Измеритель уровня/положения жидкости в емкости

Пришла весна и начался сезон посевных работ. Для эффективной обработки полей успешно применяется малая авиация, в частности мотодельтапланы. С помощью последних производится распыление различных жидкостей (жидкие удобрения, ядохимикаты) над полями. На мотодельтаплане конструктивно емкость с жидкостью установлена позади пилота, что усложняет визуальный контроль наличия жидкости в емкости. В итоге возможны холостые заходы над обрабатываемыми площадями. Чтобы упростить контроль за наличием и расходом жидкости было решено сделать измеритель уровня с индикацией на светодиодах, хорошо различимых даже при солнечном свете.

При проработке схемы учитывались следующие факторы: емкость для жидкости имеет объем 120 литров, жидкость при полете колеблется, жидкость может быть химически активной. Было выбрано компромиссное решение - измерять уровень жидкости ступенчато на 12 уровнях с отображением на индикаторе последнего зафиксированного уровня. Для удобства был выбран трехразрядный светодиодный индикатор/дисплей, в последнем разряде которого всегда отображается "0". Это позволило значительно упростить схему и в то же время с достаточной точностью судить об остатках используемой жидкости. В итоге схема получилась настолько простой, что может быть использована в обучающих целях и легко может быть повторена даже начинающими электронщиками, только начавшими осваивать микроконтроллеры.

Поскольку применяемые жидкости могут представлять из себя довольно агрессивную среду было решено применить герконы, расположенные снаружи емкости, коммутируемые магнитом, закрепленным на поплавке и расположенным внутри емкости с жидкостью. Вкратце: система представляет из себя пластиковую трубу, опущенную в емкость и закрепленную к стенке емкости. Внутри трубы плавает поплавок с магнитом. Труба ограничивает движение поплавка только вертикальным направлением не давая поплавку отплывать от герконов. Герконы расположены снаружи емкости в месте, где труба закреплена внутри емкости.

В качестве микроконтроллера выбран ATmega8 из-за достаточного количества выводов. Электронная часть реализована по нижеприведенной схеме.

Дополнительно к схеме установлены конденсаторы по 0,1 мкФ параллельно герконам и по цепям питания и стабилизатор типа 78D05, поскольку питание схемы в реальности осуществляется от 12 Вольт. Как видно из схемы микроконтроллер просто опрашивает состояние герконов (или кнопок по схеме) и выводит на дисплей номер последнего замкнутого геркона. Значение на дисплее сохраняется, пока не будет замкнут другой геркон. Программа для микроконтроллера написана в BASCOM и ознакомиться с ней можно в архиве к статье. В программе оставлены все комментарии, так что при необходимости можно легко адаптировать программу.

Вся схема собрана на печатной плате размером 45 на 45 мм.

Используемые элементы, кроме микроконтроллера и индикатора, в SMD исполнении.

Микроконтроллер расположен под дисплеем. И дисплей и микроконтроллер устанавливаются на панельки, но это сделано исключительно в целях отладки программы.

При программировании микроконтроллера необходимо выставить FUSE-биты в соответствии с рисунком ниже.

В архиве к статье находятся файлы:
1. Схема в Proteus.
2. Печатная плата в формате Sprint-Layout.
3. Исходный файл для BASCOM-AVR.
4. HEX-файл для прошивки микроконтроллера.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Микроконтроллер
• AVR
• Sprint-Layout
• Proteus