente en los terminales positivo y negativo de la batería para que los terminales de la batería no se desprendan del circuito.

Paso 10: Probar el circuito

Después de ensamblar los componentes de hardware en la placa PCB y verificar la continuidad, debemos verificar si nuestro circuito funciona correctamente o no, lo probaremos. En primer lugar, conectaremos la batería y luego echaremos un poco de agua sobre el sensor y comprobaremos si el LED empieza a brillar y el timbre empieza a sonar o no. Si esto sucede significa que hemos completado nuestro proyecto.

Aplicaciones

1. Se puede utilizar en el campo para alertar a los agricultores sobre la lluvia.
2. La aplicación más común es que se puede utilizar en Automóviles para que cuando empiece a llover el conductor gire. EN los limpiaparabrisas al escuchar el sonido del timbre.
3. Si se instala algún hardware para almacenar el agua de lluvia en los tanques superiores, entonces este circuito es muy útil en el hogar porque notifica a las personas que viven en la casa tan pronto como comienza a llover y luego pueden hacer los arreglos adecuados para almacenar esa agua.