單片機(jī)水塔水質(zhì)監(jiān)控器設(shè)計(jì)
作者:七彩流星雨 來源:本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊數(shù):
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2012年11月24日21:39:27
中午的時(shí)候，我編寫完AD轉(zhuǎn)換程序了。在開發(fā)板上實(shí)驗(yàn)成功。
void AD_init()
{
SREG|=0x80;
ADCSRA|=1<<ADEN|1<<ADIE|0x07;//AD轉(zhuǎn)換器啟動，中斷使能，128分頻
ADMUX=1<<REFS0|1<<ADLAR;//使用AVCC作參考電壓，使用AD0通道，左對齊
ADCSRA|=1<<ADSC|1<<ADATE;//啟動轉(zhuǎn)換。置位自動轉(zhuǎn)換
}
SIGNAL (ADC_vect)
{
//static char last;
char temp;
temp=ADCH;//舍去兩個(gè)精度，直接取高位。實(shí)際上我就只有四位的數(shù)碼管，再多位數(shù)也無意義。
//if (abs(temp-last)>2)
{
display(temp);
//last=temp;
}
}
下午放學(xué)回來后， 將傳感器連接到電路板上�？墒沁B接好后，同樣的程序，又出現(xiàn)了亂碼。
郁悶的，我繼續(xù)一個(gè)個(gè)用萬能表電阻檔測，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)74HC573好像每個(gè)輸出引腳都互通的，他們之間存在1KΩ的電阻。實(shí)際上正常的話，輸出引腳之間為高阻態(tài)。哎，不知道什么時(shí)候弄燒你了，真是郁悶的。我之前焊接的時(shí)候，沒有放IC卡座，這下有得我拆了……
今晚拆的時(shí)候，我開始是用上我的秘密武器——真空吸錫器去拆的，但是，我甩了好幾下，也用力打了幾下氣，感覺總是被堵住，氣不夠大，這個(gè)情況上次我就出現(xiàn)了，但那次我仍是沒辦法疏通，即使是加熱情況下，里面細(xì)小的管子里附著的焊錫怎么甩都不移位，冷了又堵了。
今晚我狂甩，但仍是沒法通，然后突然，“啪”！的一聲，它中間冒出火花，電阻絲短路了，頓時(shí)房間黑暗……我也被嚇到，叫了一聲，但并沒有電到我。
外公怕了怕，聽說他正在前往廁所，聽到我叫聲后，回頭一看房間的燈黑完了，他說怕死了。
外公家這層樓的設(shè)計(jì)還算不錯(cuò)，幾乎每個(gè)房間都有漏電斷路器，只需要在門口處把開關(guān)打回去即可。我以為沒有呢，然后又要跑到一樓大門外面冒著冷風(fēng)摸黑換保險(xiǎn)絲。
不過，沒有熱風(fēng)機(jī)的我，只要用土辦法——撬，我邊用電烙鐵加熱邊撬，撬得一點(diǎn)是一點(diǎn)，往死里撬，越撬越憤怒，撬得我想死的念頭都有了。沒有先進(jìn)的工具真可怕。但我照樣把你給拆出來了！~~~~
然后我吸取教訓(xùn)，先給他一個(gè)IC座，再插上新的。也拖這次“福 ”，我把電路板的線又整齊排了下，要是不動這個(gè)功夫的話，我也不再想去排線了。
然后再而三地用萬能表測，直到把整個(gè)電路都測完，第一確保沒有短路現(xiàn)象（焊接問題），第二接對線。測試合格后，我自信地接上傳感器！
傳感器與主板的連接，我還是像上次自行車安全行駛監(jiān)控器那樣，設(shè)計(jì)一個(gè)直角三角形的接頭，為了防止反插。但是如果非常非常不小心的話，仍會出現(xiàn)反插的情況。但是對于這個(gè)渾濁度傳感器內(nèi)部的電路來說，沒有像觸摸傳感器那樣?jì)赡郏谴挝覔Q掉三個(gè)~~~），要盡早意識到就沒問題。
哈哈，一接上去，馬上看到了相對穩(wěn)定的數(shù)字180左右。
然后我把它放到清水里，AD的電壓轉(zhuǎn)換結(jié)果為239 。我再放到渾濁了一天的水里，電壓示數(shù)為223！�。�！
天啊！居然這次正常了！和官方數(shù)據(jù)手冊的圖像一樣！大概就是一個(gè)減函數(shù)的圖像。隨著渾濁度增大，電壓越來越低。然后我用一張紙直接隔著傳感器，示數(shù)為5左右。哈哈！是不？電壓這時(shí)很低了，如果水很渾濁，就會像紙一樣，阻礙光線的散射和反射。
