文章目录

步骤
1
:组件
步骤
2
:使用光敏电阻和开关切割盒子并安装LCD
步骤
3
:将 Arduino 与继电器屏蔽、泵和 LED 连接
步骤
4
:连接其他传感器
步骤
5
:结论

水族馆管理系统

崧峻

转载

原文链接: https://www.instructables.com/Aquarium-Management-System/

发布时间: 2025-06-10 01:51:58 | 阅读数

Arduino

海洋

养鱼

鱼缸

作为我使用 Arduino 的第一个项目，我想分享如何制作自制水族馆管理系统。如果你想自动喂鱼，如果你想检查水族馆的状态，如温度、水位等，这个项目可能会对你有所帮助。

组件

这里我们将列出该项目所需的所有组件。

Arduino Uno
超声波传感器
液晶显示屏 (16x2)
电位器（10k）
伺服电机
5V 2 通道继电器
水温传感器
跳线
光敏电阻
水泵卧式
1x 2.2k 欧姆、1x220 欧姆、1x1k 欧姆、1x 4.7 欧姆电阻
6V 充电电池
有机玻璃中的 4x 白色 LED 二极管
2x LED 二极管
Arduino 盒子
水泵软管
CSA 电缆组件 LL83498 AWM 带状连接器
DS 电缆 LIYCY 8x0.5 mm2 阻燃
RVVB 2x1.5 平方毫米
KCD11-101 开/关开关
镁片盒
晶体管7805
水族馆
大 10 升水瓶
金属盒（用于超声波、伺服）

使用光敏电阻和开关切割盒子并安装LCD

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首先，我们测量 LCD 的长度，在我们的例子中是 7x2.5 厘米，以便它能放在盒子的前面。然后我们测量开关按钮（2x1.3 厘米）和光敏电阻，并将它们放在盒子的前面。

之后，我们在盒子的一侧钻了几个孔，2 个用于 Arduino，1 个用于水温传感器，1 个用于水泵，1 个用于 DS 电缆。这些电缆随后连接到水族箱上方的金属盒中。我们在另一侧钻了 2 个孔，一个用于电位器，一个用于电源。

接下来，我们从两侧剪下带状连接器，就像普通电线一样，以便将它们与另一侧的 Arduino 以及另一侧的 LCD、光敏电阻和电位器连接起来。从带状到 Arduino 的接线如下：

第一根电线从带状线连接到 LCD 上的 VSS 和 Arduino 上的 GND
第二根线来自连接带，连接 LCD 上的 VDD 和 Arduino 上的 VCC(5v)
带状线的第三根线与 LCD 上的 R0 和电位器（中间针脚）相连
带状线的第 4 根线与 LCD 上的 RS 和 Arduino 上的数字引脚 5 相连
带状线的第五根线，连接 LCD 上的 RW 和 Arduino 上的 GND
带状线的第 6 根线与 LCD 上的 E 相连，与 Arduino 上的数字引脚 4 相连
带状线的第 7 根线与 LCD 上的 D4 相连，与 Arduino 上的模拟引脚 2 相连
LCD 上的 D5 带状线第 8 根与 Arduino 上的模拟引脚 3 相连
LCD 上的 D6 带状线的第 9 根线与 Arduino 上的模拟引脚 4 相连
LCD 上的 D7 带状线的第 10 根电线与 Arduino 上的模拟引脚 5 相连
带状线第 11 根，连接 LCD 上的 A + 2.2k 电阻，连接 Arduino 上的 VCC(5v)
LCD 上的 K 线与 Arduino 上的 GND 线连接，第 12 根电线
带状线的第 13 根线与光敏电阻上的 VCC 相连，与 Arduino 上的 VCC 相连
带状线的第 14 根线连接到光敏电阻上的 GND，带 1.1k 电阻 + GND + Arduino 上的模拟引脚 1（Arduino 上的 GND 线和引脚线与连接到带状线的电阻焊接在一起）

