I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.   9 ,   No .   2 ,   J u n 2 0 2 0 ,   p p .   77 ~ 84   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j aa s . v 9 . i2 . p p 77 - 84     77       J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ij a a s . ia esco r e. co m   Desig n,  si m ula tio n and  i m ple m e nt a tion o a A r dui no   m icro co n troller b a sed a uto m a ti c w a ter  lev el con troll er   w ith  I2 LCD displ a y       A k inw o le  O O   De p a rtme n o f   El e c tri c a l/ El e c tro n ic  En g in e e rin g F e d e ra P o ly tec h n ic Nig e ria       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   8 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Feb   1 1 ,   2 0 20   A cc ep ted   Mar   1 4 ,   2 0 20       T h e   p a p e e x p lain u ti li z a ti o n   o f   A rd u in o   M icr o c o n tr o ll e t o   a u t o m a ti c a ll y   c o n tro lev e o w a ter  in   a   tan k .   F ro m   a   we ll   sp e lt   o u a lg o rit h m s,  f lo w c h a rt   w a d ra w n ,   f ro m   w h ich   Co d e we re   w rit ten   a n d   c o m p il e d   o n   A rd u in o   IDE.   IF   sta te m e n ts  w e re   c o p io u sly   u se d .   P ro teu w a u se d   to   sim u late   t h e   d e sig n   w h il e   th e   p ro jec w a i m p le m e n ted   o n   b re a d b o a r d .   L iq u id   Cry st a Disp lay   f u n c ti o n   d is p lay s th e   l e v e l   o f   wa t e o n   th e   1 6   ×   2   L CD t h u s: V e ry   L o w ,   L o w ,   Hig h   a n d   V e ry   Hig h .   A n   o p ti o n   o f   I2 L CD   c o d e wa writt e n   th u s   p ro v id i n g   a d v a n tag e   o f   u sin g   o n l y   t w o   a n a lo g   in p u t   A 4   a n d   A 5   p i n in ste a d   o f   4   to   8   p i n in   o th e c o n f ig u ra ti o n t h e re b y   a ll o w in g   o th e p in d e d ica ted   f o o th e tas k s.  T h e   d e sig n   re c o m m e n d im p ro v e m e n ts  in   th e   a r e a   o f   su m p   c o n tro so   th a it l o w   w a ter  le v e l   c o u ld   d isa b le  p u m p   th u p re v e n ti n g   it   f ro m   ru n n in g   d ry .   P ro tec ti o n   d e v ice s   li k e   c ircu it   b re a k e o v e rlo a d   a n d   p h a se   f a il u re   re la y a r e   re c o m m e n d e d   in   o rd e r   to   p r o lo n g   th e   li f e   o th e   W a ter  p u m p .   It  is  b e li e v e d   th a t h e   d e si g n   w il g o   in   l o n g   w a y   in   e d u c a ti n g   p o w e e lec tro n ic  e n g in e e rs  in   th e   a rts  o f   d e sig n   u sin g   A rd u in o a ls o ,   a   m a s s   p ro d u c ti o n   o f   th e   d e v ic e   w il a c c e n tu a te  S m a ll   a n d   M e d iu m   En terp rise s   S M Es  in   d e v e lo p i n g   c o u n tri e s w it h   it s c o n c o m it a n e c o n o m ic ad v a n tag e s.   K ey w o r d s :   A r d u i n o   m icr o co n tr o ller   Flo at  s w itc h   I 2 C   L C D   Si m u latio n   W ater   lev el   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ak i n w o le  OO   Dep ar t m en t o f   E lectr ical/E lect r o n ic  E n g i n ee r i n g ,   Fed er al  P o ly tech n ic ,   A d o - I k ar R d ,   A d o - E k it i,  Nig er ia.   E m ail:  o y ea k i n 2 0 0 3 @ y a h o o . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   On o f   t h r es u lt s   o f   m o d e r n   ag e   is   t h i n cr ea s i n   d e v ices   th a w o r k   in   au to m ati f a s h io n .     