O mundo está sofrendo com mudanças climáticas inesperadas e essas mudanças são causadas por diversas atividades praticadas pelo homem. Quando essas mudanças ocorrem a temperatura sobe drasticamente podendo resultar em fortes chuvas, inundações, etc. Economizar água é responsabilidade de cada um de cada cidadão e se não prestarmos atenção para preservar esta necessidade básica da vida, sofreremos muito em breve . Neste projeto, criaremos um alarme de chuva para que, quando a chuva começar, possamos fazer algumas ações para economizar água, já que poderíamos fornecer água para as plantas, podemos fazer algum hardware para enviar essa água para o tanque superior, etc. O circuito detector de água da chuva detectará a água da chuva e gerará um alerta para as pessoas próximas para que possam tomar medidas imediatas. O circuito não é muito complexo e pode ser preparado por qualquer pessoa que tenha algum conhecimento básico sobre componentes elétricos como resistores, capacitores e transistores.
Circuito de alarme de chuva
Como integrar componentes elétricos básicos para projetar o circuito Rainsensor?
Agora, como temos a ideia básica do nosso projeto, vamos avançar para a coleta dos componentes, projetar o circuito no software para teste e, finalmente, montá-lo no hardware. Faremos este circuito em uma placa PCB e a seguir colocaremos em um local adequado para que sempre que começar a chover possamos ser avisados pelo alarme.
Etapa 1: componentes necessários (hardware)
- Sensor de gota de chuva (x1)
- Transistor BC548 (x1)
- LEDs (x1)
- 1N4007 Diodo de junção PN (x1)
- Resistor 220 KΩ (x1)
- Resistor de 10 KΩ (x1)
- Resistor de 470 KΩ (x1)
- 3,3 KΩ Resistor (x2)
- Resistor 68 KΩ (x1)
- Capacitor de 22 µF (x1)
- Capacitor 100 µF (x2)
- Capacitor de cerâmica 10nF (x1)
- Capacitor de cerâmica 100pF (x1)
- Campainha (x1)
- Jumper Wires
- Placa de ensaio (x1)
- FeCl3
- Placa PCB (x1)
- Ferro de solda
- Pistola de cola quente
- Multímetro digital
Etapa 2: Componentes necessários (software)
- Proteus 8 Professional (pode ser baixado de Aqui )
Depois de baixar o Proteus 8 Professional, projete o circuito nele. Incluímos simulações de software aqui para que seja conveniente para iniciantes projetar o circuito e fazer as conexões apropriadas no hardware.
Etapa 3: estudar os componentes
Agora, como fizemos uma lista de todos os componentes que vamos usar neste projeto. Vamos dar um passo adiante e fazer um breve estudo de todos os principais componentes de hardware.
Sensor de gota de chuva: O módulo do sensor de gota de chuva detecta chuva. Ele funciona segundo o princípio da Lei de Ohm. (V = IR). Quando não há chuva a resistência do sensor será muito alta, pois não há condução entre os fios do sensor. Assim que a água da chuva começa a cair sobre o sensor, o caminho de condução é feito e a resistência entre os fios é reduzida. Quando a condução é reduzida, o componente elétrico que está conectado ao sensor é acionado e seu estado muda.
Sensor de gota de chuva
Este sensor também pode ser feito em casa se tivermos a placa PCB. Aqueles que não querem comprar este sensor podem fazê-lo em casa fazendo um padrão de trem de pulso com a ajuda de uma coisa afiada como uma faca. O diâmetro dos pulsos deve ser de aproximadamente 3 cm e o mesmo padrão pode ser feito conforme mostrado na foto acima. Fiz este sensor em casa e anexei a foto abaixo:
Sensor de gota de chuva projetado em casa
555 Timer IC: Este IC tem uma variedade de aplicações, como fornecer atrasos de tempo, como um oscilador, etc. Existem três configurações principais do IC do temporizador 555. Multivibrador astável, multivibrador monoestável e multivibrador biestável. Neste projeto, vamos usá-lo como um Astable multivibrador. Neste modo, o IC atua como um oscilador que gera um pulso quadrado. A frequência do circuito pode ser ajustada sintonizando o circuito. ou seja, variando os valores dos capacitores e resistores que são usados no circuito. O IC irá gerar uma frequência quando um pulso quadrado alto é aplicado ao REDEFINIR PIN.
555 Timer IC
Buzzer: PARA Campainha é um dispositivo de sinalização de áudio ou um alto-falante no qual um efeito piezoelétrico é usado para produzir som. Uma voltagem é aplicada ao material piezoelétrico para produzir um movimento mecânico inicial. Em seguida, os ressonadores ou os diafragmas são usados para converter esse movimento em um sinal sonoro audível. Esses alto-falantes ou campainhas são comparativamente fáceis de usar e têm uma ampla gama de aplicações. Por exemplo, eles são usados em relógios digitais de quartzo. Para aplicações ultrassônicas, operam bem na faixa de 1-5 kHz e até 100 kHz.
Campainha
Transistor NPN BC 548: É um transistor de uso geral usado principalmente para duas finalidades principais (comutação e amplificação). A faixa de valor de ganho para este transistor está entre 100-800. Este transistor pode suportar uma corrente máxima de cerca de 500mA, portanto, não é usado no tipo de circuito que possui cargas que operam com amperes maiores. Quando o transistor é polarizado, ele permite que a corrente flua através dele e esse estágio é chamado saturação região. Quando a corrente de base é removida, o transistor é desligado e entra totalmente Corte fora região.
