آردوینو خانه هوشمند پروژه های آردوینو

طراحی و پیاده سازی پروژه کنترل آب دیجیتال با فلومتر YFS201 و برد آردوینو

create-smart-water-meter-diy-kit-with-arduino-and-yfs201-flow-meter-digispark
نوشته شده توسط معین صابری

سنجش میزان آب مصرفی همواره یکی از دغدغه های افراد در منازل، ادارات، صنایع، باغچه ها و… است. آب، این مایه حیات، با توجه به شرایط پیش رو، باید غنیمت شمرده شود. از این رو سنجش میزان لیتر مصرفی و کنترل آن، می تواند به بهینه سازی مصرف کمک کند. در این آموزش قصد به طراحی یک پروژه کنتور آب دیجیتال داریم. به کمک این پروژه میزان لیتر آب مصرفی محاسبه شده و علاوه بر نمایش روی نمایشگر، در کارت SD ذخیره خواهد شد. با ذخیره سازی داده ها می توان به آنالیز و بررسی آن پرداخت. در ادامه پروژه کنترل آب دیجیتال با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 


امکانات و ویژگی های پروژه کنتور آب دیجیتال


آنطور که پیشتر نیز گفته شد، در این پروژه قصد داریم میزان لیتراژ آب مصرفی را اندازه گیری کنیم. با اندازه گیری میزان آب مصرف، می توان به داده های ارزشمندی همچون بیشینه مصرف، میانگین مصرف و کمترین مقدرا آن پرداخت. کیت کنتور آب دیجیتال یک کیت بسیار کاربردی در زمینه سنجش میزان آب مصرفی است. در زیر به برخی از ویژگی های این کیت کاربردی اشاره می کنیم.

-قابلیت نمایش لیتراژ مصرفی روی نمایشگر

-استفاده از سنسور دقیق و کاربردی آب مدل YFS201

-قابلیت ذخیره لیتراژ مصرفی در کارت SD

-ذخیره داده ها در کارت SD به صورت فایل اکسل

-دارای فایل راهنما جهت راه اندازی و کار با کیت

 


قطعات مورد نیاز پروژه کنترل آب دیجیتال


در این پروژه چند بخش مختلف مشغول به فعالیت است. در قسمت اول، سنسور YFS201 را داریم. این سنسور قابلیت اندازه گیری جریان آب را در خود جای داده است. اساس عملکرد این سنسور بسیار جالب بوده و با ایجاد پالس، می توان میزان عبور آب را محاسبه کرد. سنسور YFS201 دارای یک موتور داخلی است. این موتور با عبور جریان آب به گردش در آمده و در خروجی خود پالس تولید می کند. در این پروژه ما از این سنسور استفاده کرده و میزان لیتراژ آب را محاسبه خواهیم کرد.

سنسور YFS201 در پروژه کنترل آب دیجیتال آردوینو - دیجی اسپارک

 

در ادامه این موضوع، جهت نمایش داده ها روی نمایشگر، از نمایشگر سگمنت TM1637 استفاده می کنیم. نمایشگر سگمنت TM1637 یک نمایشگر عالی جهت کار با سون سگمنت هاست. این نمایشگر از ۴ سگمنت تشکیل شده و می تواند داده ها را روی خود نمایش دهد. نکته جالب البته اینکه این نمایشگر جهت راه اندازی ۴ کانال سون سگمنت، تنها به دو پایه I2C نیاز دارد!

نمایشگر TM1637 در پروژه کنترل آب دیجیتال آردوینو - دیجی اسپارک

 

در ادامه، این پروژه میزان لیتر مصرفی آب را بر روی کارت SD ذخیره می کند. میزان لیتراژ اب مصرفی به صورت یک فایل اکسل در کارت SD ذخیره شده و شما می توانید به صورت نموداری به آنالیز داده ها بپردازید. جهت ثبت داده ها در کارت SD، از ماژول SD استفاده می کنیم. ماژول کارت SD یک برد راه انداز جهت ایجاد ارتباط بین بردهای پردازشی و کارت SD بوده و این ارتباط را به سادگی بین پردازنده و SD برقرار می کند.

کارت حافظه میکرو SD در پروژه کنترل آب دیجیتال آردوینو - دیجی اسپارک

 

در پایان، جهت پردازش داده های ورودی از سنسور، نمایش روی نمایشگر و ذخیره روی کارت SD، از برد آردوینو UNO استفاده می کنیم. برد آردوینو UNO آنطور که با آن آشنایی دارید، یک برد همه کاره و همه فن حریف است. این برد از پردازنده ATMEGA328P استفاده کرده و می تواند به عنوان هسته مرکزی پردازش، مورد استفاده قرار گیرد.

برد آردوینو در پروژه کنترل آب دیجیتال - دیجی اسپارک

 


نصب کتابخانه نمایشگر


همانطور که اطلاع دارید، کتابخانه ها یکی از ابزارهای کلیدی و کاربردی در برنامه نویسی به شمار می روند. به کمک این ابزار، می توانیم توابع نوشته شده در فایلهایی به نام کتابخانه ذخیره کرده و سپس در پروژه های متعدد از آن استفاده کنیم.  همانطور که پیشتر گفته شد، برای راه اندازی و کار با ماژول TM1637 کتابخانه توسعه داده شده است. برای استفاده از این کتابخانه، ابتدا باید آن را نصب کنیم. برای نصب کتابخانه در محیط آردویینو، ابتدا مطابق تصویر زیر بر روی گزینه Tools و سپس Manage Libraries کلیک کنید.