Dail y   m an   te n d s   to   f in d   w a y   to   s i m p l if y   h is   ac ti v itie s   th er eb y   s o l v i n g   p r o b le m s .   Ma n y   ti m es  ar w asted   o p er atin g   s y s te m s   m a n u all y ;   also   co s o f   e m p lo y in g   o p er ato r s   ca n   ea d ee p   in to   th e   co m p a n y   f i n an ce .     T h d esig n ,   ap ar f r o m   s o lv in g   t h is   p r o b lem ,   also   d el v e s   i n to   tr en d i n g   A r d u in o   d es ig n   m et h o d o lo g y .   A p p lian ce   o r   eq u ip m e n m a n u f ac t u r er s   a n d   d esig n er s   ali k h a v k e y ed - i n   i n to   th i s   i n   o r d er   to   r em ai n   r elev an t.  Au to m atic  s y s te m s   r ed u ce   n u m b er   o f   w o r k er s   to   atten d   to   i n d u s tr ial  p r o ce s s t h r es u lta n is     th e   d r asti r ed u c tio n   i n   w a g e s   an d   lo s s e s   w h ic h   w ill   u n d o u b ted ly   d o v e tail  i n to   m o r p r o f its .   T h u s   au to m atic   s y s te m   s u p p o r ts   lean   m an u f ac t u r in g   w h er cu s to m er s   ar s atis f ied   at  lo w   an d   a f f o r d ab le  co s [ 1 ] .     T h af o r e m en tio n ed   i s   m ad p o s s ib le  b y   co n tin u o u s   i m p r o v e m e n t   in   d esi g n   tech n iq u e s   a n d   in g e n u o u s   u s ag e   o f   elec tr o n ic s   co m p o n e n t s   a n d   b u ild in g   b lo ck s .   Mic r o co n t r o ller s   o f f er   b etter   s o lu t io n ,   b ein g   co m p u ter s   o n   s in g le  c h ip s en ab le  p r o d u cti o n   o f   e m b ed d ed   s m ar s y s te m s   w h ic h   ar p r ev alen ev er y w h er to d ay   [ 2 ] .     A   d esi g n er   j u s n ee d   to   m a s ter   it,  lear n   th eir   in s tr u ctio n   s ets  a n d   w r ite  co d es  th at   m a k t h e m   w o r k .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N 2252 - 8814   I n t J   A d v   A p p l Sci Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2020 77     84   78   T h is   p r o j ec w ill  a llo w   t h le v el  o f   w ater   in   a   tan k   to   b m ai n tai n ed   au to m atica ll y ,   t h a is ,   u n atte n d ed   to it  u s e s   A r d u in o   m icr o co n tr o ller ,   co d es  w er w r i tten   i n   o r d er   f o r   it to   p er f o r m   as  w ater   le v el  c o n tr o ller .       2.   M E T H O DO L O G Y   T h task s   to   b p e r f o r m ed   w e r lis ted   w h i le  f lo w ch ar f o r   th d esig n   w a s   d r a w n .   I n p u p in s   h o s tin g   th r ee   f lo at  s w itc h es   w er co n n ec ted   to   A r d u in o   p i n s   1   to   3   u s in g   p u ll  d o w n   1 0 k   r e s is to r s .   Fo u r   L E Ds  lev el   in d icato r s   in d icati n g   W ater   L ev el  Ver y   H ig h ,   Hi g h ,   L o w ,   an d   Ver y   L o w ”  w er co n n ec ted   to   A r d u i n o   p in s   9 ,   8 , 7 an d   6   r esp ec tiv el y .   I F   s ta te m e n ts   w er i n   t h e   co d es.  T h p r o j ec w as   s i m u lated   u s in g   P r o teu s   w h ile     th i m p le m en ta tio n   w a s   d o n o n   b r ea d b o ar d .   A n   L C D   d is p la y i n g   w ater   le v els  w a s   in cl u d ed   u s i n g   s ix   A r d u i n o   p in s .   