本帖最后由 1ylh 于 2015-4-22 10:24 编辑
DIY远程水箱水位及温度采集显示系统
玩电子这么多年了，各种各样，形形色色的元件都把床底给堆满了，消耗的太少，都在吃灰呢。一直以来都是仿制仿制，仿制又要买新的元件，备的元件都不适合新的“项目”，自己做的东西都很少，眼看着东西都没法消耗了，终于下定决心搞一个真正的“DIY”吧。 记得以前（嗯嗯，估计至少有3年了吧）看见论坛上有人发的带水箱水位显示的自动上水器，当时回帖说想DIY个数码显示的，显示水位的百分比。为此，12年的时候就在 淘宝上买好了水压传感器，美信里申请好了相应的芯片（幸好早申请好了，现在已经无法申请了——我没有企业信箱啊）。芯片型号见图纸吧。 电路设计部分，自己只会51，所以选了个STC系列带AD的,因为之前只玩过89c2051/89C51嘛，又想玩下AD，所以选了这款，显示用2位的数码管就可以了，想起以前还申请过DS1920不锈钢的传感器（以前申请了18b20，美信没给，就换着申请了下这个，就是比较难装，不锈钢纽扣式封装），顺便加一个温度采集吧，反正加个切换显示就行。乡下的水箱在4楼顶上，我总不能传感器装楼顶，给它弄个15米的线路吧，那样信号都不知道会变成啥样子，所以方案选择时打算弄两套单片机系统，楼上的一套专门采集信号,串口发送到楼下的单片机来处理显示，考虑供电和走线，选用网线来传输，15米的距离还是用RS485的通信吧，保险点（反正申请的485芯片，嘿嘿），网线有4对线，其中2对用来供电，两对用来通讯，正好，搞定！楼下的主控，接收串口发来的信息，处理，显示，驱动水泵抽……等等，超过今天的范围了，为什么？？下文慢慢说吧！ 硬件选择完毕，就开始画电路图了。水压传感器是电桥输出，信号mV级别，弄个仪放吧，简单高效！一片358运放给压力传感器恒流供电，多的一组组成一个减法电路——处理下压力传感器的零点漂移吧！（结果没用上，因为，俺那个传感器漂移居然是负值），下面就是电路图了（信号采集部分
） 画好了，然后画PCB，根据好几年前买的盒子尺寸画！（再汗一个，那盒子都买了有5年以上了）
过了年，打样回来，准备安装呢，一看傻眼了！主控的封装弄错了，宽体的弄成窄体的了，看看吧：
算了，谁叫自己那么笨，还好管脚距离是一样的，用刀刮刮，就这样用吧！ 有网友说什么14位16位的飘什么的，我至于吗？就一个1米多的水箱，分成256份来显示还不够？难道我要弄到连0.1mm的水位变化都显示出来？再说了，我才几块钱的单片机啊，足够了。测试水压采集，弄个管子，先嘴巴吹气，咋纹丝不动啊，嘴巴压力不够？找万能的度娘，有人表示可以到20kpa啊。咋不动呢？传感器坏了？换一个吧，幸好买了好几个不一样的，（幸好应该改成不幸，哈哈），可以动了，看着换下来的传感器，应该不对啊，新的就坏了？难不成是拿错了？结果一试，晕啊，卖家发货的时候把1mpa的和20kpa的装混了，1mpa的，嘴巴能吹动才怪呢！哈哈 好了，采集部分基本弄好了，是不是该弄下面处理部分了呢？嗯嗯，要加上水泵，加上电压、电流监测、加上抽水多久水位没变化要自动关机，加上电机过热、过载、超压、欠压保护，加上……等等！看着手上的9块剩余的板子，想想已经有了的简单上水控制，还是算了，以后再说，我再用块采集部分的板子，改成数据显示和报警就得了，哈哈，省就一个字啊！嗯嗯，连单片机也换成便宜的11f02e吧，2k程序足够了，不要ad，便宜啊！ 信号处理部分代码编程说明： 1、主控采用STC11F02E,串口速率2400（速率低，尽量减少距离造成的误码概率，）晶振6MHZ；只会汇编，代码用汇编编写，用的是WAVE 6000。 2、软件接收下位机发来的数据信号，在二位数码管上显示。因为为上位机，数码管一直显示，不屏蔽显示；采集部分显示30秒后关闭显示； 3、采用内部EEPROM存储设置的报警水位，掉电不失； 4、接收下位机数据，形式为*,水位，温度，E0,E1,E2;*为引导符号，水位为百分数，温度为10进制温度，E0表示水位传感器错误（暂时未考虑），E1为温度传感器错误，E2为水位硬件溢出错误；当发生错误代码时，优先显示错误代码，优先顺序是E0.E1.E2，且以每秒一次速度闪动； 5、在正常情况下，按键“上”和“下”是切换显示水位和水温开关。