李峰

摘要:在當今日新月異的社會發展中,人們的生活節奏越來越快。高強度、快節奏的學習和生活,使得家中魚缸中的小魚小蝦因得不到細心認真地照料而死去。為了解決這種問題,特設計制作具有自動換水、室溫檢測、水溫監測,自動光照的功能的智能化魚缸。智能化魚缸是由一個上面無蓋的鋼化玻璃魚缸,自動換水系統組件,溫度檢測系統組件組成。自動換水系統有兩個水位檢測裝置放于魚缸內部進行檢測水位,還有水泵進行水的更換。溫度監測系統是由魚缸外部與內部的溫度監測裝置來實現的,并將室溫和水溫顯示到一塊屏幕上。自動光照系統是根據在魚缸內部的光照傳感器來進行檢測,用LED燈來進行光照。上述系統都是通過芯片來進行數據的采集和數據的處理,最終實現我們的智能換水,智能光照,溫度監測功能。在我們這樣的智能魚缸中我們的小魚就可以干凈健康的生活了。
關鍵詞:魚缸;智能換水;溫度檢測;自動光照
在我們的生活中,很多家庭都會養一些漂亮的觀賞魚來進行點綴。觀賞魚是一種嬌貴的魚類,它不像我們日常生活中見到的草魚,鯉魚,黑魚,泥鰍等生活在不干凈的河水中的魚類,觀賞魚適應環境的能力非常差,對水的質地,對水溫的要求都是非常高的。假如我們將這樣漂亮的觀賞魚放到了一池散發著腥臭味的水中,結果當然是不言而喻的。
換水養魚是我們養魚最重要也是最主要的工作,每次換水的工作量之大使得很多人都望而卻步,但是隨著時間的推移,水質變得越來越差,還會散發出難聞的惡臭味。不僅影響到魚類的生存,還對我們的生活環境有著非常惡劣的影響。最好的養魚換水頻率是每周1次或者兩周3次。每次換水并不是將所有的水都進行跟換,每次更換魚缸中水量1/3的水是最為穩妥的,這樣既能避免魚兒因為換到新的水中,不適應環境導致死亡,也能減少每次換水的費用。
自動換水系統是使用芯片來進行數據處理,通過水位傳感器來進行魚缸中水位的采集,所使用的水泵可以將浴缸內的水導出到魚缸外,并且在臟水導出后進行干凈水的導入,這樣既有監測裝置,又有動力裝置,還有處理芯片。此時自動換水系統就已經齊全了。
智能換水魚缸所使用的芯片是STC89C51RC,本款芯片的功能十分強大,可以通過電腦進行編程實現各種各樣的功能。在自動換水系統中,STC89C51RC芯片擔當著“指揮官”的角色,能通過獲得“訊息”來進行“決策”,控制水泵進行換水操作。
那么“指揮官”是如何知道訊息的呢?
我們所采用STC89C51RC芯片就是一個擁有40個管腳可以采集信號,而這些信號就是通過傳感器來產生,傳感器所產生的信號再通過電路傳輸到芯片之中。這樣“指揮官”就能獲取信號了。獲取的信號通過芯片中寫好的程序來進行處理和計算,再輸出給水泵,使水泵工作。
傳感器就像人體的五種感覺器官:視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺。每個人都需要通過眼睛、耳朵、鼻子、舌頭、皮膚來進行獲取外界信息的,眼睛可以分別檢測到移動或者靜止的物體,還能分別顏色和距離遠近。本次設計用相應的傳感器來進行分析,可以分辨顏色,判斷遠近,檢測移動。但是這樣的傳感器并不像我們的眼睛這樣高級,可以將所有的功能整合在一起,而傳感器卻只能使用單一功能來進行信息的監測。傳感器雖然功能單一但是性能卻十分的可靠,其傳感器就像“傳令兵”,時刻把我們要監測的信息傳回給我們的“指揮官”。
我們的“傳令兵”有什么樣的作用呢?
在戰場上,傳令兵可是能否打贏一場戰爭的關鍵,所以說傳感器也是能否進行自動換水的關鍵性組件。沒有傳感器,芯片就不能開始處理信息,同樣水泵也就不能正常工作。所以說傳感器的作用就像我們人體的感覺器官,讓我們知道水的溫度,空氣的溫度,水位的高低。而且傳感器的能力其實比人體要強上千倍百倍都不止,傳感器都可以感知0.1攝氏度的溫度變換,能夠感知0.1厘米的位移變化,故傳感器要比人類可靠準確地多。
在當今社會我們在工業,醫療,交通等行業都越來越廣泛的應用傳感器,人們也在不知覺中體驗著傳感器帶給我們的便利。比如我們的自動門,在你離門口一定距離時候,我們門上方的傳感器就可以檢測到我們,并將信息傳輸給芯片,芯片再控制電機轉動,門就打開了。在我們的智能魚缸中所使用的傳感器有Y25-V水位監測感應防水探頭,WZP-PT100溫度傳感器,光敏電阻傳感器模塊。
我們介紹了“指揮官”和“傳令兵”,下面來介紹一下我們的“炮手”——水泵。“指揮官”傳信號給“炮手”,告訴“炮手”開始工作。這時候水泵就會開始進行魚缸換水工作。當芯片收到了傳感器發來的信號,水已經到了足夠的多或少的時候,芯片就會發出新的信號,水泵收到信號后就會停止工作。
制作步驟:
1.將兩個水位傳感器貼在水缸透明一側的壁上,注意區分高低傳感器,位置分別是魚缸接近頂處以及接近一半高度處,將我們的信號線連接到我們芯片板正確的位置上。
2.將兩個溫度傳感器分別粘貼到水位傳感器的一側,將信號線連接到我們芯片的正確位置上。
3.將兩個水泵固定在魚缸一側,信號線連接到芯片板的正確位置,將排水管和加水管用配重綁在水管前側,放入魚缸中,排水泵所連接的水管另一側深入排水道,加水泵另外一端可以連接水箱或水管。
4.將照明使用的LED照明燈組放置到魚缸頂部,信號線連接到芯片板的正確位置,切記不能放入水中。
5.將我們的溫度顯示屏幕安裝到我們的芯片板上,芯片板安裝在魚缸外側,切記不能浸泡在水中。
6.將電源線連接到我們的芯片組上,按下開關,就可以使用了。
日常通過調節水位傳感器的位置來實現最高最低水位控制,這樣智能換水魚缸的設計就完成了,在放入魚兒之前還要進行測試,換水系統,照明系統,溫度監測系統是否準確。通過智能換水魚缸的設計制作,再也不用擔心魚缸換水問題了,平時就可以放心的飼養魚兒了。
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