PS：AD轉(zhuǎn)換器把通道里的電壓轉(zhuǎn)換出來，輸出到寄存器里的結(jié)果并不是實(shí)際電壓值。
它是把基準(zhǔn)電壓（我設(shè)為由AVCC提供，電壓為5V） 平均分成256份（我舍去了兩位精度）。即每份5/256約為0.02V。然后它會自動利用單片機(jī)提供的系統(tǒng)時(shí)間，把電壓從GND的0V一份一份遞增，就是逐次逼近通道電壓。當(dāng)很近的時(shí)候，觸發(fā)系統(tǒng)中斷并把遞增了多少份這個(gè)數(shù)值寫到寄存器里。在這里我設(shè)置了自動連續(xù)轉(zhuǎn)換，AD轉(zhuǎn)完后緊接著進(jìn)行下一次轉(zhuǎn)換，除了斷電和使能位清零，它都會一直轉(zhuǎn)換下去，而且轉(zhuǎn)換速度也不慢。我的系統(tǒng)時(shí)鐘使用內(nèi)部8MHz，AD轉(zhuǎn)換時(shí)選用了256分頻因子。
實(shí)際電壓可以通過這個(gè)數(shù)據(jù)獲取。即是把數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)乘上 0.02V即可。
因?yàn)檗D(zhuǎn)換速度快，而且我設(shè)置自動連續(xù)轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換的結(jié)果立刻顯示出來。
這樣的話，數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)會一直有所跳動，比如傳感器懸空時(shí)，數(shù)碼管會隨機(jī)顯示179~181這三個(gè)數(shù)據(jù)，帶有閃爍。
我在想能不能降低點(diǎn)轉(zhuǎn)換頻率呢？但是對水的靈敏度就降低了。
如果我要限制在兩次結(jié)果相差不到2的時(shí)候，取上一次的結(jié)果顯示。這樣的話，確實(shí)是可以減少閃爍。明天先吧，明天把程序改下。還要注意下單片機(jī)里面的減法運(yùn)算出現(xiàn)負(fù)數(shù)的情況，因?yàn)橛玫亩际莡nsigned char。盡量避免吧
明天打算再去取更多的渾水來，我要知道傳感器的分辨率，這點(diǎn)在數(shù)據(jù)手冊 中沒有提到。外公外婆家用的是井水，而且門口到處是泥沙，多容易的事~~~最后還要測下對可溶性雜質(zhì)的反應(yīng)。2012年11月25日11:38:40我對各種水進(jìn)行測試： 
在干凈的井水中為238.
混有大顆粒的泥沙，中層液體為145
加了食鹽溶解后，測得食鹽水為230
這時(shí)碰巧我媽洗完菜，我拿了一點(diǎn)洗菜水。測得232
在細(xì)小的沙粒中，取上層測得203實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是比較滿意的。對可溶性的物質(zhì)也可以測得出，而且相差5以上。往后還要考慮要模擬水井下的物質(zhì)。還有管道的設(shè)計(jì)。2012年11月25日15:42:18對程序改編，使用定時(shí)器控制AD的啟動。我設(shè)置為每秒只轉(zhuǎn)換兩次。轉(zhuǎn)換太快閃爍得要緊。void AD_init()
{
SREG|=0x80;
ADCSRA|=1<<ADEN|1<<ADIE|0x07;//AD轉(zhuǎn)換器啟動，中斷使能，128分頻
ADMUX=1<<REFS0|1<<ADLAR;//使用AVCC作參考電壓，使用AD0通道，左對齊
//ADCSRA|=1<<ADSC|1<<ADATE;//啟動轉(zhuǎn)換。置位自動轉(zhuǎn)換
TCNT1=0xC2F7;//每0.5秒一次中斷
TCCR1B|=0x04;//256分頻
TIMSK|=0x04;//定時(shí)器1中斷溢出使能
}
SIGNAL (ADC_vect)
{
char temp;
temp=ADCH;
display(temp);
TCNT1=0xC2F7;
}
SIGNAL (TIMER1_OVF_vect)
{
ADCSRA|=1<<ADSC;//AD啟動轉(zhuǎn)換
}
2012年11月26日下午