An   o p tio n   o f   I 2 C   L C w as  i n cl u d ed   th u s   en ab lin g   o n l y   t w o   an alo g   p in s   A 4   an d   A 5   to   b en g a g ed w h er A 4   is   co n n ec t ed   to   SDA   an d   A 5   to   SC L   ,   th at  is ,   i2 C   d ata  an d   clo ck   r esp ec tiv el y   [ 3 ] .     2 . 1 .   Sy s t e m s   f lo w cha rt   A l g o r ith m s   t h at  e x p lain   t h s eq u en ce   o f   o p er atio n s   a n d   s tep s   f o r   th d esi g n   w er wr itten   t h u s   en ab lin g   t h d iag r a m m at ical   r ep r esen tatio n   o f   f lo w   o f   p r o ce s s   th r o u g h   t h a g en c y   o f   f lo w c h ar ti n g   [ 4 ] .     T h is   ap p r o ac h   s i m p lifi es t h w r iti n g   o f   s y s te m s   co d es   ( Fig u r 1 ) .       S t o p S t a r t R e a d   k p i n F ,   k p i n M , k p i n L   F a l s e   F a l s e   T r u e   L E D v l   = O N , L E D l = O F F L E D h = O F F ,   L E D v h = O F F , P U M P = O N P r i n t   W a t e r   L e v e l , V E R Y   L O W P U M P   O N   T r u e   L E D v l   = O N , L E D l = O N L E D h = O F F ,   L E D v h = O F F ,   P U M P = O N P r i n t   W a t e r   L e v e l :   L O W If va l f   = L O W & va l m = L O W &   va l l = L O W If va l f   = L O W & va l m = L O W &   va l l =   H I G H   F a l s e   T r u e   L E D v l   = O N , L E D l = O N L E D h = O N ,   L E D v h = O F F ,   P U M P = O N P r i n t   W a t e r   L e v e l :   H I G H   T r u e   L E D v l   = O N , L E D l = O N L E D h = O N ,   L E D v h = O N ,   P U M P = O F F P r i n t   W a t e r   L e v e l :   V E R Y   H I G H   P U M P   O F F If va l f   = L O W & va l m = H I G H &   va l l = H I G H If va l f   = H I G H & va l m = H I G H &   va l l =   H I G H   F a l s e     Fig u r 1 .   F lo w   c h ar t       Ste 1 :   R ea d   t h d ig ital  v al u es  ( HI GH,   +5 o r   L OW ,   0 V)   at  m icr o co n tr o ller   p in s   k p i n F ,   k p in M   an d   k p in L   an d   s to r th eir   v al u es  at  v al f ,   v alM   an d   v a ll   r esp ec tiv el y .   ( F,  an d   L   r ep r esen F u ll,  M ed iu m   a n d   L o w   r esp ec tiv e l y ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A d v   A p p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8814       Desig n ,   s imu la tio n   a n d   imp leme n ta tio n   o a n   a r d u in o   ( A kin w o le  OO )   79   Ste 2 :   If   v alf ,   v al m   an d   v a ll   h av L OW   ( 0 V)   v alu es,  L ig h E m i tti n g   Dio d es  L E Ds  L E Dv ON  ( lit),   L E Dl   OFF,  L E Dh   OFF,  L E D v h   O FF W ater   P u m p   S w i tch ed   O N,   P r in o n   L C W ater   L e v el:  VE R Y   L OW   P UM P   ON”   else  g o   to   s tep   3 .   ( v l,  l,  h ,   v h   r ep r esen v er y   lo w ,   lo w ,   h ig h   a n d   v er y   h ig h   r esp ec tiv el y ) .   Ste 3 :   If   v alf   an d   v a l m   ar L OW   ( 0 V)   v alu es  an d   v all  HI G H,   L ig h E m itti n g   Dio d es  L E Ds  L E D v ON  ( lit),   L E Dl  ON,   L E Dh   O FF ,   L E D v h   OFF;   W ater   P u m p   ON,   P r in o n   L C W ater   L e v el:  L O W   P UM ON”   else g o   to   s tep   4 .     Ste 4 :   If   v al f   L OW   w h i le  v a l m   a n d   v all  HI GH  ( +5 V) ,   L i g h E m itti n g   Dio d es  L E D s   L E Dv ON  ( lit),   L E Dl   ON,   L E Dh   ON,   L E D v h   O FF W ater   P u m p   ON,   P r in t   o n   L C W ater   L e v el:  HI GH  P UM P   ON”   else g o   to   s tep   5 .     