Le monde souffre de changements climatiques inattendus et ces changements sont causés par diverses activités pratiquées par l'humanité. Lorsque ces changements se produisent, la température augmente considérablement et cela pourrait entraîner de fortes pluies, des inondations, etc. . Dans ce projet, nous allons créer une alarme de pluie afin que lorsque la pluie commence, nous puissions faire des actions pour économiser l'eau car nous pourrions fournir cette eau aux plantes, nous pourrions fabriquer du matériel pour envoyer cette eau dans le réservoir supérieur, etc. Le circuit du détecteur d'eau de pluie détectera l'eau de pluie et générera une alerte pour les personnes à proximité afin qu'elles puissent prendre des mesures immédiates. Le circuit n'est pas très complexe et peut être préparé par toute personne ayant des connaissances de base sur les composants électriques tels que les résistances, les condensateurs et les transistors.
Circuit d'alarme de pluie
Comment intégrer des composants électriques de base pour la conception d'un circuit de capteur de pluie?
Maintenant que nous avons l’idée de base de notre projet, passons à la collecte des composants, à la conception du circuit sur le logiciel pour le test et enfin à l’assemblage sur le matériel. Nous allons faire ce circuit sur une carte PCB et le placer ensuite à un endroit approprié afin que chaque fois que la pluie commence, nous puissions être avertis par l'alarme.
Étape 1: Composants nécessaires (matériel)
- Capteur de goutte de pluie (x1)
- Transistor BC548 (x1)
- LED (x1)
- Diode de jonction 1N4007 PN (x1)
- Résistance de 220 KΩ (x1)
- Résistance 10 KΩ (x1)
- Résistance 470 KΩ (x1)
- Résistance 3,3 KΩ (x2)
- Résistance 68 KΩ (x1)
- Condensateur 22 µF (x1)
- Condensateur 100 µF (x2)
- Condensateur céramique 10nF (x1)
- Condensateur céramique 100pF (x1)
- Buzzer (x1)
- Fils de cavalier
- Planche à pain (x1)
- FeCl3
- Carte PCB (x1)
- Fer à souder
- Pistolet à colle chaude
- Multimètre digital
Étape 2: Composants nécessaires (logiciel)
- Proteus 8 Professional (peut être téléchargé depuis Ici )
Après avoir téléchargé le Proteus 8 Professional, concevez le circuit dessus. Nous avons inclus des simulations logicielles ici afin qu'il puisse être pratique pour les débutants de concevoir le circuit et de faire les connexions appropriées sur le matériel.
Étape 3: étude des composants
Maintenant que nous avons fait une liste de tous les composants que nous allons utiliser dans ce projet. Avançons un peu plus loin et passons par une brève étude de tous les principaux composants matériels.
Capteur de goutte de pluie: Le module capteur de gouttes de pluie détecte les précipitations. Il fonctionne sur le principe de la loi d’Ohm. (V = IR). Lorsqu'il n'y a pas de pluie, la résistance du capteur sera très élevée car il n'y a pas de conduction entre les fils du capteur. Dès que l'eau de pluie commence à tomber sur le capteur, le chemin de conduction est réalisé et la résistance entre les fils est réduite. Lorsque la conduction est réduite, le composant électrique connecté au capteur est déclenché et son état change.
Capteur de goutte de pluie
Ce capteur peut également être fabriqué à la maison si nous avons la carte PCB. Ceux qui ne veulent pas acheter ce capteur peuvent le fabriquer à la maison en créant un motif de train d'impulsions à l'aide d'une chose tranchante comme un couteau. Le diamètre des impulsions doit être d'environ 3 cm et le même motif peut être réalisé comme indiqué sur l'image ci-dessus. J'ai fabriqué ce capteur à la maison et joint l'image ci-dessous:
Capteur de goutte de pluie conçu à la maison
555 Timer IC: Ce circuit intégré a une variété d'applications telles que la fourniture de temporisations, comme oscillateur, etc. Il existe trois configurations principales du circuit intégré de minuterie 555. Multivibrateur astable, multivibrateur monostable et multivibrateur bistable. Dans ce projet, nous l'utiliserons comme un Astable multivibrateur. Dans ce mode, le CI agit comme un oscillateur qui génère une impulsion carrée. La fréquence du circuit peut être ajustée en accordant le circuit. c'est-à-dire en faisant varier les valeurs des condensateurs et des résistances qui sont utilisés dans le circuit. Le CI générera une fréquence lorsqu'une impulsion carrée élevée est appliquée au RÉINITIALISER épingle.