和在市政府的科協(xié)主任 聊過后，深感時(shí)間緊迫。定于12月1日前提交文字資料和相片。我決定以水的渾濁度為根據(jù)控制抽水機(jī)是否繼續(xù)抽水作為本次項(xiàng)目的功能。另外加裝水位傳感器，實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)的全自動。不知道這個(gè)定位好不好，雖然不如去年的好，總之拼一下試試。
現(xiàn)在只需要文字資料和照片，不管實(shí)際功能如何，得想辦法以假亂真。。。在照片上體現(xiàn)出所有功能 。
抽水機(jī)聽取主任的建議，用養(yǎng)魚的水泵代替。
2012年12月5日下午，再次與科協(xié)部長見面還碰巧看見張老師，他對該裝置也提出了幾點(diǎn)建議，但是時(shí)間太緊，目前沒做完是一大麻煩，而且外觀和整體模型都未成形，僅僅做好了核心部分。這種情況比去年的還糟。
建議有：
不僅由數(shù)碼管顯示水的渾濁程度，旁邊加上3個(gè)LED燈輔助顯示水的渾濁程度。
再外加四個(gè)LED燈，分別顯示正常工作中，因缺水而補(bǔ)水中，強(qiáng)制抽水中，因渾濁而停止抽水中。
外殼封裝成黑匣子，只保留對用戶有直接作用的部分。渾濁度傳感器打算使用熱熔膠密封，將其捆綁在水泵上，隨水泵一起入水。
設(shè)計(jì)水塔與水井（模型） 的水循環(huán)管道，方便演示其功能。
我個(gè)人發(fā)現(xiàn)，對于不同環(huán)境，即使是讓人感覺很清的水，顯示出來的數(shù)值都不相同，并不能以一個(gè)定值來評估水的渾濁度。我看需要以我目前所看見的最純凈的水為標(biāo)準(zhǔn)，采用百分比形式。當(dāng)換了不同的環(huán)境后，通過一個(gè)按鍵，設(shè)定以當(dāng)?shù)丨h(huán)境的清澈時(shí)的數(shù)值為準(zhǔn)，然后程序里把該數(shù)值乘上一個(gè)百分比得出渾濁與不渾濁的分界點(diǎn)。
造成不同數(shù)值的原因有可能是光線問題、不同容器的容器壁的反射和散射作用，水質(zhì)的問題。一個(gè)弊端就是當(dāng)?shù)氐乃钋宄壕椭荒茉谶@個(gè)值了，不能再高了。所以臨時(shí)采用百分比這種比較粗略的方式判斷，否則就會導(dǎo)致一直處于因渾濁而不能抽水的狀態(tài)。
2013年1月28日17:36:51
今天上網(wǎng)登錄科技創(chuàng)新大賽的服務(wù)平臺，發(fā)現(xiàn)市級和省級的審查都通過了吶。。那我就打算在這個(gè)寒假做完它。上次那個(gè)自行車安全行駛監(jiān)控器在一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)趕做，太趕了，沒爸在家?guī)团脑�，根本沒時(shí)間完成，好險(xiǎn)。2013年2月7日23:51:17
接到通知，大賽組委會發(fā)的通知，我的作品已經(jīng)列在進(jìn)入決賽的名單里了。http://www.gxqs.org/creative/wjtz/201302/821.html
3月22號報(bào)到。嗯，還有兩個(gè)月�？磥磉@次時(shí)間還是比較充分的。那就趕快做吧！欽州市算我在內(nèi)總共有三個(gè)人參加比賽，其中兩個(gè)是小學(xué)生，他們都是靈山縣實(shí)驗(yàn)小學(xué)的，看來靈山確實(shí)不錯(cuò)。
今晚， 我第一次嘗試使用三極管，我以前一直很怕它，不是很知道怎么用法，今晚鼓起勇氣，就算失敗也要試一下。因?yàn)橄肓讼�，僅僅是控制一個(gè)繼電器，就動用一個(gè)ULN2003，就太浪費(fèi)了。我上網(wǎng)自學(xué)了下，了解三極管的種類和構(gòu)造，以及使三極管工作在放大和開關(guān)下的條件后，我焊接進(jìn)去試了下，居然成功了！
比起以前常用ULN2003電路來得更簡潔，又占極少的電路板面積。我用的是8050D NPN型三極管來控制繼電器。好簡潔呢！爽吶！以后一定常用三極管，當(dāng)然控制量多就用IC了
我的接法是，單片機(jī)IO引腳串聯(lián)100歐電阻（因?yàn)檎麄�(gè)系統(tǒng)都是用5V的，單片機(jī)IO輸出即使電流不大，但也是5V，串電阻是使基極的電壓小于集電極的電壓，就是集電結(jié)反向偏置）到三極管基極
，發(fā)射極接地（發(fā)射極正向偏置），+5V接到繼電器的一個(gè)線圈引腳，另一個(gè)線圈引腳接到三極管集電極，這樣三極管就工作在放大狀態(tài)下了。
三極管有三種狀態(tài).