Transistor BC 548
Etapa 4: Diagrama de blocos
Fizemos um diagrama de blocos para compreender facilmente o princípio de funcionamento do circuito.
Diagrama de bloco
Etapa 5: Compreendendo o princípio de funcionamento
Depois de montar o hardware veremos que assim que a água cair no sensor de chuva a placa começará a conduzir e como resultado ambos os transistores girarão EM e, portanto, o LED também acenderá porque está conectado ao emissor do transistor Q1. Quando o transistor Q2 vai para a região de saturação, o capacitor C1 se comporta como um jumper entre ambos os transistores Q1 e Q3 e será carregado pelo resistor R4. Quando Q3 vai para a região de saturação, REDEFINIR O pino do IC do temporizador 555 será acionado e um sinal será enviado no pino de saída 3 do IC no qual o buzzer está conectado e, portanto, o buzzer começará a tocar. Quando não haverá chuva não haverá condução e a resistência do sensor é muito alta, portanto o pino RESET do IC não é acionado resultando em nenhum alarme.
Etapa 6: Simular o circuito
Antes de fazer o circuito, é melhor simular e examinar todas as leituras em um software. O software que vamos usar é o Suíte Proteus Design . Proteus é um software no qual circuitos eletrônicos são simulados.
- Depois de baixar e instalar o software Proteus, abra-o. Abra um novo esquema clicando no ISIS ícone no menu.
New Schemetic.
- Quando o novo esquema aparecer, clique no P ícone no menu lateral. Isso abrirá uma caixa na qual você pode selecionar todos os componentes que serão usados.
Novo Esquema
- Agora digite o nome dos componentes que serão usados para fazer o circuito. O componente aparecerá em uma lista do lado direito.
Selecionando Componentes
- Da mesma forma, como acima, pesquise todos os componentes. Eles aparecerão no Dispositivos Lista.
Lista de Componentes
Etapa 7: Fazendo um layout de PCB
Como vamos fazer o circuito de hardware em um PCB, primeiro precisamos fazer um layout de PCB para este circuito.
- Para fazer o layout do PCB no Proteus, primeiro precisamos atribuir os pacotes do PCB a cada componente do esquema. para atribuir pacotes, clique com o botão direito do mouse no componente que deseja atribuir ao pacote e selecione Ferramenta de embalagem.
Atribuir Pacotes
- Clique na opção ARIES no menu superior para abrir um esquema de PCB.
- Na Lista de componentes, coloque todos os componentes na tela em um desenho que você deseja que seu circuito se pareça.
- Clique no modo de trilha e conecte todos os pinos que o software está dizendo para você conectar apontando uma seta.
- Quando todo o layout for feito, ficará assim:
Etapa 8: Diagrama de Circuito
Depois de fazer o layout do PCB, o diagrama do circuito ficará assim.
Diagrama de circuito
Etapa 9: Configurando o Hardware
Como agora simulamos o circuito no software e está funcionando perfeitamente bem. Agora, vamos seguir em frente e colocar os componentes no PCB. Um PCB é uma placa de circuito impresso. É uma placa totalmente revestida com cobre de um lado e totalmente isolante do outro lado. Fazer o circuito no PCB é comparativamente um processo demorado. Depois que o circuito é simulado no software e seu layout de PCB é feito, o layout do circuito é impresso em papel manteiga. Antes de colocar o papel manteiga na placa PCB, use o raspador de PCB para esfregar a placa de modo que a camada de cobre na placa seja diminuída da parte superior da placa.
Removendo a camada de cobre
Em seguida, o papel manteiga é colocado na placa PCB e passado até que o circuito seja impresso na placa (leva aproximadamente cinco minutos).
Passando a placa PCB
Agora, quando o circuito é impresso na placa, ele é mergulhado no FeCl3solução de água quente para remover o cobre extra da placa, apenas o cobre sob o circuito impresso será deixado para trás.
Gravura PCB
Depois disso, esfregue a placa PCB com o raspador para que a fiação fique proeminente. Agora faça os furos nos respectivos locais e coloque os componentes na placa de circuito.
Perfuração de furos em PCB
Solde os componentes na placa. Finalmente, verifique a continuidade do circuito e se ocorrer descontinuidade em algum lugar, desosolde os componentes e conecte-os novamente. É melhor aplicar cola quente usando uma pistola de cola quente nos terminais positivo e negativo da bateria para que os terminais da bateria não possam ser separados do circuito.
Configurando o DMM para verificação de continuidade
Etapa 10: Testando o circuito
Depois de montar os componentes de hardware na placa PCB e verificar a continuidade, precisamos verificar se nosso circuito está funcionando corretamente ou não, testaremos nosso circuito. Primeiramente conectaremos a bateria e depois jogaremos um pouco de água no sensor e verificaremos se o LED começa a acender e a campainha começa a tocar ou não. Se isso acontecer, significa que concluímos nosso projeto.
Hardware montado para teste
Formulários
- Pode ser usado nos campos para alertar os agricultores sobre a chuva.
- A aplicação mais comum é que pode ser utilizado em automóveis para que sempre que comece a chover o motorista vire EM os limpadores ao ouvir o som da campainha.
- Se algum hardware for instalado para armazenar a água da chuva nos tanques superiores, este circuito é muito útil em casa, pois notifica as pessoas que moram na casa assim que a chuva começa e elas podem, então, tomar as providências necessárias para armazenar essa água.
