Opmerkingen betreffende de bouw:
Aansluiting 'to waterpump' kan gebruikt worden om het apparaat automatisch in te schakelen als bvb. een pomp gaat
draaien. Deze aansluiting komt in dit geval parallel op de pomp. Als men geen gebruik wenst te maken van deze mogelijkheid
is het beter deze aansluiting aan massa te leggen om zo storingen te vermijden.
De LCD display module, de standaard Hitachi compatibele module die overal verkrijgbaar is (16 chars x 2 lijnen met
achtergrondverlichting), is een printje op zichzelf en wordt hier met het PIC printje (experimenteer board)
via een soort sandwich constructie tot 1 module gemaakt, de uiteindelijke display module (met PIC).
Vergeet de draadbrug niet (punten gemarkeerd met * moeten verbonden worden).
In het schema voor de sensor module zijn de verbindingen naar + en massa van de 5 IC's niet getoond om het schema
ietwat overzichtelijk te houden. Deze mogen eveneens niet vergeten worden.
Afregeling: leg 4 van de 8 sensoren (en tevens de gemeenschappelijke draad) in een glas water. Regel P1 zo af dat
er op het LCD 4 blokjes te zien zijn.
Schema van de sensor-schakeling (Elektuur aug. 95)
Componenten lijst sensor-schakeling
PCB layout voor de sensor-schakeling
Componenten opstelling voor de sensor-schakeling
Verklaring van de werking:
IC4 is een teller/oscillator combinatie en fungeert als centraal stuurelement van de schakeling. De oscillator
uitgang is beschikbaar op pin 7 van dit IC en dit is een AC spanning, dewelke (via spanningsdeler R3/R4) naar de
als ingang gebruikte pin 3 van IC5 geleid wordt (multiplexer IC) en tevens naar een gelijkrichter/demodulator
bestaande uit D1/R1/R5. Het resultaat, een soort omhullende, wordt met comparator IC2 vergeleken met een constante.
Als een bepaalde elektrode in het water ligt, ontstaat er een extra belasting op de wisselspanning, waardoor tevens
de uitgang van de demodulator zal zakken en het comparator IC zal van niveau veranderen aan zijn uitgang. Nu duurt
dit alles maar heel even, want de multiplexer legt slechts 1 van de 8 elektroden, ieder om beurt, aan de
wisselspanning.
De multiplexer selekteert echter niet alleen de meetelektroden, maar ook (via IC3 BCD naar decimaal decoder)
de acht uitgangen van de schakeling (pin 0 t/m 7 van IC3). Via de 'enable' ingang van IC3, die gestuurd wordt door
de comparator, wordt voor iedere elektrode de status doorgegeven.
De twee NAND poorten (IC6) aan de uitgang van de comparator en aan de "enable" ingang van IC3 dienen ter compensatie
van het feit dat de meetwaarde van elke elektrode wordt vastgehouden tot iets na het omschakelpunt (omdat er enige
vertraging optreedt door C1/R5).
Op de uitgangen verschijnt een constant hoog niveau wanneer de desbetreffende meetelektrode droog is, en
kortstondige pulsjes met een laag niveau wanneer de desbetreffende meetelektrode onder water ligt.
Het stroomverbruik van deze schakeling alleen, zonder LEDs, is ongeveer 0.660 mA.
Schema van de display-schakeling
Componenten lijst display-schakeling
Verklaring van de werking:
De connector gemarkeerd met "+-12345678" is verbonden met de andere schakeling (de Elektuur schakeling). Op de "+"
wordt een plus 5 volt spanning gezet via poort RA0 van de PIC16F873 microcontroller. Dit gebeurt alleen maar als
het apparaat aangezet wordt (of automatisch aanslaat) en nadat de LCD module en de processor zelf gestabiliseerd is
(zie source code). Anders staat hier 0 volt. De "-" is gewoon om de massa's van beide schakelingen door te
verbinden. De "1" t/m "8" gaan via een flatcable naar de uitgang van de Elektuur schakeling. Hier, op deze
schakeling, zijn ze dan weer verbonden met poort C van de processor, dewelke als ingang geconfigureerd is. De
software in de microcontroller zorgt ervoor dat poort C constant "gepolled" wordt, t.t.z. er wordt getest of er binnen
een tijdsbestek van ca. 5 ms (per electrode) minstens 1 keer een bepaalde elektrode op laag is komen te
staan (= elektrode onder water).
Het LCD display is een klassiek LCD display volgens de Hitachi specificaties en wordt in 4 bit mode gestuurd door
de processor.
Spanningsdeler R13/R14 zorgt ervoor dat er een externe sturing kan gebeuren om het apparaat aan te zetten. Deze
sturing mag tot 15 volt bedragen.
De transistor TR1 is noodzakelijk voor het besturen van de achtergrond verlichting van het LCD display omdat dit
toch wel wat stroom vergt (zo'n 110 mA) en dit zou de PIC niet rechtstreeks aan kunnen.
Instelpotentiometer VR1 dient om het contrast van het LCD display te regelen.
De schakeling is bedoeld voor gebruik in mobilhomes (en wordt aangesloten op de lichtbatterij, 12 V) en mag dus niet
teveel stroom vergen. Door toepassing van een zuinige spanningsregelaar (IC1) bedraagt het stroomverbruik in rust
(wanneer de PIC in sleep mode is en bijgevolg het LCD display, achtergrondverlichting en de andere schakeling
uitgeschakeld zijn) slechts ca. 1 mA. Wanneer alles aan is kan dit oplopen tot zo'n 120 mA. Als na een tijdje (ca.
5 minuten) de achtergrondverlichting door de software wordt uitgeschakeld is maar de LCD nog niet, bedraagt het
verbruik ca. 9 mA (beide schakelingen samen).
Enkele fotos
Beide apparaten worden verbonden met een flat cable. |
Verticale display met achtergrondverlichting. |
Bar graph display. |
LCD module en PIC schakeling "gesandwiched". |
