Сводный список записей блога

--->>>> Сводный список записей блога <<<<---

01 июня 2021

Имидж ничто - жажда всё!

 Cat waterfall или не дай коту засохнуть.

Версия 31.05.2021г.

(Интернет-фото)                                             

Коты любят свежую водичку. В идеале - проточную.
Отсюда на всяких котофорумах и группах регулярно возникают вопросы - "Я котику наливаю водичку в блюдечко, а этот шерстяной гад пьет из унитаза!!!!!".
Или - "Научился открывать воду в в ванной, что бы попить. Закрывать не научился, слил 60 кубов воды!!!ААААА!!! Убить всех человеков!!!"

Нормальные люди иногда покупают всякие мини-фонтанчики-водопадики.

А такие дурные, как я, начинают творить всякую пургу, которую буржуи называют красивой аббревиатурой DIY.
Почему то у нас это не называют "сделай сам", а пытаются эту аббревиатуру прочитать. "ДиАйВай". Звучит отвратительно. "ДИЙ" - ненамного лучше.

Итак - поилка для кота "сделай сам".

Для поилки нам понадобится водяной насос, немножко рук, немножко радиодеталей и подходящая емкость.


Под это дело на али был куплен мелкий насос. Заявленный диапазон питания - от 3 до 5 вольт. Как раз аккумулятор 18650.
В качестве датчика движения было запланировано применение вот такого модуля


Мои критерии к устройству были следующие:

  • Работа от аккумулятора
  • Индикация уровня заряда аккумулятора
  • Включение по датчику движения
  • Включение по кнопке
  • Ограничение времени работы насоса
  • Блокировка работы по минимальному уровню воды
  • Регулировка мощности насоса

Исходя из этих критериев, было решено применить старый добрый народный микроконтроллер ATMEGA8A. У этого МК как раз два внешних прерывания, позволяющих пробудиться от кнопки и от датчика движения. Так же, для отсчета различных временны́х задержек задействован один из таймеров микроконтроллера, работающий в асинхронном режиме с внешним часовым кварцем. Это позволяет микроконтроллеру просыпаться на очень короткое время каждую секунду, делать свои грязные дела и идти спать дальше.

Схема устройства.

Эта же схема в PDF

Поскольку насос потребляет достаточно большой ток (в районе 0.5А) и при этом может создавать помехи по питанию, для питания МК применен LC-фильтр. 

Аккумулятор подключен через готовый модуль зарядки и защиты на TP4056

Если аккумулятор 18650 будет применяться совместно с панелькой для него - необходимо брать панельку с широкими плоскими контактами, ибо насос потребляет достаточно большой ток и на тонкой пружинке и проводочках может падать значительное напряжение.

Насос управляется ШИМ-сигналом через полевой транзистор Q2. C6 - фильтр помех, D1 - защита от выбросов самоиндукции двигателя.

Датчик движения подключен через согласующий каскад на транзисторе Q1.  Питание датчика - от одного из портов МК.

Три светодиода - для индикации различных состояний.

Конструкция.

Электронная часть и аккумулятор размещены в корпусе Z-23B размерами 84 х 59 х 37мм.
Можно так же взять корпус Z-23 без "В" - у него меньше высота - всего 30мм.


Печатная плата 

Двусторонняя, есть 2 варианта герберов - для ручного изготовления и для заказа на производстве.
В варианте платы для ручного изготовления дорожки подведены к выводным деталям с противоположной от монтажа стороны. В частности, к штырям PLS, там где дорожки подходят со стороны деталей, предусмотрены переходные отверстия, при этом можно или запаять перемычку на переходном отверстии, или сдвинуть пластиковую обойму и пропаять штырь с двух сторон. Исключение - один из выводов кнопки. Но его не составляет труда пропаять с обеих сторон.

Герберы и готовый файл для печати на лазернике для ЛУТа.

Плата устанавливается в корпусе на три 10-12 мм нейлоновых стойки, вкрученные в корпус по нарезанной резьбе.

И да, плата заводского изготовления дизайном совсем немножко отличается от вышеприведенной. 

Детали и сборка.

Сборка практически без особенностей. 

Кварцевый резонатор необходимо прихватить к плате проволочным хомутиком. 

Светодиоды можно выбрать как прозрачные, так и индикаторные, с цветными корпусами.

Кнопка - обычная тактовая. 

БФК - Большой Фильтрующий Конденсатор. Тут можно применить все, что подойдет по габаритам с ёмкостью от 470 мкФ. Для него предусмотрено несколько отверстий для монтажа.

Дроссель. Предназначен для фильтрации помех от двигателя. В принципе, тоже, чем больше, тем лучше. Но ток насыщения должен быть ну хотя бы 70-100 мА.

Датчик движения - подключается тремя проводами, можно впаять, можно на разъеме.

Геркон - тут зависит от конструктива датчика уровня. При недостаточном уровне воды геркон должен быть замкнут.

Собранная плата.






Программное обеспечение (прошивка).

Прошивка. Версия от 31.05.2021г.

Фьюзы.


