智能換水魚缸

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。

參考文獻：

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