555 IC minuterie
Avertisseur sonore: À Avertisseur sonore est un dispositif de signalisation audio ou un haut-parleur dans lequel un effet piézoélectrique est utilisé pour produire du son. Une tension est appliquée au matériau piézoélectrique pour produire un mouvement mécanique initial. Ensuite, les résonateurs ou les diaphragmes sont utilisés pour convertir ce mouvement en un signal sonore audible. Ces haut-parleurs ou buzzers sont relativement faciles à utiliser et ont une large gamme d'applications. Par exemple, ils sont utilisés dans les montres à quartz numériques. Pour les applications ultrasoniques, ils fonctionnent bien dans la plage de 1 à 5 kHz et jusqu'à 100 kHz.
Avertisseur sonore
Transistor BC 548 NPN: C'est un transistor à usage général qui est principalement utilisé à deux fins principales (commutation et amplification). La plage de valeur de gain pour ce transistor est comprise entre 100 et 800. Ce transistor peut gérer un courant maximum d'environ 500 mA, il n'est donc pas utilisé dans le type de circuit qui a des charges qui fonctionnent sur des ampères plus grands. Lorsque le transistor est polarisé, il permet au courant de le traverser et cet étage est appelé saturation Région. Lorsque le courant de base est supprimé, le transistor est éteint et il entre complètement Couper Région.
Transistor BC 548
Étape 4: Schéma fonctionnel
Nous avons réalisé un schéma de principe pour comprendre facilement le principe de fonctionnement du circuit.
Diagramme
Étape 5: Comprendre le principe de fonctionnement
Après avoir assemblé le matériel, nous verrons que dès que l'eau est tombée sur le capteur de pluie, la carte commencera à conduire et par conséquent les deux transistors tourneront SUR et donc la LED s'allumera également parce qu'elle est connectée à l'émetteur du transistor Q1. Lorsque le transistor Q2 passe dans la région de saturation, le condensateur C1 se comporte comme un cavalier entre les deux transistors Q1 et Q3 et il est chargé par la résistance R4. Lorsque Q3 entre dans la région de saturation, le RÉINITIALISER la broche de la minuterie 555 IC sera déclenchée et un signal sera envoyé à la broche de sortie 3 de l'IC à laquelle le buzzer est connecté et donc le buzzer commencera à sonner. Lorsqu'il n'y aura pas de pluie, il n'y aura pas de conduction et la résistance du capteur est très élevée, par conséquent la broche RESET de l'IC n'est pas déclenchée, ce qui n'entraîne aucune alarme.
Étape 6: Simulation du circuit
Avant de faire le circuit, il est préférable de simuler et d'examiner toutes les lectures sur un logiciel. Le logiciel que nous allons utiliser est le Suite de conception Proteus . Proteus est un logiciel sur lequel sont simulés des circuits électroniques.
- Après avoir téléchargé et installé le logiciel Proteus, ouvrez-le. Ouvrez un nouveau schéma en cliquant sur le ISIS icône sur le menu.
Nouveau schéma.
- Lorsque le nouveau schéma apparaît, cliquez sur le P icône sur le menu latéral. Cela ouvrira une boîte dans laquelle vous pourrez sélectionner tous les composants qui seront utilisés.
Nouveau schéma
- Tapez maintenant le nom des composants qui seront utilisés pour réaliser le circuit. Le composant apparaîtra dans une liste sur le côté droit.
Sélection des composants
- De la même manière, comme ci-dessus, recherchez tous les composants. Ils apparaîtront dans le Dispositifs Liste.