Кому ближе циферки: High: 0xC1, Low: 0xA4

Конструктив.

Основой для водопоя послужил пищевой пластиковый контейнер.

Крышка и часть стенок контейнера обрезается. Корпус с электроникой крепится сверху на крышку. 

На момент изготовления насосной части как раз подъехали миниатюрные датчики движения AM312.

Они гораздо аккуратнее стали на торцевую часть корпуса в монтажное отверстие 11 мм.

Сам водопад сделан из пластиковых коробов для электропроводки. Фиксация и герметизация - термопистолетные сопли. Насос вклеен в отдельную камеру, на входе в которую стоит поролоновый фильтр. Далее, по ПВХ-трубке вода уходит в выходную камеру. Там поток успокаивается пластиковым отбойником и вытекает в виде спокойного потока без брызг.

Вся насосная часть собрана на нескольких вертикальных нейлоновых стойках, проходящих сквозь крышку в корпус с электроникой. и соединяющих крышку, корпус и насосную часть в единое целое.



Область действия датчика движения сужена Синей Изолентой ™

Краткая инструкция.

Первое включение. Калибровка измерителя напряжения батарейки.

Поскольку в мире нет ничего совершенного, точное значение источника опорного напряжения внутри МК неизвестно никому. Даже самому МК. И что бы узнать это напряжение, требуется процедура калибровки.
Перед калибровкой необходимо отключить аккумулятор и разрядить Большой Фильтрующий Конденсатор. Приготовить источник питания напряжением ровно 3.3 вольта, подключить выключенный источник к плате.
Далее, нажать кнопку управления и держать ее. Включить источник питания, не отпуская кнопку. Загорится красный светодиод. Дождаться, пока не загорится желтый, отпустить кнопку. Микроконтроллер, зная напряжение питания, рассчитает и сохранит в энергонезависимой памяти напряжение опорника. 
После измерения и сохранения загорится зеленый светодиод, далее устройство перейдет в режим ожидания.
Теперь источник 3.3 вольта можно отключить и подключить аккумулятор.

Данная калибровка выполняется один раз, при первичной настройке устройства и в дальнейшем, если не стирать и не перезаписывать EEPROM, сохраняется. При обновлении прошивки, если фьюзы были установлены в соответствии с вышеприведенными значениями, данные в EEPROM останутся нетронутыми.

Режим ожидания.

В режиме ожидания МК находится в режиме пониженного энергопотребления (сна) каждые 8 секунд проверяет напряжение на аккумуляторе, зажигает на 5мс соответствующий светодиод и далее, после выключения светодиодов, уходит в сон опять.
Если напряжение аккумулятора  ≥ 3.5 вольт - будет гореть зеленый светодиод, если ≥ 3.3 вольта - желтый, а если ниже 3.3 - красный светодиод.
Если же при измерении напряжение будет ниже 3.0 вольт - устройство перейдет в режим отключения.

При срабатывании датчика движения устройство переходит в рабочий режим

При коротком (менее 2 сек) нажатии на кнопку устройство так же переходит в рабочий режим, при этом принудительно сбрасываются счетчик времени работы насоса и таймер неактивности датчика движения. 

При удержании кнопки более двух секунд загораются все светодиоды. Если в этот момент отпустить кнопку, последовательно погаснут зеленый, потом желтый и последним - красный светодиод, а устройство перейдет в режим отключения.

Если же продолжать удерживать кнопку нажатой, то через 5 секунд после нажатия начнут последовательно мигать светодиоды красный-желтый-зеленый-желтый-.. и так по кругу.
При отпускании кнопку устройство перейдет в режим настройки мощности насоса.

Рабочий режим.

В рабочем режиме зажигается светодиод, соответствующий напряжению батареи. При этом, если геркон замкнут (недостаточный уровень воды), светодиод медленно мигает.
Если же геркон не подключен или разомкнут - светодиод горит непрерывно и включается насос.
Длительность рабочего режима - 4 секунды после пропадания сигнала с датчика движения или 10 секунд после отпускания кнопки. Последовательные срабатывания датчика движения или нажатия на кнопку продлевают время нахождения устройства в рабочем режиме.
По истечении времени нахождения устройства в рабочем режиме устройство возвращается в режим ожидания.

Счетчик времени работы насоса увеличивается каждую секунду, пока насос включен. Если устройство переходит в режим ожидания и находится в нем не менее 45 секунд - счетчик времени работы насоса сбрасывается. Если же счетчик работы насоса досчитал до 120 секунд, датчик движения отключается и запускается таймер неактивности датчика движения. Выдержка таймера - 1800 секунд (30 минут). Устройство доработает текущий цикл и штатно перейдет в режим ожидания. По истечении времени неактивности датчик движения будет включен заново и устройство снова сможет включаться по датчику движения.

Короткое нажатие на кнопку устанавливает длительность работы режима в 10 сек, при этом сбрасываются счетчик времени работы насоса и таймер неактивности датчика движения. 

При длительном удержании кнопки, аналогично режиму ожидания, устройство перейдет в режим отключения или режим настройки мощности насоса, в зависимости от длительности нажатия кнопки.