اصول نصب کتابخانه در آردوینو - دیجی اسپارک

 

پس از کلیک بر روی گزینه Manage Libraries، در صفحه ظاهر شده، در قسمت کادر جستجو، عبارت TM1637 را جستجو نموده و کتابخانه مشخص شده در تصویر زیر را نصب نمایید.

نصب کتابخانه مورد نیاز سنسور NTC 10K - دیجی اسپارک

 


آپلود برنامه کنتور آب دیجیتال روی برد آردوینو


پس از نصب کتابخانه، نوبت به آپلود برنامه پروژه کنترل آب دیجیتال روی برد می رسد. کدهای زیر را روی برد آردوینو UNO آپلود نمایید.

 

محدودیت در دسترسی کامل به این مجموعه آموزش

 

دسترسی کامل به آموزش برای اعضای دیجی اسپارک امکان پذیر است. بخش اصلی آموزش شامل سورس کدهای توسعه داده شده توسط مهندس‌های دیجی اسپارک است. به همین دلیل این آموزش خاص و یکتاست. برای استفاده از آن بایستی عضویت تهیه کنید. تبادل نظر با کاربران و پرسش سوال رایگان است و میتوانید از بخش نظرات همین آموزش اقدام کنید.

 


شماتیک و اتصالات


پس از آپلود برنامه روی برد، نوبت به برقراری شماتیک و اتصالات پروژه کنترل آب دیجیتال می رسد. در ابتدا به تصویر زیر که فرم کلی اتصالات را نمایش می دهد، دقت کنید.

شماتیک و اتصالات پروژه کنترل آب دیجیتال آردوینو - دیجی اسپارک

در ادامه اتصالات را مطابق تصویر فوق، انجام می دهیم.

 


سیم کشی و اتصالات ماژول SD کارت


  1. اتصال پین ۱۱ آردوینو به پایه MOSI
  2. اتصال پین ۱۲ آردوینو به پایه MISO
  3. اتصال پین ۱۳ آردوینو به پایه SCK
  4. اتصال پین ۴ آردوینو به پایه CS
  5. پایه VCC ماژول SD را به پایه ۵ و پایه GND آن را به پایه GND آردوینو، متصل نمایید.

 


اتصالات بین نمایشگر و آردوینو


  • اتصال پایه VCC  ماژول به ۵ ولت آردوینو
  • اتصال پایه CLK ماژول به پایه ۲ آردوینو
  • اتصال پایه DIO ماژول به پایه ۳ آردوینو
  • اتصال پایه GND ماژول به یکی از پایه های GND آردوینو

 


اتصالات بین سنسور YFS201 و آردوینو


اتصال کابل زرد رنگ به پایه ۵ آردوینو

اتصال کابل قرمز رنگ به پایه ۵ ولت آردوینو

اتصال کابل مشکی رنگ به پایه GND آردوینو

 


اجرای پروژه کنتور آب دیجیتال


پس از برقراری اتصالات، نوبت به اجرای پروژه کنترل آب دیجیتال آردوینو می رسد. در اجرای پروزه به فلش پشت سنسور دقت کنید. این فلش مسیر ورود و خروج مایع را نمایش می دهد. برای تست شما می توانید از یک بطری آب برای جا به جایی آب می توانید استفاده کنید. در این لحظه می توانید مقدار لیتر آب را روی نمایشگر مشاهده کنید.

اجرای پروژه پروژه کنترل آب دیجیتال آردوینو - دیجی اسپارک

 

در ادامه، شما می توانید داده ها را روی کارت SD مشاهده کنید. در کارت SD داده ها به صورت فایل اکسل ذخیره می شود. شما با قرار دادن کارت SD درون مبدل و اتصال به رایانه، می توانید داده ها را در فایل مشاهده کنید.

جدول ذخیره اطلاعات در پروژه کنترل آب دیجیتال - دیجی اسپارک

 


لوازم مورد نیاز


لینک خرید کیت فلومتر دیجیتال، کلیک کنید

 


جمع بندی


در این آموزش به پیاده سازی یک کنتور آب دیجیتال پرداختیم. در این پروژه به کمک برد آردوینو و سنسور فلومتر، توانستیم میزان آب عبوری از سسنور را اندازه گیری کنیم. با اندازه گیری مقدار آب مصرفی بر حسب لیتر، آن را روی نمایشگر نمایش می دهیم. در کنار این، جهت بررسی میزان لیتر آب مصرفی در آینده، داده ها را روی کارت SD ذخیره می کنیم. میزان لیتر آب مصرفی در یک فایل اکسل ذخیره شده و می توان به صورت نموداری آن را تحلیل، نمود.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید

 

درباره نویسنده

معین صابری

کارشناسی ارشد رشته معماری سیستم های کامپیوتری

مالي که ز تو کس نستاند، علم است
حرزي که تو را به حق رساند، علم است
جز علم طلب مکن تو اندر عالم
چيزي که تو را ز غم رهاند، علم است
(شیخ بهایی)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه

۲ دیدگاه