Liste des composants
Étape 7: Créer une disposition de PCB
Comme nous allons créer le circuit matériel sur un PCB, nous devons d'abord créer un schéma de PCB pour ce circuit.
- Pour créer la disposition du PCB sur Proteus, nous devons d'abord attribuer les packages PCB à chaque composant du schéma. pour attribuer des packages, cliquez avec le bouton droit de la souris sur le composant auquel vous souhaitez affecter le package et sélectionnez Outil d'emballage.
Attribuer des packages
- Cliquez sur l'option ARIES dans le menu supérieur pour ouvrir un schéma de PCB.
- À partir de la liste des composants, placez tous les composants à l'écran dans un design auquel vous souhaitez que votre circuit ressemble.
- Cliquez sur le mode piste et connectez toutes les broches que le logiciel vous demande de connecter en pointant une flèche.
- Une fois la mise en page terminée, cela ressemblera à ceci:
Étape 8: Schéma de circuit
Après avoir fait la disposition du PCB, le schéma de circuit ressemblera à ceci.
Schéma
Étape 9: Configuration du matériel
Comme nous avons maintenant simulé le circuit sur un logiciel et cela fonctionne parfaitement bien. Maintenant, avançons et plaçons les composants sur PCB. Un PCB est une carte de circuit imprimé. Il s'agit d'un panneau entièrement recouvert de cuivre d'un côté et entièrement isolant de l'autre côté. Faire le circuit sur le PCB est un processus relativement long. Une fois que le circuit est simulé sur le logiciel et que la configuration de son circuit imprimé est réalisée, la configuration du circuit est imprimée sur un papier de beurre. Avant de placer le papier de beurre sur la carte PCB, utilisez le grattoir PCB pour frotter la carte afin que la couche de cuivre à bord soit diminuée à partir du haut de la carte.
Retrait de la couche de cuivre
Ensuite, le papier de beurre est placé sur la carte PCB et repassé jusqu'à ce que le circuit soit imprimé sur la carte (cela prend environ cinq minutes).
Repassage du PCB Board
Maintenant, lorsque le circuit est imprimé sur la carte, il est plongé dans le FeCl3solution d'eau chaude pour éliminer le cuivre supplémentaire de la carte, seul le cuivre sous le circuit imprimé sera laissé.
Gravure PCB
Après cela, frottez la carte PCB avec le racleur pour que le câblage soit proéminent. Percez maintenant les trous aux endroits respectifs et placez les composants sur le circuit imprimé.
Percer des trous dans le PCB
Souder les composants sur la carte. Enfin, vérifiez la continuité du circuit et si une discontinuité se produit à un endroit quelconque, dé-souder les composants et les reconnecter. Il est préférable d'appliquer de la colle chaude à l'aide d'un pistolet à colle chaude sur les bornes positives et négatives de la batterie afin que les bornes de la batterie ne puissent pas être détachées du circuit.
Configuration du multimètre numérique pour la vérification de la continuité
Étape 10: Test du circuit
Après avoir assemblé les composants matériels sur la carte PCB et vérifié la continuité, nous devons vérifier si notre circuit fonctionne correctement ou non, nous testerons notre circuit. Tout d'abord, nous allons connecter la batterie, puis nous allons déposer de l'eau sur le capteur et vérifier si la LED commence à briller et si le buzzer se met à sonner ou non. Si cela se produit, cela signifie que nous avons terminé notre projet.
Matériel assemblé pour les tests
Applications
- Il peut être utilisé dans les champs pour alerter les agriculteurs de la pluie.
- L'application la plus courante est qu'il peut être utilisé dans les automobiles de sorte que chaque fois que la pluie commence, le conducteur tourne SUR les essuie-glaces en écoutant le son du buzzer.
- Si du matériel est installé pour stocker l'eau de pluie dans les réservoirs suspendus, ce circuit est très utile à la maison car il avertit les personnes vivant dans la maison dès que la pluie commence et ils peuvent alors prendre les dispositions appropriées pour stocker cette eau.
