Estoy construyendo un pequeño riego de control para una de mis grandes plantas de interior.
Este es mi primer proyecto de electrónica fuera de la escuela. A pesar de haber estudiado EE en la universidad y mi componente básico y filtro de la teoría, he estudiado casi exclusivamente de la electrónica digital. Para el diseño de PCB y de señal mixta de circuitos son todos nuevos para mí.
Especificaciones:
- Puede conducir a 12V bomba de agua de hasta 5A,
- Tiene sensor de nivel en el depósito de agua para evitar el funcionamiento en seco de la bomba.
- Puede leer la humedad del suelo de la olla.
- Puede leer la temperatura del suelo de la olla.
- Automáticamente y al instante se detiene la bomba si el bote está lleno de agua.
- Solo conector de alimentación.
- Extensible.
- Fácilmente programable.
- UART para la recuperación de datos.
La humedad se mide usando un divisor de tensión resistivo, donde el suelo es visto como una de las resistencias. La temperatura se mide con un termistor. Y el desbordamiento será detectado por los grandes electrodos en la zona de captación de la bandeja de debajo de la maceta del agua, si alguna vez lo hace de la manera allí, que se corta.
La bomba será conducido por un relé de 5V con 125R la resistencia de la bobina (40mA, 200mW). El sensor de nivel de agua será un anillo flotante que se desplazan de un microinterruptor cuando el nivel es demasiado bajo. El microinterruptor HAY y los cortocircuitos a tierra cuando está cerrado. La interna de pull-up de INT1 pin de mantener la señal de alto cuando el interruptor está abierto. La IRQ controlador para INT1 hará eliminación de rebotes.
Tengo dos conectores, P2 que va a la olla y casas de la inundación, de la temperatura y de la humedad de sondas, y P1 que va a la bomba y tiene el sensor de nivel de agua.
Diagrama esquemático del circuito:
No estoy seguro acerca de los valores de resistencia para el Led sin embargo, están calculados para un máximo de brillo de las hojas de datos, pero yo podría ir regulador dependiendo de qué tan brillante que es. Realmente no tengo idea. Voy a ajustar que cuando lo tengo todo en mi mano.
Intenté hacer una estimación de la pérdida de potencia del regulador y que debo estar bien dentro de las tolerancias para no necesitar un disipador de calor, incluso a la máxima dibujar. No obstante, en general el micro de la sonda en el suelo y si es demasiado seca (cada 4-5 días) de agua. A continuación, regresará al modo de reposo durante 4 horas. Así que el tiempo es muy corto, alrededor de 20 segundos, cuando en realidad se ejecuta la bomba en comparación con 4 horas de sueño.
El MIC94090 (hoja de datos) es un alto el lado de carga del interruptor de 1.2 Un máximo de corriente continua. Necesito el diodo de rueda libre con este IC?
Debo agregar una pequeña tapa de LEVEL_ALERT a GND? Estoy seguro acerca de D2, lo necesito? Es perjudicial?
C1 es añadido porque me preocupa la caída de voltaje cuando la bomba se activa. No estoy seguro de cómo calcular la caída, o si es que es una cosa así que agradecería alguna orientación sobre este. D1 es un aislamiento de diodo para tratar de evitar la caída de voltaje (si existe) de la deserción del regulador.
Yo recon el oscilador RC interno dividido en 1 MHz será suficiente para mi aplicación. 10 minutos esta o esa manera no puede matar a la planta.
El micro va a correr de un PID para el control de la duración de la bomba basado en la frecuencia con que ha de agua. Es también hacer algo de baja frecuencia de registro de datos en la memoria EEPROM que puede ser leído a partir de la UART. Voy a hacer los cálculos para asegurarse de que no exceda los ciclos de escritura en mi vida.
Todavía no he origen de todos los componentes o decidido en la bomba, yo voy a usar.
Diseño de PCB
Pondré esto en un 2 sided PCB con 1oz/ft capa de cobre (35µm). Estoy dirigidos a seeedstudio producir mi PCB así que estoy usando un 6/6 regla y voy a pagar por 0,12 mm la máscara de la soldadura.
Estoy preocupado por la soldadura de los µC por lo que se ve, incluso un 0,12 mm la máscara de la soldadura tendrá apenas sin máscara entre las pastillas. Será esto un problema?
He encontrado tanta información diferente sobre cómo diseñar una mezcla de la señal de PCB, estrellas, tierra, terreno plano, dividir el plano del suelo, y a decir verdad, todavía no estoy seguro de qué camino es el mejor. Basado en la documentación que he encontrado que me fui con un sólido plano del suelo y mantener el enrutamiento de señales analógicas y señales digitales separados. Es este el enfoque preferido?
Aunque analógica el rendimiento es importante, la velocidad no es para que yo pueda para largos tiempos de muestreo para combatir el ruido. También estoy usando un "bajo nivel de ruido en el modo" en el ATmega donde pongo el micro en modo de ahorro de energía durante la conversión ADC que se detiene todo, excepto el ADC del reloj y el temporizador 2, que es mi "muro" del reloj. Para señales analógicas y digitales son por software mutuamente excluyentes.
Hice mi mejor esfuerzo para evitar los bucles de corriente, pero tengo que decir que no estoy del todo seguro de cómo "ver" los lazos de corriente y de lo que constituye una "antena de parche" que he visto mencionado en varias ocasiones.
La junta directiva tiene 3 secciones, a la izquierda de "alta potencia", el relé y el conector de la bomba, posiblemente, el dibujo de un máximo de 5 a con carga inductiva. La media es de 5V y digital y el derecho es el lado es analógica. Nota que las pantallas de los cables están en el análogo de lado, pero son por software tranquilo cuando el ADC es la medición.
El PCB se puso en una impresos en 3D caso y se fija en el lado de la jardinera, de modo que P2 (con las sondas de entrar en la tierra) es hacia arriba y P1 (bomba y el nivel del agua) es hacia abajo.
Frontside PCB
La parte trasera del PCB
Me preocupa el enrutamiento de la ~LEVEL_ALERT de señal, no podía administrar un diseño donde el yo jamás podría conseguir una decente de enrutamiento. También me preocupa si el posiblemente grande de corriente en los cables 3 y 4 de P1 puede inducir una corriente en la ~LEVEL_ALERT de los hilos en paralelo a ellos, que, erróneamente, hace que el µC para detener la bomba.
He intentado mi mejor para hacer un trabajo decente, tanto en diseño esquemático y el diseño. ¿Ustedes creen que esto va a funcionar como se pretende?