盒子正面的所有部件都用胶枪粘住。

注意：所有模块的所有 VCC 线都焊接在一根接入 Arduino 上的 VCC 引脚的线上。所有模块的 GND 线也是如此。

将 Arduino 与继电器屏蔽、泵和 LED 连接

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首先，我们需要将继电器与 Arduino 连接起来。继电器的 VCC 连接到 Arduino 上的 VCC，继电器的 GND 连接到 Arduino 上的 GND，继电器的 IN1 引脚连接到 Arduino 上的数字引脚 10，IN2 连接到 Arduino 上的数字引脚 2。

接下来，我们将通过开关将水泵连接到第一个继电器，并将用于温度信号的 LED 连接到第二个继电器。

开关的第一个引脚与电源插孔上的 VCC 引脚相连，而另一个引脚与晶体管的输入引脚相连。电源插孔的 GND 引脚、晶体管的 GND 引脚和泵的 GND 线焊接在一起。泵的 VCC 线与第一个继电器的 NO 引脚相连，而晶体管的输出引脚与继电器的 COM 引脚相连。

由于 LED 在水族箱内部，而 Arduino 在侧面，所以我们需要长电线来连接它们。这就是 DS 电缆 LIYCY 8x0.5 mm2 阻燃剂发挥作用的地方。该电缆中有 8 根电线，因此我们分别将其中 2 根与 LED 的阳极连接起来。这些电线必须连接到第二个继电器，因此与绿色 LED 连接的电线连接到第二个继电器的 NC 引脚，而红色 LED 的电线连接到第二个继电器的 NO 引脚。LED 的阴极与 220 欧姆电阻和电缆中的 1 根电线（GND）焊接在一起，并一起连接到 Arduino 的 GND。第二个继电器的 COM 引脚上来自 Arduino 的 VCC。

连接其他传感器

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从图片中我们可以看到，我们有一块带孔的红色塑料板，它是位于水族箱上方的金属盒的一部分。在那个洞里，带有伺服器的镁片盒会不时旋转来喂鱼。有机玻璃中的 LED 二极管粘在板上，因此当它变暗时，它会通过光敏电阻激活。板上的另一个传感器是超声波传感器，通过板上的孔，水温传感器将进入水中。

首先，我们将从将水温传感器与 Arduino 连接开始。由于我们在 Arduino 的盒子上钻了一个孔（查看前面部分的图像），因此我们不需要额外的电线来连接。来自传感器的 GND 线连接到 Arduino 上的 GND 引脚，来自传感器的 VCC 线与 VCC 引脚连接，来自传感器的数据线与 Arduino 上的数字引脚 8 连接。但是，数据线也与来自传感器的 VCC 线连接，并与 4.7k 欧姆电阻焊接在一起。

接下来是超声波传感器。该传感器通过 DS 电缆的 4 根电线连接（查看上一部分）。VCC 线与 Arduino 的 VCC 和传感器的 VCC 引脚相连。GND 线与 Arduino 的 GND 和传感器的 GND 相连。其余 2 根电线用于传感器的 Echo 和 Trigger 引脚。Echo 引脚通过电线连接到 Arduino 上的数字引脚 7，Trigger 引脚通过电线连接到 Arduino 上的数字引脚 6。但是，我们需要钻 2 个孔，以便超声波的“眼睛”指向水。

接下来是伺服电机。我们将取出伺服电机的旋转盖，并将其替换为镁盒盖。伺服电机的连接很简单。DS 电缆的 VCC 线与伺服电机的 VCC 线相连，电缆的 GND 线与伺服电机的 GND 线相连，伺服电机的数据线通过左侧的一根线与 Arduino 上的数字引脚 9 相连。

最后是有机玻璃中的 LED 二极管。从技术上讲，有机玻璃中有 4 个 LED。但这里我们不需要电阻。在这里，LED 的阳极与 DS 电缆的剩余电线之一焊接在一起，该电线末端连接到数字引脚 12。阴极与电缆中的 GND 线焊接在一起，并与 Arduino 上的 GND 引脚连接。