按设置键进入报警水位设置，“上”为加1，“下”为减1，报警水位只能设置在1%~80%报警，设置时报警位以一秒一次的速度闪动，再次按设置键存储退出，在无操作30秒后自动存储退出。按键时蜂鸣器短响一声。 6、增加看门狗，约1s复位一次，水位比较时，连续3个水位数据达到要求才开启报警，防止在水位报警边沿时反复触发；报警电路全部完成，其中水位报警30秒长响一次，每次约1000ms，传感器故障每30秒，短响3次，每次200ms，间隔200ms。双重报警一长一短。 7、增加一个数据接收故障报警功能，连续10秒未收到正确串口信息就显示故障E3.并按传感器故障报警响铃。 8、蜂鸣器用的是无源蜂鸣器，驱动频率约4khz。 9、装好485芯片后，不能在线编程了，还没继续深入研究，反正以上功能没有大的缺陷性问题，不升级也没关系（上述代码运行时发现的问题是，故障报警不是一有就声响，而是30秒一次，也就是有故障后30秒才第一次报警，以后每30秒响一次，如果串口信号开始正常，采集部分由故障码发来，在串口通讯故障后，原故障码没有清除，会在处理部分显示） 其他说明： 1、 温度传感器因为是纽扣封装，很难固定，正好在某论坛上买的自闪变色LED灯的外壳可以用，去掉灯，去掉纽扣电池，锉刀打磨下正好安装上DS1920，没拍详图。 2、 电源插口没拍照片，在网线口上面安装的。采集部分单片机供电开始是7805，后来改成了78L05，可以在照片上反映出来，原因有两点，a、7805比较高外壳扣不拢；b、采集部分显示器30秒后关闭，电流不大，78L05足矣。因为78L05关系到单片机的AD转换，故此预先筛选了下电压尽量到5V，其实只要稳定即可，现场设置时，在最高水位调整多圈电位器，让显示为AA即可）。两位数码管，100%显示AA%。 3、 PCB板错误地方：a、单片机封装错误，宽体变成窄体，刮下引线，安装也可以使用，第11和20脚要用铜丝跳线焊接下；b、压力传感器封装画错，因压力传感器要安装在外壳边沿，引线要外引，故影响不大；c、运放减法电路错误，第5、6脚信号要反过来，因为使用的这枚压力传感器零漂移是负值，所以没有使用（使用的是降低安装高度，让水位在零时，水管里残存的压力使其为零），如果需要使用，稍微改造下即可纠正。 4、 采集部分数码管没露出，因为正常工作时数码管是关闭的，而且我用了插座安装，调试好后可以拔出数码管，另外采集部分户外安装，需要防水，所以没必要开孔，安装好后接缝处要做防水处理（包括温度传感器接口和网线接口也要做防水，槽也没开好，很难看，呵呵，将就吧）。 5、 面板上目前还没来得及标注按键和指示灯的功能，上面的灯左边是电源，右边是通讯指示，采集部分一秒发一个信号闪一次，处理部分接受到信号闪一次，下面的按钮左边的是“减”，中间是“加”，右边是“设置”按钮。 6、 成本分析，开始时，只想用好手上有的芯片，反正是申请的，也没做过多考虑，做完后看了下淘宝，那片仪放MAX4194和RS485(其实是全双工的RS422)都要20~30一片，吓死人啊，真的要这么做，用我们这的话说就是“豆腐花了肉的价”，所以呢，如果要省成本的话，仪放可以用LM324来搭一个差动放大电路代替，RS422改成RS485吧，MAX485也不贵，STC12c4052AD也可以选其他便宜点的STC片子，新系列的反而便宜点。 7、 其他还没想到，想到再补充吧，下周下乡去现场安装试运行下！
嗯，数码那没m币，所以在那边也发了帖子，哈哈！
打完收工！！
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狗仔卡
发表于 2015-4-21 13:28
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千斤顶
发表于 2015-4-21 13:42
