1. Про схему.
2. Про датчиках.
3. Як працює.
4. Моделювання.
5. Про друкованій платі.
6. Корпус.
7. Файли до статті:

Індикатор (датчик) рівня води на мікроконтролері PIC16F628А - пристрій, який дозволить візуально контролювати рівень води в непрозорій ємності. Пропонований пристрій може стати в нагоді всім, у кого є заміський будинок з літнім душем або дача, город, та що завгодно лише була б ємність з водою. Після деяких модернізацій з індикатора вийшло реле рівня води.

Сам індикатор складається з двох основних частин:

1. Датчики рівня води;
2. Електроніка, яка обробляє інформацію, отриману від датчиків.

Тепер докладніше розглянемо кожну із складових частин індикатора.

Про схему.

Схема індикатора збиралася з того, що було під рукою, і розроблялася взагалі для мікроконтролера PIC16F84, але пізніше було прийнято рішення додати підтримку більш дешевого і доступного мікроконтролера - PIC16F628A.

Принципова схема індикатора рівня води (рисунок 1) проста, як п'ять копійок. FM приймач на RDA5807 - простіше не буває!

Малюнок 1 - Принципова схема індикатора рівня води на мікроконтролері PIC16F628A

Розглянемо основні вузли. Серцем пристрою є мікроконтролер PIC16F628A фірми Microchip. Для стабільного живлення якого, застосовується випрямляч на діодному мосту, конденсаторах і інтегральному стабілізаторі L7805.

Для зниження напруги настійно рекомендується застосувати понижуючий трансформатор, який забезпечить необхідну гальванічну розв'язку. Гасять конденсатори краще не ставити, тому що з'являється ризик опинитися під небезпечним потенціалом напруги.

Датчики підключаються до схеми через бар'єрні резистори.

Чотири світлодіода відображають поточну кількість води в ємності. Залежно від того який датчик замикає із загальним проводом, світлодіод того датчика і буде світитися. Весь перелік деталей зведений в таблицю 1.

Таблиця 1 - Перелік компонентів для індикатора рівня води на мікроконтролері PIC16F628А Позиційне позначення Найменування Аналог / заміна С1, С3 Конденсатор керамічний - 15пФх50В С2 Конденсатор електролітичний - 470мкФх25В С4 Конденсатор керамічний - 0,1мкФмкФх50В С5 Конденсатор електролітичний - 1000мкФх10В DA1 Інтегральний стабілізатор L7805 L78L05 DD1 Микроконтроллер PIC16F628A PIC16F648A, PIC16F84 HL1-HL4 Світлодіод 3 мм R1-R5, R11 Резистор 0,125Вт 5,1 Ом SMD типорозмір 0805 R6-R9 Резистор 0,125Вт 510 кОм SMD типорозмір 0805 R10 Резистор 0,125Вт 1 кОм SMD типорозмір 0805 R12-R15 Резистор 0,125Вт 180 Про м SMD типорозмір 0805 VD1 Діодний міст 1А х 1000В 2W10 XP1-XP4 Штекер платний XT1-XT2 Клеммник на 2 контакту. XT3 Клеммник на 3 контакту. ZQ1 Кварц 4МГц тіпаразмер HC49

Про датчиках.

Як датчики використовуються тонкі хомути з оцинкованої бляхи, які, в свою чергу, розташовуються на пластиковій трубі, на певній відстані один від одного. Труба кріпиться до важкого основи (рисунок 2).

Малюнок 2 - Важке підставу для пластикової труби з датчиками.

До хомутів підводяться дроти, що сполучають датчики і схему (можна використовувати кручену пару). Вся ця конструкція встановлюється в ємність з водою. Замикати датчики між собою буде вода. Відстані між датчиками вибираються довільні. У моєму випадку, ємність була умовно розділена на три частини, і по рівню кожної частини на трубі був встановлений хомут. Якщо для ємності був передбачений перелив, то останній хомут повинен бути встановлений на рівні переливу.

Конструкція датчиків може бути і іншою. Головне дотримуватися необхідну послідовність.

Як працює.

Працює така конструкція дуже просто. На самому низу труби (або на підставі) кріпиться загальний провід для роботи з датчиками. Щодо цього проводу відбуватимуться всі вимірювання. Вода, наповнюючи ємність, поступово почне замикати загальний провід з датчиками. Перший на черзі - датчик 1. Коли загальний провід з ним замкнеться тоді включитися перший світлодіод. Далі до першого датчику додасться другий датчик, при цьому включиться другий світлодіод, а перший вимкнутися і т.д. Коли відбудеться замикання з четвертим датчиком - включитися четвертий світлодіод. Який, в свою чергу, буде мерехтіти з частотою 2 Гц.

Подібний алгоритм роботи можна легко організувати на звичайній логіці. Так спочатку і робилося, проте, через часті помилкових станів, було прийнято рішення замінити схему на сучасне Мікроконтроллерні пристрій. Робоча програма для PIC-мікроконтролерів була написана на мові асемблер і налагоджена в програмі MPLab 8.8

Моделювання.

Робота пристрою моделювалася в програмі протеус див. Малюнок 3. Модель зроблена для мікроконтролера PIC16F84A! Уважно вибираємо прошивку.

Малюнок 3 - Модель рівня води на мікроконтролері.

Про друкованій платі.

Друкована плата вийшла розмірами 55х50мм (малюнки 4-5 !!! не в масштабі).

Малюнок 4 - Друкована плата індикатора рівня води в баку на мікроконтролері PIC16F628A (низ) не в масштабі.

Малюнок 5 - Друкована плата індикатора рівня води в баку на мікроконтролері PIC16F628A (верх) не в масштабі.

Зовнішній вигляд індикатора показаний на малюнку 6.

Малюнок 6 - Готова плата індикатора рівня води.

Корпус.

Схему готового індикатора розмістив в корпусі невеликого приймача малюнки 7-8.

Малюнок 6 - Готова плата індикатора рівня води на мікроконтролері PIC16F628A в корпусі приймача.

Малюнок 7 - Кнопка включення живлення.

Отвори для динаміка заклеїв клеєм, а на лицьову сторону приклеїв глянсову фотографія малюнки 8-9

Індикатор, зібраний з свідомо робочих деталей, починає працювати відразу і в налагодженні не потребує.

Малюнок 8 - заклеєний отвори.

Малюнок 9 - Лицьова панель індикатора рівня води на мікроконтролері PIC16F628A.

Відео роботи пристрою.

В результаті вийшов зовсім не поганий індикатор рівня води в баку на мікроконтролері PIC16F628A, який не містить дефіцитних деталей, простий у виготовленні і не вимагає налагодження. Додана підтримка мікроконтролерів PIC16F84, PIC16F648A. Друкована плата вийшла 55х50 мм. Ємність, в якій будуть розміщені датчики, не потрібно псувати зайвими отворами. Справних компонентів і добра всем !!! Дякуємо за увагу.

Файли до статті:

Індикатор рівня води в баку на мікроконтролері PIC16F628A (стаття в pdf)

Архів з проектом

фотографії