Ste 5 :   If   v al f ,   v al m   a n d   v al ar HI GH  ( +5 V) ,   L i g h E m itti n g   Dio d es  L E D s   L E Dv O ( lit),   L E Dl  ON,   L E D h   ON,   L E Dv h   ON;  W a ter   P u m p   s w itc h   OFF,  P r in t   o n   L C W ater   L e v el:   VE R HI G P UM P   OFF ”.     2 . 2 .   Arduin o   u no   m icro co ntr o ller   A   Mic r o co n tr o ller   ca n   b r ef er r ed   to   as  co m p u ter   o n   ch ip .   I p ar ad es  in p u an d   o u tp u p in s .   Un li k Mic r o p r o ce s s o r ,   it  in cl u d es   p r o ce s s o r   w i th   m e m o r y   lo ca tio n   f o r   s to r in g   p r o g r a m s   w r i tten   in     C   lan g u ag [ 5 ] .   A r d u i n o   U n o   b o ar d ,   Fig u r 2 ,   h as  a n   A t m eg 3 2 8   o n   it  as  t h m a in   Mic r o co n tr o lle r .   Usi n g   th is   u n i d o es  n o r eq u ir ex tr m o n e y   f o r   P r o g r a m m er .   C o d es   o r   s k etch es  an d   co m p ilatio n s   ar d o n o n   its   I n teg r ated   De v elo p m e n E n v ir o n m e n I DE   T h is   ad v a n ta g m ak e s   p r o to t y p i n g   o f   e m b ed d ed   s y s te m   ea s ier   b y   en g i n ee r s   a n d   elec tr o n ic  s y s te m s   en th u s iast s .   T h b o ar d   h as  s ix   ( A 0   to   A 5 )   an alo g   in p u t s   to   h an d le  an alo g   s ig n al s   an d   f o u r teen   I /O  p in s   f o r   in p u t a n d   o u tp u t f u n c tio n s   [ 4 ] .           Fig u r 2 .   A r d u i n o   u n o   b o ar d       2 . 3 .   Desig n o f   a   re la y   c o ntr o llin g   s w it ch   T r an s is to r   w o r k s   as  s w i tch   w h en   it  is   o p er ated   at  its   e x tr e m r e g io n s ,   th at  i s ,   at  c u t - o f f   an d   s atu r atio n   [ 6 ]   A s at u r atio n ,   C o m m o n - E m it ter   Vo ltag e,   V CE   =0 an d   C o llecto r   C u r r en I C   =    As s h o w n   i n   Fi g u r 3 .           Fig u r 3 tr an s is to r   s w itch     W h ile  at  cu t - o f f ,   C o llecto r   Su p p l y   V CC  is   eq u a to   C o llec to r   E m it ter   Vo ltag V CE  (V CE   V CC   an d   I C   0 .   Usi n g   Kir c h h o f f s   Vo ltag L a w   i n   t h co llecto r   cir cu it   ( 1 ) ,      =     +      ( 1 )     Usi n g   s w i tch in g   an d   li n ea r   am p li f icatio n   tr a n s i s to r   2 N2 2 2 2 ,     + V c c 0V R r e l a y 1 N 4 0 0 1 C o n t r o l s   P u m p   s t a r t e r   a n d   a l a r m RB Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N 2252 - 8814   I n t J   A d v   A p p l Sci Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2020 77     84   80   I m ax   8 0 0 m A   at  I C 1 5 0 m A ,   V CE   1 0 w h ile  h FE  m in  =1 0 0   an d   h FE m ax   3 0 0   [ 7 ]   V HI G H   =   V CC   9 V,   R relay   4 0 0   Ω,  h FE 1 0 0 ,   R elay   o p er atin g   v o lta g 9 V   B y   u s i n g   3 0 0 ,   I C       9 400 2 2 . 5 m A   B ase  cu r r en t,       22 . 5  100   0 . 2 3 m A   Fo r   s atu r atio n ,   I B 0 . 2 3 m A .   L et  I B   2 . 5 m A .   A r d u i n o   V H I GH   5 V,   V BE   0 . 7 V   R B      5 0 . 7 2 . 5  4 . 3 3    1 7 2 0   P r ef er r ed   Valu 1 . 5 k     2 . 4 .   T he  s y s t e m s   co des   T h s y s te m s   co d es  b elo w   wer p u n ctu a ted   w i th   co m m e n t s   th er eb y   g iv e n   clea r   u n d er s t an d in g s   o f   th ap p licatio n   o f   A r d u i n o   m icr o co n tr o ller s   s y n tax   i n   o n h a n d   a n d   p r o v id en ce   o f   n ee d ed   ass is ta n ce   i n   f u tu r s o f t w ar i m p r o v e m e n ts .   