1）． 截止?fàn)顟B(tài) ： uB＜0，兩個(gè)PN結(jié)均為反偏，iB≈0,iC≈0,uCE≈UCC。三極管呈現(xiàn)高阻抗，類似于開關(guān)斷開。
2）． 放大狀態(tài) ： uB＞0，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，iC=βiB。
3）． 飽和狀態(tài) ： uB＞0，兩個(gè)PN結(jié)均為正偏，iB≥IBS(基極臨界飽和電流)≈UCC/βRc ,此時(shí)iC=ICS(集電極飽和電流)≈UCC/Rc 。三極管呈現(xiàn)低阻抗，類似于開關(guān)接通。
對于PNP三極管而言,如果要使PNP三極管導(dǎo)通,那么基極與發(fā)射極(發(fā)射結(jié))正偏,即:基極(N)電勢要比發(fā)射極(P)電勢低,(這就是發(fā)射結(jié)正偏).還需要基極(N)電勢要比集電極(P)電勢高,(集電結(jié)反偏).
對于NPN三極管而言,如果要使NPN三極管導(dǎo)通,那么基極與發(fā)射極(發(fā)射結(jié))正偏,即:基極(P)電勢要比發(fā)射極(N)電勢高,(這就是發(fā)射結(jié)正偏).還需要基極(P)電勢要比集電極(N)電勢低,(集電結(jié)反偏).
2013年2月11日22:24:19
更改5V電源輸入接口的位置，騰出空間放置按鍵、LED燈。我想把所有開關(guān)、LED燈連同數(shù)碼管放在一個(gè)開口處。
另外，我再焊接上一個(gè)IN4007二極管，用來防止電源線的正負(fù)接反。到時(shí)候參賽期間如果出問題，急忙檢查的話，怕接錯(cuò)線燒得更厲害。這么做是有點(diǎn)保障。
2013年2月12日10:20:09
完成四個(gè)按鍵的焊接。經(jīng)過程序測試無虛焊。
四個(gè)按鍵一端接到+5V，另一端接到PD0~PD3 。另外這四個(gè)端口引腳都接103排阻到地。
這樣便是高電平觸發(fā)了。只要按鍵按下，對應(yīng)引腳就被拉高，在程序里進(jìn)行“與”運(yùn)算即可知道按了哪個(gè)鍵了。
2013年2月12日22:29:34
焊接完所有LED燈了，線好多啊。。。。~~~不過也沒事，對于LED燈，只有6個(gè)LED的線擠在一起產(chǎn)生的干擾不會怎么樣的。
2013年2月13日15:20:11
水位傳感器的IO口也焊接完了。。。其實(shí)就是和按鍵一樣的焊接方式，把它們引出來。到這里，如果不出什么意外的話，電路板的所有焊接都已經(jīng)完成了吧。就剩程序和那些水井模型了
2013年2月17日12:41:44
計(jì)劃是： 2月底前做完水塔、水井的模型，三月初編寫和調(diào)試程序，最后兩星期做展板
2013年2月23日21:49:19
今天去買了抽水機(jī)、一個(gè)置物架，定做了兩個(gè)玻璃缸。
玻璃缸工程圖如下：（3D模型、工程圖制作軟件：SolidWorks 2011 。我還不太熟練這個(gè)軟件，不過比AutoCAD在這方面好用點(diǎn)，我個(gè)人覺得AutoCAD用于平面畫圖很棒，立體建模和制作零件工程圖我就用SolidWorks了）然后直接打印工程圖去白沙街那些做魚缸的師傅定做。
另外，對于這個(gè)裝置，我加多了一塊木頭做支撐，然后開了一道口子，用來插線的。還買了一個(gè)排插，總不能剪斷抽水機(jī)的插頭來接繼電器吧。
引出來的IO和VCC插針，用熱熔膠固定了下，焊錫的硬度不夠。
還有就是置物架了。
買散裝的回來，自己組裝。汗，還沒有送說明書，就一袋螺絲……
而且我發(fā)現(xiàn)不知道是偷工減料還是沒有焊穩(wěn)上去運(yùn)輸途中掉了（八九不離十是沒有焊接上去，因?yàn)闆]有斷裂的痕跡），架子的頂部，支撐頂板的螺絲，只用了3個(gè)，就是上了三個(gè)角而已，還有一個(gè)角沒有焊上孔，而且送的螺絲也只送3個(gè)。
這個(gè)架子中間本來還有一層的，我不裝它了，因?yàn)槌樗畽C(jī)有點(diǎn)高，只能放在下層。這樣還好，中間那層空出來的兩個(gè)螺絲我用來懸掛這個(gè)水塔水質(zhì)監(jiān)控器
看到了嗎？螺絲的”耳“只有三個(gè)。。。
裝好了！~~~~即使沒有安裝說明書也是很so easy 的。2013年2月24日14:24:10
在盒子旁邊開個(gè)口子，僅僅露出插孔。