Если во время работы насоса напряжение батареи упадет ниже 3.1 вольта, насос отключится, а красный светодиод будет часто мигать.

Режим отключения.

В данном режиме датчик движения отключен, секундный таймер отключен, микроконтроллер находится в самом глубоком режиме энергосбережения. И только нажатие на кнопку может вывести микроконтроллер из такого режима.

При удержании кнопки более 2 секунд загорятся все светодиоды. При отпускании кнопки последовательно погаснут красный, потом желтый и потом зеленый светодиод, устройство перейдет в режим ожидания. Пи этом первые 8 секунд датчик движения будет неактивен.

Если же продолжать удерживать кнопку на протяжении 5 секунд, все светодиоды погаснут, а устройство будет ожидать отпускания кнопки. После отпускания устройство вернется в энергосберегающий режим.

Режим настройки мощности насоса.

В данном режиме насос включен все время (если напряжение батареи не ниже 3.1 вольт).
При этом светодиоды последовательно переключаются - красный-желтый-зеленый-желтый-красный-... и т.д.

Всего предусмотрено 16 градаций мощности насоса, перебираемых циклически кнопкой.
Каждое короткое нажатие на кнопку включает следующую градацию мощности. После максимальной мощности будет включена минимальная - 1/16 мощности. 
Каждое нажатие на кнопку продлевает время нахождения в режиме настройки мощности до 15 секунд.

При длинном нажатии кнопки (более 2 секунд) мигание светодиодов отключается, зажигается желтый светодиод. При отпускании кнопки микроконтроллер сохраняет выбранную мощность в энергонезависимой памяти устройства и вернется в режим ожидания. В дальнейшем, в рабочем режиме будет использоваться сохраненная мощность.

Если в течении 15 секунд не нажимать на кнопку, устройство вернется из режима настройки мощности в режим ожидания. При этом выбранный уровень мощности сохранен не будет.


Видеообзор от Юрия из Челябинска


Исходники 


13 комментариев:

  1. Жаль, что все коты разные. Мой любит пить из больших емкостей. Любимый-это водоем( объем более 2м3),к чашке меньше 5 литров и не подходит. А так устройство интересное , обязательно сделал бы братанчику- британчику.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Эмммм... а что, устройство как то зависит от размера водоема?
      Указанная помпа погружного типа, достаточно мощная...

      Удалить
    2. Мой кот любит стоячую воду, в больших емкостях.Когда жена моет пол, почти наверняка, если зазевается, кот попьет воды и обязательно это ведро опрокинет.За городом у него " блюдечко" 4-х ведерной емкости.
      Куда ему, эту интересную помпу прикрутить.

      Удалить
    3. Хочется попробовать ваше устройство в качестве "поилки" растений. Заменив датчик движения на фотодатчик

      Удалить
  2. Давно взял ваше устройство на заметку.
    Сейчас обдумываю вариант "поилки", но для растений! Лето впереди, нужно поливать цветы во время отъезда. Если вместо датчика движения использовать фотодатчик? Поливка нужна раз в сутки, непродолжительная по времени
    Подобная система работает летом в теплице
    Интересно ваше мнение.

    ОтветитьУдалить
  3. Лучше что то таймерное. Освещенность может сильно гулять. Ну и там какой то пороговый элемент делать.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Вы правы. Похоже лучше такой таймер https://radioded.ru/taymer-dlya-poliva-rasteniy/,но с переводом на питание от лития 18650.
      Но вашу котопоилку постараюсь сделать.Нравится. Красивая идея, да и котика побаловать. Помпу и датчик движения заказал. Датчик, как у вас сдесь в статье(пойдет он?), а на котосайте вы уже другой применили?

      Удалить
    2. Да без разницы какой датчик. Здесь фото двух датчиков приведено.

      Удалить
  4. Жаль. Хочется сделать это красивое устройство.
    Кота, наверное, не переучить пить из большой емкости(чем больше тара, тем выше интерес🙂).

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. к большой таре тоже можно присобачить насос

      Удалить
  5. Спасибо, подумаю. Пока помпа с датчиком едет.

    ОтветитьУдалить
  6. Анонимный07 мая, 2022 05:39

    Отлично.
    Нашелся "знакомый"кот , любитель проточной водички. Буду делать, порадую животное.

    ОтветитьУдалить
  7. Анонимный04 июня, 2022 12:43

    Закончил сборку и настройку устройства. Всё отлично работает. Отдаю коту в эксплуатацию. Спасибо Автору за интересную работу, как всегда с интересом сделал!

    ОтветитьУдалить

======= !!! ВНИМАНИЕ !!! ======================================================================
Гугл умный и боится спама. Поэтому иногда ваши комментарии Гугл отправляет мне на премодерацию. Отправлять или нет - решаю не я, а алгоритмы Гугла. Если ваш комментарий не появился сразу, значит я получу уведомление и опубликую ваш комментарий через некоторое время. Я стараюсь это делать достаточно оперативно.