wz
Logo
Úvod O mně

Hobbies

KoloBastlení

ČVUT - FEL

EaIEaSTAE

Ostatní

DownloadKontaktOdkazy

aktualizace 06.12. 2011

Měření výšky hladiny/objemu v nádrži hasičské Tatry 148-CAS32

Tento článek se bude týkat stavby hladinoměru do hasičské Tatry...požadavky byly hrubé měření po půl kubíku(nádrž má po demontáži přepážky od nádrže na pěnidlo objem na 6,5 kubíku) a zobrazování na 4 místech(kabina, boky a vzadu). Idea byla taková, že měření bude pomocí elektrod, mezi kterými se bude měřit kapacita. Jak budu psát dále, nakonec to dopadlo jinak.

Komplet

Původní verzi jsem zavrhl, když jsem viděl, jak dopadly elektrody po zkušebním umístění v nádrži po dobu asi 2 měsíců(mělo dojít k izolaci elektrod)...nerezové elektrody už moc nerezově nevypadaly, ale hlavní problém byl, že silembloky byly utrhané(patrně díky korozi a vibracím, nebo to byly šmejdi). Viz následující fotografie.

Elektrody 1
Elektrody 2

Nyní k zapojení. Měřící zařízení je napájeno z nestabilizovaných 12V z měniče 24/12V v Tatře, dále je použit 5V stabilizátor pro napájení mikroprocesoru ATmega16 a jeho periferií. Zobrazování je pomocí zelených sedmisegmentových displejů HD-AD12RD vysokých 56,9mm. Jelikož zobrazovače jsou 4 a proud segmenty je až 30mA, bylo nutné použít externí budiče(N-MOSFET tranzistory T1-T7), které řídí uP. V zapojení jsou omezovací odpory umístěné v drainech tranzistorů. Problém ale nastává v okamžiku, kdy chcete zapojit méně zobrazovačů. Proto jsem odpory nahradil propojkami a omezovací odpory o velikosti 180 Ohm napájel přímo na každý segment zobrazovačů(nejsou na DPS, ale v krabičce se zobrazovačem). V zapojení jsou umístěné 2 LED, zelená je pro signalizaci zapnutého stavu a červená pro demo režim, kdy se zobrazují cyklicky číslice 0-9 v intervalu cca 1s dokola, pro kontrolu funkčnosti displejů. Připojení displejů a plovákového měřáku je pomocí 8pin konektorů RJ45. Měření je realizováno pomocí 13ti optozávor(vysílací IR a přijímací fototranzistor, který který přizemňuje příslušný vstup(pullupovaný) na uP). Odpory R37 a R38 se starají o napětí pro pullupovací rezistory pro jednotlivé optozávory. O realizaci plovákového měřáku budu psát následně.

Konce-schema

Plovákový měřák je vyroben ze 2 PVC elektroinstalačních trubek Malpro o vnějších průměrech 25mm a 40mm. Trubky jsou do sebe zasunuty. V mezipláští je umístěna elektronika a v užší trubce běhá plovák. Izolace mezikruží proti vodě je pomocí silikonového tmelu. Jednotlivé optozávory jsou od sebe vzdáleny 7,5cm, plovák je dlouhý asi 8,5cm(záměrně přesahuje délka plováku přes 2 čidla) a široký 20mm. Přestože není nádrž pravidelný kvádr, zvolil jsem lineární rozmístění optozávor...jedná se o hrubé měření(celkem to odpovídá). Program je napsaný tak, že pokud plovák přesahuje přes 2 čidla, zobrazuje se hodnota z čidla níže. Pokud by byl plovák kratší, než je vzdálenost mezi čidly, program by ztratil kontrolu nad tím, kde se plovák momentálně nachází. Pokud je aktivní čidlo, kdy je hodnota právě "půlkubíková", bliká číslo kubíku, který je následující vyšší(např. v nádrži je 5,5 kubíku, bliká čáslice 6). Optozávory jsou tvořeny pomocí fototranzistorů IRE5 a fotodiod IRS5(pracují na vlnové délce 940nm). Omezovací odpory napočítány na 15mA, napájení fotodiod z 12V. Propojovací kabely mezi deskou elektroniky a samotným plovákovým měřákem je pomocí 2 kabelů UTP 8žil. Vše je vidět na následujících fotkách.

Plovak 1
Plovak 2
Plovak 3
Plovak 4
Plovak 5

DPS je jednostranná, obsahuje 21 drátových propojek(pokud zvolíte počet zobrazovačů a jejich zapojení jako já, ještě propojkami nahradíte odpory v drainech tranzistorů). Rozměr DPS je 70 x 145mm.

DPSos
DPS

Osazeni BOTTOM
Osazeni TOP

Již jednou zmíněný demo mód se zapíná pomocí zkratování těchto dvou pinů. Postup je následující. Odpojíme napájení, zkratujeme a zapneme...zařízení je v zobrazovacím demo módu. Pro přechod do měřícícho módu opět zařízení vypneme, odstraníme propojku a zařízení zapneme.

Demo

Krabička elektroniky je U-KM60 a krabičky pro displeje jsou U-KP44. A tady je dokumentace k návrhu. V dokumentaci je umístěný zdrojový kód pro uP ATmega16. Na následujícím obrázku jsou zobrazeny pojistky, jak je musíte v programátoru nastavit(obrázek z programátoru Presto).

Pojistky

A tady fotka na autě...

Na aute

Pokud někomu při stavbě nastanou problémy, napište a problém se pokusíme spolu vyřešit.