開口我是去街上的五金電動工具店里借電鋸自己開的。但電鋸的齒輪直徑有點(diǎn)長，達(dá)到這個(gè)深度時(shí)已經(jīng)有點(diǎn)超長了，但是電鋸比手鋸快得多，而且手鋸開孔麻煩不好看。
后來用電工膠布包一層邊。
接好插排內(nèi)的線，線頭先上點(diǎn)焊錫，這樣扭進(jìn)去不容易松散，而且又壓得穩(wěn)。再打個(gè)結(jié)。因?yàn)槲掖蛩闶怯媚z水把它與盒子粘起來。一旦粘好后，里面的線出問題的話就很難拆開了。
2013年2月24日20:35:52
回家吃飯時(shí)，路過一家店，看到門口有賣白色的膠布，走近一看，呵電工膠布！
然后順手就買下了。我拆開原來貼的黑色膠布，換上白色的。這樣更好看 呵呵！~~~~
內(nèi)部差不多就完工啦~~~明天放學(xué)后買些電線，3米應(yīng)該夠了。
2013年2月25日
買好了線和接頭了。
買了五米多的粗銅線和十幾米細(xì)一點(diǎn)的銅線（主要是價(jià)格問題。粗的1.5元一米，細(xì)的1.2元）
粗銅線打算用來連接抽水機(jī)的。細(xì)的拿來連接傳感器和延遲5V電源的。
另外。在買插頭時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一種插頭特別新穎，好有創(chuàng)意的設(shè)計(jì)！
它的腳可以旋轉(zhuǎn)的，隨時(shí)可以方便轉(zhuǎn)成三角插頭、兩個(gè)角的插頭，各個(gè)孔都可以插入！還申請了專利呢！~~~2元一個(gè)。
接線時(shí)，在盒子里面打了個(gè)結(jié)，無論是220V的電源線還是5V的電源線，都打上。鉆孔鉆8mm的。防止要是拿去參賽的時(shí)候，一不小心拉開了。多做點(diǎn)安全措施有必要的。不過這也就降低了制作的速度，慢工出細(xì)活嘛！
這樣就接好電源線啦！~~~黑色的插頭輸出5V 1A直流電，另一個(gè)直接接220V到電機(jī)，由繼電器控制電路通斷。
另外，在電路板焊接的時(shí)候，我盡量把繼電器下的220V的兩根陰線與其他線，無論是電源線還是IO線，都離遠(yuǎn)點(diǎn)，在繼電器那個(gè)區(qū)域，基本上不布線。繼電器的引腳到接線端子座采用焊錫走線，所以該裝置工作時(shí)，繼電器那個(gè)區(qū)域蠻危險(xiǎn)的。等全部做完后，這個(gè)區(qū)域還要用酒精清洗一遍，檢查有沒有殘留的焊錫把電引到別的地方去，不然運(yùn)輸過程中稍微一搖晃說不準(zhǔn)就短路上了，220V的電源線一旦碰到5V電源線或單片機(jī)IO非常非常不妥的。
2013年2月26日23:17:44
快速地接完抽水機(jī)的電線，僅用了四分鐘~~~不過還算慢了。時(shí)間花在包膠布上，包得扎扎實(shí)實(shí)的。
另外，今天兩個(gè)玻璃缸工匠師傅那邊都做好了，但是沒有小車，而且又剛好不合適，只能一個(gè)一個(gè)搬回來了，明天再搬回一個(gè)就齊了。
然后還要解決水管的問題，我打算用軟水管做。還要弄兩個(gè)水閥才行，玻璃缸已經(jīng)鉆好25mm的孔了，不知道有什么水閥合適裝的，能夠密封好的，而且玻璃孔沒有螺紋。要不就用像空心螺絲那樣的水閥吧，如果漏水就剪一塊自行車內(nèi)胎墊下去。
2013年2月28日23:01:58
做這個(gè)玻璃缸，老爸也來插手啦。覺得還不如自己割玻璃做劃算，前幾天請白沙街的那個(gè)師傅做，兩個(gè)玻璃缸65+60=125元！
工費(fèi)太貴了，材料聽說才20元一平米。當(dāng)初是怕鉆孔鉆不好漏水之類的問題。不過這費(fèi)用算學(xué)校經(jīng)費(fèi)的話，就不管了，以后就自己做算了。
今天下午做了一下，發(fā)現(xiàn)還是有點(diǎn)漏水的問題，我用報(bào)紙墊在底部，灌多多的水，很快，深色的地方就出現(xiàn)在接口處。在水管接口處沒處理好，可能加厚點(diǎn)橡膠墊和涂一層玻璃膏在接口外面會比較好，等明天后天玻璃膠干了再說。
2013年3月2日
今天下午和爸一起合作搞，速度很快。
漏水地方懷疑是螺紋處水浸出來，然后卷上幾層層生料帶 ，再扭回去。這樣就不太漏水了。問題解決。
在臺子的頂部，拿兩塊木頭來固定玻璃缸的兩個(gè)角 ，防止它因底下的抽水機(jī)震動而移位掉下去。
另外在出水口，一半采用軟水管，一半采用硬水管，一方面好運(yùn)輸一方面簡潔好看。
硬水管還需要一個(gè)卡扣固定，控制器還需要幾根螺絲來固定，目前只是暫時(shí)綁一下來測試。
