Arduino Seviye Göstergeli Otomatik Su Motoru

Arduino nano kullanarak su seviyesini kullanıcıya bildiren ve belli bir seviyeye düşünce elektrikli su pompasını devreye sokacak bir uygulama geliştirmiş. Uygulamanın çalışma prensibi ise son derece basit: projenin beyni olan arduino, bir ultrasonik sensörden veri okuyarak birden fazla üniteyi (ekran, motorlar vb.) kontrol etmektedir.

Bilindiği gibi birçok yerleşim yerinde sulama ya da ev içi su tedariki amacıyla su depolarından faydalanılmaktadır. Bu su depolarının su takviyesi, genellikle şamandıralı bir sistem ile kontrol edilmektedir. Su seviyesi azaldığında depo kapağına yakın yere yerleştirilmiş taze su girişinin hemen önünde bir şamandıra su üzerinde yüzmekte ve su girişinin valfini açıp kapatmaktadır. Su takviyesi şehir şebekesinin basıncı ile yapılabildiği gibi bir kuyu vb yerden su pompası ile de yapılabilir. Ancak bu tip mekanik tahrikli sistemlerde kullanıcı su kesintisi veya kuyudaki seviyenin azalması gibi durumlarda deposunda ne kadar suyun kaldığını bilememektedir.

16×2 LCD ekran, Su Seviyesini yüzde olarak ve Diyagramda gösterecek, aynı zamanda Pompa durumunu da gösteriyor. Hazne tankı her boş olduğunda da ikaz ediyor. Sonar Sensörü ise su deposunda bulunan su seviyesini ölçmek için kullanılıyor, böylece şamandıralı sisteme göre daha doğru ve hassas sonuçları olan bir sistem olduğunu anlıyoruz.

Projede, Su Seviyesini ölçmek için HC-SR04 Ultrasonik Modülünü ve su seviyesini cm cinsinden görmek için bir I2C LCD’yi kullanacağız.

Hemen kullanacağımız malzemelere geçelim:

-Arduino Nano
-JSN-SR04 Su Geçirmez Ultrasonik Modül
-16X 2 LCD Ekran (Mavi / Yeşil)
-230-5V Güç Modülü
-5V Buzzer
-Bağlantı Telleri
-Proje Kutusu

JSN-SR04 Hakkında

JSN-SR04 modülü Su Geçirmez ultrasonik sensör, iletim ve yansıma prensibi üzerinde çalışan bir elektronik cihazdır. Bu sensörün TRIG ve ECHO pin olarak adlandırılan iki pimi vardır.

ECHO piminin işlevi, kanala dalgaları yaymaktır.Bu dalgalar ortamdan bir dalga olarak geçer ve yayılmasının önündeki bir nesneye veya bir engele çarptığında geri yansıtır. hesaplanan ve bu değeri kullanarak bize yaklaşan engelin mesafesini sensörün bu işlevi sayesinde belirliyoruz(Su yüzeyinin tesbiti).

Bağlantı şekli ise şöyle:

-TRIG pini nano’nun 5nolu dijital pimine bağlanır.

-ECHO pimi nano’nun 5nolu dijital pimine bağlanır.

-VCC pimi, breadboard’un pozitif korkuluğuna bağlanır.

-GND pimi breadboard’un negatifine bağlanır.

Çalışma şekline dair not: Bu projenin çalışması, su tankına ses dalgalarını gönderen ve ECHO olan ses dalgalarının yansımasını tespit eden Ultrasonik sensör modülünü kullandığımız için çok basittir. Her şeyden önce, Arduino kullanarak sinyal iletmek için ultrasonik sensör modülünü tetiklememiz ve ardından ECHO almayı beklememiz gerekiyor. Arduino tetikleme ile alınan ECHO arasındaki süreyi okur. Ses hızının 340 m / s civarında olduğunu biliyoruz. böylece verilen formülü kullanarak mesafeyi hesaplayabiliriz:

Mesafe = (ulaşım süresi / 2) . ses hızı; Ses hızının saniyede yaklaşık 340m olduğu yerlerde. Bu yöntemleri kullanarak sensörle su yüzeyi arasındaki mesafeyi alırız. Bundan sonra su seviyesini hesaplamamız gerekiyor. Şimdi su tankının toplam uzunluğunu hesaplamamız gerekiyor. Su tankının uzunluğunu bildiğimizden, ultrasonikten gelen toplam mesafeyi tankın toplam uzunluğundan çıkararak su seviyesini hesaplayabiliriz. Ve su seviyesi mesafesini alacağız. Şimdi bu su seviyesini suyun yüzdesine dönüştürebilir ve LCD’de gösterebiliriz.

Otomatik Su Motoru Devresinin Kurulması

Aşağıda verilen su seviyesi kontrol devresinde gösterildiği gibi, Ultrasonik sensör modülünün “tetik(TRIG)” ve “eko(ECHO)” pinleri doğrudan arduino’nun 5 ve 4 no’lu pinlerine bağlanır. 16 bit LCD, 4 bit modunda arduino’ya bağlanır. Kontrol pimi RS, RW ve en sonunda arduino pimi 3, doğrudan GND ve 2’ye bağlanır. Veri pimi de D4-D7 arduino’nun 10, 9, 8 ve 7’sine bağlanır ve BUZZER pim 6’ya bağlanır. 5 Volt rölesi Ayrıca su motor pompasını açmak veya kapatmak için arduino’nun pimine 12 bağlanmıştır(eğer rölenin kontak gücü motor için zayıf kalacaksa muhakkak röle çıkışını bir kontaktör sürecek şekilde ayarlayınız). Bu üniteye güç vermek için 230-5V Güç modülü kullanacağız. Bunun için 1000mA Telefon şarj cihazı da kullanabilirsiniz.

Bu devrede Ultrasonik sensör modülü, görebilmek açısından için su tankının üstüne yerleştirilmiştir. Bu sensör modülü ile su yüzeyi arasındaki mesafeyi okuyacaktır ve LCD ekranda “Tanktaki Su Alanı: Şu kadar…..” mesajı ile mesafe cinsinden gösterecektir. Bu, burada su seviyesi yerine su için boş bir mesafe veya hacim yeri gösterdiğimiz anlamına gelir.

Bu işlevsellik nedeniyle bu sistemi herhangi bir su tankında kullanabiliriz. Boş su seviyesi yaklaşık 30 cm mesafeye ulaştığında, Arduino sürüş rölesi ile su pompasını AÇIK konuma getirir. Bu esnada LCD ekran bize “DÜŞÜK Su Seviyesi” diye ikazda bulunurken, “Motor AÇIK” ve Röle durum LED’i de yanmaya başlayacaktır.

Şimdi boş alan yaklaşık 12 cm mesafeye ulaştığında, bu defa arduino röleyi kapatır ve LCD ekranda “Tank dolu” ve “Motor KAPALI” ikazı gösterilirken, buzzer ayrıca bir süre bip sesi çıkarır ve röle durum LED’i söner.

Kaynak: instructables