家用智能魚缸設計

葉子馨 李東青 楊宜澄

摘要：隨著單片機技術和傳感器技術在家居生活中的應用，人們生活方式越來越自動化和智能化。傳統(tǒng)的魚缸都是人工進行喂食，需要手工操作，存在一定的不便。因此設計一款基于單片機的家用智能魚缸，在設定的時間到來時，通過控制電機旋轉，將食物倒八魚缸中，對魚進行喂食。同時利用水位傳感器實現(xiàn)對魚缸水位的檢測，在水位低于設定值時進行自動加水。增加溫度檢測功能，對魚缸內水的溫度進行檢測，并在水溫過低時進行自動加熱。設計實現(xiàn)7對魚缸的智能化管理，具有很好的使用價值。

關鍵詞：籃球計時 單片機 功能按鍵 數(shù)碼管顯示

引言

但傳統(tǒng)的魚缸喂食和換水都是由人工負責。喂食和換水的時間也受繁忙程度限制。一旦主人因為事情沒在家，就會出現(xiàn)無人喂食和換水現(xiàn)象。本設計借助于單片機和傳感器技術，設計一款智能化的魚缸，自動實現(xiàn)對魚的喂食和換水。

1整體設計

本設計采用溫度傳感器、水位傳感器對魚缸內水溫和水位進行檢測;通過單片機的定時技術對喂食時間進行設置;采用電機旋轉實現(xiàn)食物的拋撒;通過電磁閥控制進水和出水;利用加熱棒實現(xiàn)對魚缸水溫的控制;此外還設計了顯示單元，可以顯示當前魚缸的狀態(tài)。系統(tǒng)功能如下圖l所示。

2系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

2.1自動喂食設計

自動喂食功能，是在定時的喂食時間到來時，通過控制電機的旋轉來實現(xiàn)。設計電路如圖2所示。

電機的驅動器件選擇ULN2003芯片。ULN2003是一款耐壓等級高、驅動電流大的復合晶體管，兼容TTL和CMOS電平驅動。單片機通過驅動ULN2003芯片，間接驅動步進電機的正轉和反轉，實現(xiàn)自動喂食的功能。

2.2水位檢測設計

魚缸的高水位和低水位檢測傳感器選擇液位開關。安裝在魚缸的高水位檢測點和低水位檢測點。在魚缸內水位沒有達到下限時，低水位點傳感器輸出高電平信號，水位達到下限時輸出低電平，高水位檢測原理相同。設計如圖3所示。

從圖3可知，水位開關接線簡單，除了電源和地外，輸出引腳接到單片機的10口。單片機通過電平性質實現(xiàn)對水位狀態(tài)的檢測，作出相應加水和排水的操作。

2.3加熱單元設計

加熱可以是加熱棒也可以是加熱絲等大功率器件，這些器件需要的電壓都是比較高的，通常都會是市電的交流AC220V。單片機是無法驅動這么大電壓的，因此要借助其他驅動器件。本設計選擇繼電器作為加熱單元的控制器件，因此可以通過單片機的IO口就能控制繼電器，最終實現(xiàn)對大功率加熱器件的控制。繼電器電路設計如下圖4所示。

2.4軟件流程設計

軟件設計是控制硬件實現(xiàn)相應功能，軟件流程如圖5所示。首先進行初始化操作，對各個功能寄存器及定時器初始值進行設置。然后判斷是否到喂食時間，到的話進入喂食流程。對當前水溫檢測，低于設定值時進行加熱。判斷水位下限，水位過低則進行自動加水，直到到達高水位。最后對檢測狀態(tài)進行顯示。各個子程序結束后自動返回到主程序。

2.5參數(shù)設置流程

人們可以根據(jù)自己的需求，對魚缸的參數(shù)進行設置。比如喂食時間，溫度設置，系統(tǒng)工作模式是自動喂食還是手動喂食等。參數(shù)設置通過功能按鍵實現(xiàn)。具體電路如下圖6所示。

從圖6可知，當有按鍵按下時，通過延時判斷是否是誤動，單片機識別具體是哪個功能按鍵，如果是模式設置，則進入模式設置程序。是參數(shù)設置，就進行參數(shù)設置，完成整個系統(tǒng)的參數(shù)設計。

3結語

設計了一款家用智能魚缸，可以根據(jù)設定時間自動進行喂魚操作可以檢測魚缸內水的溫度，在溫度低時自動加熱。還具有自動加水、排水以及顯示功能。設計給出了具體的軟硬件實現(xiàn)方案。

參考文獻

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