今晚，我把渾濁度傳感器用玻璃膠進(jìn)行密封。為了防止意外，我做好了兩個(gè)傳感器，如果有問題剪線接上另外一個(gè)。
玻璃膠涂得不太好，畢竟才接觸了兩次而已，這方面技術(shù)很生疏。
這是我認(rèn)為目前焊接得最漂亮的一個(gè)！
2013年3月3日17:21:40
今天整個(gè)裝置幾乎完工啦！
目前能實(shí)現(xiàn)水位檢測，低水位自動抽水。上午調(diào)試時(shí)，總出現(xiàn)一個(gè)問題，數(shù)碼管亂顯示，程序也總是不對�？戳艘魂囎硬虐l(fā)現(xiàn)是AVR單片機(jī)出問題了，程序經(jīng)常跑飛，具體原因先不管，果斷換了一塊，穩(wěn)定許多了。
我外婆在旁邊拍了N張照片。。。。但多數(shù)是手抖的。挑選了些清晰的都上傳了。更多照片請看相冊。
由于忘記先前跟爸說帶他那臺筆記本電腦 過來，所以就直接搬我的電腦到一樓來做算了。
盡管這里沒法接網(wǎng)線，我還是能上網(wǎng)的。先用我的手機(jī)連接三樓的無線路由器，然后手機(jī)用USB連接電腦。然后手機(jī)里打開設(shè)置共享網(wǎng)絡(luò)，即可！
信號還可以，有兩格。
另外，裝置的外殼打算不蓋了，就這樣全露出來，標(biāo)簽、裝飾貼在頂部。就這樣才露出全手工的樣子，不搞太多封裝。
對于在單片機(jī)里的除法。一般來說我這個(gè)裝置需要進(jìn)行除法運(yùn)算，因?yàn)闇啙岫鹊脑u估等級，以清澈時(shí)的數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)，中等渾濁為0.95，嚴(yán)重渾濁為0.90. 在單片機(jī)程序里，如果直接拿一個(gè)int或float型的數(shù)乘以0.95的話，程序體積會突然間增大三倍，原因是編程環(huán)境的內(nèi)部算法不好。
我投機(jī)取巧換了一種，因?yàn)槲也恍枰?shù)部分，所以，可以這樣來算：標(biāo)準(zhǔn)值*95/100 。這樣就可以避免進(jìn)行小數(shù)運(yùn)算了，還能自動舍去余數(shù)，單片機(jī)里進(jìn)行整數(shù)乘除還是很可以的。
ClearValue=QualityValue;
CentreValue=ClearValue*95/100;
LowValue=ClearValue*90/100;
由于沒有特別規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，我暫且以目視渾濁為基準(zhǔn)了，這個(gè)百分比明天等玻璃膠干了以后，再實(shí)際更改下。
2013年3月4日
之前發(fā)現(xiàn)有一個(gè)渾濁度值的邊界問題，導(dǎo)致抽水機(jī)頻繁抽抽停停，就像抽筋一樣。
我以前看過自動控制論里一些有關(guān)邊界的問題，他們那些“磚家”理論說在兩個(gè)功能范圍之間設(shè)一個(gè)死區(qū)，在該區(qū)里不做任何反應(yīng)。
這樣子，不說能解決邊界問題，但至少能減少觸發(fā)邊界問題的次數(shù)，就是抽水機(jī)不是那么頻繁地抽抽停停，因?yàn)檫吔缡冀K存在。
于是我就試下吧！
2013年3月5日黃昏
我發(fā)現(xiàn)問題并沒有想象中的那么簡單， 經(jīng)過多次觀察傳感器的數(shù)值，不知道是單片機(jī)的AD模塊不穩(wěn)定還是傳感器的問題，不過我認(rèn)為單片機(jī)的AD模塊的誤差影響不大，官方數(shù)據(jù)手冊里說的是+-3LSB絕對精度。
我懷疑是傳感器那邊，當(dāng)加入泥沙等混濁物時(shí)，液體是流動的，細(xì)小泥沙也跟著流動，導(dǎo)致光的阻礙也是不均勻的。
實(shí)際上，我觀測到的數(shù)值，浮動的范圍超乎我的意料， 竟是 0~11，在那么大的范圍不穩(wěn)地地浮動，叫我怎么判斷水是渾濁還是澄清的�。�
于是乎，我必須想辦法把這個(gè)誤差強(qiáng)制限制下來，必須要讓最終數(shù)值保持一定的時(shí)間不變動但又能快速識別出有混濁物加入。
在我洗澡的時(shí)候，忽然想出一個(gè)算法，能解決這個(gè)問題，然后今晚在學(xué)校晚自習(xí)有空時(shí)驗(yàn)算過幾次，就是考慮下極端情況，發(fā)現(xiàn)應(yīng)該沒問題的。今晚回到家后，按照我的思路編成程序，奇跡般的，數(shù)值的變動情況正是我想要的! That's what I need !