结论

#include <LiquidCrystal.h>

#include <Servo.h>

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

//digital pin 8 for data for DS18B20 water temperature sensor

#define ONE_WIRE_BUS 8

//digital pin 10 for relay1

#define RELAY1 10

//digital pin 2 for relay2

#define RELAY2 2

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// initialize the library by associating any needed LCD interface pin

// with the arduino pin number it is connected to

const byte rs = 5, en = 4, d4 = 16, d5 = 17, d6 = 18, d7 = 19;

byte trigPin = 6; // Trigger

byte echoPin = 7; // Echo

byte servoPin = 9; // Servo

byte light = 12; // Light

byte photocellPin = 1; //Photoresistor (analog pin 1)

Servo servo;

LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

DallasTemperature sensors(&oneWire);

int i=0;

int val = 0; //analog value from photoresistor

int cm; //water level distance in cm

float Celsius = 0; // Water temperature

int servoAngle = 0; // Servo angle

unsigned long lastOccur = 0; // last time the servo was called (in milliseconds)

unsigned long current; // keep track of current time (in milliseconds)

void setup(){

Serial.begin(9600);

// set up the LCD's number of columns and rows:

lcd.begin(16,2);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

servo.attach(servoPin);

pinMode(RELAY1, OUTPUT);

digitalWrite(RELAY1, HIGH);

pinMode(RELAY2, OUTPUT);

digitalWrite(RELAY2, HIGH);

pinMode(light, OUTPUT);

}

void loop(){

//Check time (used as timer for the servo)

current = millis();

//Read the value from the analog pin from the photoresistor

val = analogRead(photocellPin);

//Calculate the temperature in celsius

Celsius = calcTemp();

// Convert the time into a distance

cm = ultrasonic_distance();

// Print the temperature and water level

printLCD(cm,Celsius);

//Activate pump if water level is less than 18 cm

if(cm > 18){

pump();

}

// Activate heater if temperature is below 22 degrees celsius

if(Celsius < 22){

heat();

}

// Activate light

if(val <= 412){

digitalWrite(light, HIGH);

}

else{

digitalWrite(light, LOW);

}

//timer 30s

if(current - lastOccur >= 30000){

callServo();

lastOccur=millis();

}

float calcTemp() {

sensors.requestTemperatures();

// returns the temperature in celsius

return sensors.getTempCByIndex(0);

}

int ultrasonic_distance(){

// Clears the trigPin

digitalWrite(trigPin, LOW);

delay(0.002);

//Sets the trigPin on HIGH state for 10 micro seconds

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delay(0.01);

digitalWrite(trigPin,LOW);

return calcDistanceInCm(pulseIn(echoPin, HIGH));

}

int calcDistanceInCm(long dur){

//divide by 29.1 or multiply by 0.0343

return (dur/2)*0.0343;

}

void heat(){

delay(1000); // wait 1 second

digitalWrite(RELAY2, LOW); // turn on relay2

delay(5000); //wait for 5 seconds

digitalWrite(RELAY2, HIGH); // turn off relay2

delay(1000); // wait 1 second

}

void pump(){

delay(1000); //wait 1 second

digitalWrite(RELAY1, LOW); // turn on relay1

delay(20000); // wait 20 seconds

digitalWrite(RELAY1, HIGH); // turn off relay1

delay(1000); // wait 1 second

}

void printLCD(int cm, float temp){

lcd.clear();

// set the cursor to column 0, line 0

// (note: line 0 is the first row, since counting begins with 0):

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Distance: ");

//print the water level in cm

lcd.print(cm);

lcd.print("cm");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Temperature:");

//print the temperature in celsius

lcd.print((int)temp);

lcd.print((char)223);

lcd.print("C");

delay(1000)

}

void callServo(){

for(i=0;i<2;i++){

for(servoAngle = 0; servoAngle < 180; servoAngle++){ // move the micro servo from 0 degrees to 180 degrees

servo.write(servoAngle);

delay(7); // servo start speed (faster)

}

delay(2000);

for(servoAngle = 180; servoAngle > 0; servoAngle--){ // now move back the servo to 0 degrees

servo.write(servoAngle);

delay(10); //servo back speed (slower)

}

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