I n   o r d er   t o   w r ite  to   th L C D,   4   b its   m o d w as   ad o p ted   in   wh ich   L C D s   D4 - D7   ar en g a g ed   ( f ig u r e   4 ) .   T h s y n tax   is   L iq u id C r y s ta lcd   ( R S,  E N,   D4 ,   D5 ,   D6 ,   D 7 ) ,   in   t h is   c ase:  L iq u id C r y s tal   lcd   ( 4 , 5 , 1 0 , 1 1 , 1 2 , 1 3 )   ar e   co n n ec ted   to   R S,   E N,   D4 ,   D5 ,   D6   an d   D7   r esp ec tiv el y   [ 4] .     #include <LiquidCrystal.h>   #include <Wire.h>     LiquidCrystal lcd ( 4,5,10,11,12,13);     int kpinF=1; // pin 1 is set as   water full sensor pin   int kpinM=2;// pin 2 is set as water medium level sensor pin   int kpinL=3;// pin 3 is set as water low level sensor pin   int MotorBuzzer=0; // pin 0 is set as water pump and buzzer drive pin   int LEDvh=9; // pin 9 is set as Very High wa ter level indicator pin   int LEDh=8; // pin 8 is set as High water level indicator pin   int LEDl=7; // pin 7 is set as Low water level indicator pin.   int LEDvl=6;//pin 6 is set as Very Low water level indicator pin.     int valf=0;//The value of the memory loca tion sensing Full water level initialized to  zero   int valm=0;// The value of the memory location sensing Medium water level initialized  to      zero   int vall=0;// The value of the memory location sensing Low water level initialized to  zero     void setup()   {   lcd .begin(16,2); // for 16 X 2 LCD module   lcd.setCursor(0,0);   lcd.print("AUTO WATER LEVEL");   lcd.setCursor(0,1);   lcd.print(" CONTROLLER");   delay(1000);   pinMode(kpinF, INPUT);//kpinF set as Input pin   pinMode(kpinM, INPUT);//kpinM set as input pin   pinMode(kpinL , INPUT);// kpinL set as input pin   pinMode(LEDvh, OUTPUT);//LEDvh set as output pin   pinMode(LEDh, OUTPUT);// LEDh set as output pin   pinMode(LEDl, OUTPUT);// LEDl set as output pin   pinMode(LEDvl, OUTPUT);// LEDvl set as output pin   pinMode(MotorBuzzer , OUTPUT);// MotorBuzzer set as output pin   }   void loop()   {   valf=digitalRead(kpinF);// Read kpinF and store the digital value in valf   valm=digitalRead(kpinM); // Read kpinM and store the digital value in valm   vall=digitalRead(kpinL);// Read kpinL and store  the digital value in vall     if((valf==LOW)&&(valm==LOW)&&(vall==LOW))   {   digitalWrite(LEDvl, HIGH);   digitalWrite(LEDl, LOW);   digitalWrite(LEDh, LOW);   digitalWrite(LEDvh, LOW);   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A d v   A p p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8814       Desig n ,   s imu la tio n   a n d   imp leme n ta tio n   o a n   a r d u in o   ( A kin w o le  OO )   81   digitalWrite(MotorBuzzer, HIGH);   lcd.clear();   lcd.setCursor(0,0);   lcd.print("WATER   LEVEL");   lcd.setCursor(0,1);   lcd.print("VERY LOW PUMP ON");   delay(500);   }   if((valf==LOW)&&(valm==LOW)&&(vall==HIGH))   {   digitalWrite(LEDvl, HIGH);   digitalWrite(LEDl, HIGH);   digitalWrite(LEDh, LOW);   digitalWrite(LEDvh, LOW);   lcd.clear();   lcd.setCursor(0,0);   lcd.print("WATER LEVEL");   lcd.setCursor(0,1);   lcd.print("LOW");   delay(500);   }   if((valf==LOW)&&(valm==HIGH)&&(vall==HIGH))   {   digitalWrite(LEDvl, HIGH);   digitalWrite(LEDl, HIGH);   digitalWrite(LEDh, HIGH);   digitalWrite(LEDvh, LOW);   lcd.clear();   lcd.setCursor (0,0);   lcd.print("WATER LEVEL");   lcd.setCursor(0,1);   lcd.print("HIGH");   delay(500);   }   if((valf==HIGH)&&(valm==HIGH)&&(vall==HIGH))   {   digitalWrite(LEDvl, HIGH);   digitalWrite(LEDl, HIGH);   digitalWrite(LEDh, HIGH);   digitalWrite(LEDvh, HIGH);   digitalWrite(Moto rBuzzer, LOW);   lcd.clear();   lcd.setCursor(0,0);   lcd.print("WATER LEVEL");   lcd.setCursor(0,1);   lcd.print("VHIGH PUMP OFF");   delay(500);   }   }     2 . 