興奮死了！真想怒吼一聲“成功啦！”
就在此時(shí)，電腦桌面突然變黑，右下角提示“此Windows副本不是正版”，彈出窗口說“你可能受到了盜版軟件的侵害！……”
好吧！純屬巧合，我不認(rèn)為微軟會在這個(gè)恰好時(shí)機(jī)這么告訴我的。懷疑是激活的期限到了吧，我裝的是正版原廠鏡像，等下我再用軟件再免激活一次就OK了，那不礙事的，誰不是用盜版的啊。
我對我的算法還是比較自信的，但是我還是得連續(xù)試驗(yàn)幾十次，看下這個(gè)算法是否一直長期穩(wěn)定有效，如果沒問題的話，我會貼出來一起分享！
2013年3月6日13:41:44
不錯(cuò)，今天暫未發(fā)現(xiàn)算法有問題，剛剛解決了些關(guān)于指示燈的顯示邏輯問題和更合理地改進(jìn)該算法以便演示和實(shí)際使用后，程序算是比較完善的了。另外發(fā)現(xiàn)一個(gè)不穩(wěn)定的問題：我還沒把復(fù)位引腳拉高電平。目前還只是懸空的，這樣很不穩(wěn)定，單片機(jī)容易受到外界干擾自發(fā)復(fù)位。睡幾分鐘覺先，傍晚再搞
2013年3月7日13:38:45
發(fā)現(xiàn)，僅僅拉高復(fù)位引腳并沒大作用，我懷疑不是單片機(jī)在復(fù)位造成的錯(cuò)亂。
在多次的開開關(guān)關(guān)中，我想可能是開關(guān)接觸不良或者電源的供電不穩(wěn)定 。
我在電源的接線端子處并聯(lián) 一個(gè)330uF的電容，做濾波用。效果明顯，反復(fù)開開關(guān)關(guān)都很穩(wěn)定。我當(dāng)初以為電源適配器里的濾波電容已經(jīng)起這個(gè)作用了，不必再接一個(gè)，可能那個(gè)電容不夠大吧。
另外，意外地發(fā)現(xiàn)，可以投機(jī)取巧用另外一種方法檢測水井是否抽干。原先我還打算在水井模型上開個(gè)洞放水位傳感器的，但是這個(gè)想法不現(xiàn)實(shí)，真實(shí)中的水井是沒法安裝水位傳感器的。
現(xiàn)在的辦法就是，利用現(xiàn)在這個(gè)渾濁度傳感器，當(dāng)水位低于渾濁度傳感器的時(shí)候，紅外發(fā)射和接收他們兩個(gè)之間沒有水做介質(zhì)傳播，取而代之的是空氣。實(shí)際中發(fā)現(xiàn)，在空氣中檢測到的電壓數(shù)值較低，相差三四十。
利用了這一點(diǎn)，間接得出水井被抽干了。
這樣的話，我整個(gè)演示流程就順暢了，而且不用更換渾濁的水。拿兩個(gè)桶，一個(gè)渾濁，一個(gè)清水。一開始，水塔上的水處于低水位線，水管放在清水中，抽水機(jī)自動啟動抽水。當(dāng)我提起水管時(shí)，渾濁度傳感器一起被提起，提出水面時(shí)，能夠代表這是水井的水抽干了，然后裝置上按照原先的設(shè)置，會將此判斷為嚴(yán)重渾濁或水井無水，進(jìn)而停止抽水。
再放入清水中時(shí)就繼續(xù)抽水。然后再拿出來，放到渾濁的水中，它不會抽水。然后放回清水中，直到抽到高水位線自動停止。
整個(gè)過程就很順暢了。然后放掉水塔的水到清水桶中等待下一輪演示。 2013年3月7日23:05:57
算法基本上沒有問題，那到這里整個(gè)裝置就基本做好了，就剩些裝飾和貼紙說明。還有展板。
2013年3月8日13:36:55
公布下程序整個(gè)源代碼，轉(zhuǎn)載請注明出處哈，其中算法也在里面，供其他人參考。有什么意見也可以提下。
2013年3月12日12:46:45
