Детектор затоплення на PIC-мікроконтролері

Вступ

Нещодавно в моєму домі стався великий потоп. Посеред ночі прорвалося водопровідна труба і завдало багато шкоди. Дерев'яна підлога, меблі, невеликі побутові прилади були повністю знищені водою. Ця біда наштовхнула мене на думку створити пристрій, який буде "відчувати" воду на підлозі та запускати тривожну сигналізацію. Пристрій має бути невеликим за розміром і працювати від батареї. Також необхідно періодично перевіряти напругу батареї.

Схема

Друкована плата

Для цього проекту використовується одностороння друкована плата розміром 27.02 мм x 32.41 мм.

У проекті використовується SOIC версія мікроконтролера, що дозволить зменшити розмір друкованої плати.

Вигляд зверху

На фото показано вигляд зверху друкованої плати.

Вигляд знизу

На фото показано вигляд знизу друкованої плати.

Корпус і датчики

Для цього пристрою вам знадобиться невелика коробка, в яку потрібно вмістити всі компоненти. Однак мені не вдалося підібрати корпус потрібного розміру, тому світлодіоди і п'єзо-динамік я розмістив зовні корпусу. Це не вплине на працездатність пристрою. Крім того, звук від п'єзо-динаміка буде набагато голосніше.

Датчики виготовлені з провідного матеріалу, але я вам не рекомендую використовувати мідні пластини, оскільки з часом вони втрачають свої властивості. На мою думку, краще використовувати пластини з нержавіючої сталі або алюмінію. Однак з часом необхідно проводити технічне обслуговування, перевірку та випробування датчиків за допомогою води.

Також датчики необхідно розміщувати близько один до одного, і вони не повинні стикатися. Чим більше буде зона між датчиками, тим краще для точного визначення наявності води.

Датчики в моєму проекті виготовлені з алюмінієвих пластин.

Датчики зігнуті під кутом 90º і приклеєні до корпусу пристрою. Вони повинні розташовуватися паралельно один одному.

Остаточно зібране пристрій виглядає наступним чином:

Детектор встановлюють на підлогу. Для цього можна використовувати двосторонній скотч і приклеїти детектор до стіни або розмістити так, як показано на фото нижче. Датчики розміщуються в нижній частині корпусу, а світлодіоди – у верхній частині.

Програма в шістнадцятковому вигляді

В мікроконтролер необхідно записати програмний код до встановлення та пайки на друковану плату. Завантажте програмний код за посиланням нижче

Тестування

Увімкніть схему, при цьому відбудеться тестування світлодіодів і п'єзо-динаміка. Також виконається перевірка датчиків. Якщо датчики визначать наявність води або будь-яку витік, то світлодіод загориться червоним світлом і спрацює звукова тривога.

Після виконання всіх перевірок детектор перейде в стандартний режим роботи.

Кожні 10 секунд виконується опитування датчиків і перевірка напруги батареї.

Якщо між датчиками з'явиться вода, детектор перейде в режим аварії. При цьому загориться червоний світлодіод, і п'єзо-динамік буде видавати гучний акустичний сигнал. Детектор буде знаходитися в цьому режимі, поки ви не натиснете кнопку S1.

Якщо напруга батареї в нормі, тоді кожні 10 секунд буде миготіти зелений світлодіод. Якщо напруга батареї впаде до 7 В, тоді кожні 10 секунд буде миготіти червоний світлодіод, і п'єзо-динамік буде видавати короткі звукові сигнали, сигналізуючи про те, що необхідно замінити батарею.

Час визначення наявності води менше 10 секунд. Оскільки мікроконтролер переходить у режим низького споживання між визначеннями показань для продовження часу роботи від батареї, то цей стан завжди триває 10 секунд. Якщо вода потрапляє на датчики, коли мікроконтролер знаходиться в режимі низького споживання енергії, то відбудеться певна затримка у часі перед активацією стану аварії.

Висновок

Це простий, але дуже ефективний детектор наявності води. Я навіть виготовив два пристрої, одне для кухні, друге для ванної кімнати. Ви можете використовувати стандартний блок живлення на 9 В замість батареї напругою 9 В.

Список радіоелементів

Обозначення	Тип	Номінал	Кількість	Примітка
IC1	МК PIC 8-біт	PIC12F683	1
VR1	Лінійний регулятор	LM78L05	1
D1	Стабілітрон	4.7 В	1
LED1	Світлодіод	Зелений	1
LED2	Світлодіод	Червоний	1
С1	Конденсатор	0.1 мкФ	1
R1-R3, R5	Резистор	10 кОм	4
R4, R6	Резистор	1 кОм	2
Piezo	Звукоізлучатель	НРЕ-120	1
S1	Кнопка		1
Probe 1, Probe 2	Електрод		2
Bat	Батарея живлення	9 В	1

Оригінал статті