悄悄加了一個(gè)小后門，就是在每次按下初始化按鍵時(shí)，自動把當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)值存到ATMega16單片機(jī)內(nèi)置EEPROM里，當(dāng)按下第四個(gè)按鍵時(shí)，能夠自動把存在內(nèi)置EEPROM的數(shù)值讀取出來并作為當(dāng)前使用的標(biāo)準(zhǔn)值。這樣能夠方便我到現(xiàn)場演示前的調(diào)試。我可以在布展那天調(diào)到合適的標(biāo)準(zhǔn)值并保存下來，第二天直接讀取就行。
另外，貼在裝置上的貼紙也做好了，展板也OK了
原理解析：
由于水中含有懸浮及膠體狀態(tài)的微粒，使得原來無色透明的水產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，其渾濁的程度稱為渾濁度。渾濁度的單位是用"度"來表示的，就是相當(dāng)于1L的水中含有1mg.的SiO2（或是白陶土、硅藻土）時(shí)，所產(chǎn)生的渾濁程度為1度，或稱杰克遜。 濁度單位為JTU，1JTU=1mg/L的白陶土懸浮體。 渾濁度是一種光學(xué)效應(yīng)，是光線透過水層時(shí)受到阻礙的程度表示水層對于光線散射和吸收的能力。
它不僅與懸浮物的含量有關(guān)，而且還與水中雜質(zhì)的成分、顆粒大小、形狀及其表面的反射性能有關(guān)。 演示稿：
您好，這是一個(gè)水塔水質(zhì)監(jiān)控器，它主要是應(yīng)用在城鎮(zhèn)和農(nóng)村的普通老百姓家庭中。
它主要是根據(jù)你水井里面水的渾濁度來工作的。
當(dāng)我水塔里面的水用完時(shí)候，水位到達(dá)低水位線以下（開水塔泄水閥，等待）……
然后它就會自動啟動抽水機(jī)抽水。但是，如果此時(shí)水井處于枯水期的話，就是說水井里面沒有什么水抽了，（把水管提出水面）
現(xiàn)在它就會自動停止抽水，等到有水抽了它就繼續(xù)抽（再放回水里） 。
它主要的功能就是這個(gè)：
比如說如果現(xiàn)在水井里面的泥沙太多，水已經(jīng)渾濁了，（水管拿到渾濁的水里）
這里黃燈就亮起來了，說明水是渾濁的，同時(shí)抽水機(jī)也是自動停止了的，等到水自然澄清后，才會自動抽水（拿回水井）
當(dāng)然，如果這個(gè)時(shí)候你的確很需要水的話，可以按下這個(gè)強(qiáng)制按鈕，就能無視渾濁的水直接抽上來，但我不建議你這么做。
這個(gè)裝置方便快捷，成本低廉，比那些專業(yè)設(shè)備價(jià)格要低很多，對于普通老百姓家庭來說，已經(jīng)能夠勝任這一任務(wù)。所以這個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，又有人性化功能的裝置必定是你家里水塔的優(yōu)秀管理員。
（基本功能演示完成，等待水被抽到高水位線，期間回答參觀者問題）
（水到達(dá)高水位線后，裝置自動斷開抽水機(jī)電源）
嗯，現(xiàn)在水塔抽滿水了就自動停了。
測量原理：
在此裝置中，我以澄清水為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)渾濁度傳感器反饋回來的數(shù)據(jù)判斷水質(zhì)（在渾濁度傳感器那邊已經(jīng)有校準(zhǔn)）
渾濁度在這里可以顯示出來，現(xiàn)在顯示的是標(biāo)準(zhǔn)值。另外還可以通過下面這三個(gè)LED燈的亮滅情況觀察到：綠色表示渾濁度達(dá)到要求，黃色表示濁度達(dá)不到要求，紅色表示不能飲用。 這個(gè)數(shù)字下降1可以認(rèn)為濁度增加了1度。
國家規(guī)定生活飲用水的濁度不得超過5度。一般主要看的是這三個(gè)LED燈，只要黃燈亮了就說明水質(zhì)渾濁，最好不要飲用，而且會自動斷電（中國1976年頒布的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)） 