5 .   Co des   us i ng   I 2C   I n   o r d er   to   em p lo y   i2 C   co n f i g u r atio n   a n d   b en ef it  f r o m   it s   g ain ,   th ab o v co d ca n   b m o d if ied   b y   in cl u d in g   its   co d u s i n g   # in clu d e< L I q u id C r y s tal _ I 2 C . h an d   L iq u id C r y s tal_ I 2 C   lcd ( 0 x 3 F,2 , 1 , 0 , 4 , 5 , 6 , 7 ) ;   0 x 3 is   t h ad d r ess   o f   t h i2 C   m o d u le  [ 4 ] .   Ot h er   s y n ta x   s h o u ld   b n o ted .   T h v o id   ( )   lo o p   co d es  w h ic h     th A r d u i n o   ex ec u tes co n t in u o u s l y   r e m ai n   t h s a m a s   i n   th e   s ec tio n   ab o v e.     #include <LiquidCrystal_I2C.h>   #include <Wire.h>     LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,2,1,0,4,5,6,7);     int kpinF=1; // pin 1 is set as water full sensor pin   int kpinM=2;// pin 2 is set as water medium level sensor pin   int kpinL=3;// pin 3 i s set as water low level sensor pin   int MotorBuzzer=0; // pin 0 is set as water pump and buzzer drive pin   int LEDvh=9; // pin 9 is set as Very High water level indicator pin   int LEDh=8; // pin 8 is set as High water level indicator pin   int LEDl=7; // pin 7   is set as Low water level indicator pin.   int LEDvl=6;//pin 6 is set as Very Low water level indicator pin.     int valf=0;//The value of the memory location sensing Full water level initialized to  zero   int valm=0;// The value of the memory location sensing M edium water level initialized  to      zero   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N 2252 - 8814   I n t J   A d v   A p p l Sci Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2020 77     84   82   int vall=0;// The value of the memory location sensing Low water level initialized to  zero     void setup()   {   lcd.begin(16,2); // for 16 X 2 LCD module   lcd.setBacklightPin(3,POSITIVE);   lcd.setBacklight(HIGH);   lcd.setCur sor(0,0);   lcd.print("AUTO WATER LEVEL");   lcd.setCursor(0,1);   lcd.print(" CONTROLLER");   delay(1000);     pinMode(kpinF, INPUT);//kpinF set as Input pin   pinMode(kpinM, INPUT);//kpinM set as input pin   pinMode(kpinL, INPUT);// kpinL set as input pin   pinMode(LEDvh , OUTPUT);//LEDvh set as output pin   pinMode(LEDh, OUTPUT);// LEDh set as output pin   pinMode(LEDl, OUTPUT);// LEDl set as output pin   pinMode(LEDvl, OUTPUT);// LEDvl set as output pin   pinMode(MotorBuzzer, OUTPUT);// MotorBuzzer set as output pin   }     2 . 6 .   Si m ula t io n u s ing   p ro t eus   T h p r o j ec w a s   w ir ed   in   P r o teu s   [ 8 ]   f o r   s i m u latio n ,   ( Fi g u r 4 ) .   Pro teu s   is   s i m u latio n   a n d   d esig n   s o f t w ar d e v elo p ed   b y   lab ce n ter   elec tr o n ics   [ 9 ] .   Sin g le   p o l s i n g le   t h r o w   s w itc h   w as   e m p lo y ed   to   r ep r ese n t   f lo at  s w itc h es  s en s i n g   l o w ,   m ed iu m   an d   f u ll  w ater   lev el s .   T h ey   d r i v k p in L ,   k p in M   an d   k p in r esp ec ti v el y .   T h p in s   ar p u ll d o w n   u s in g   t h r ee   1 0 k   r esis to r s .   A   clo s ed   s w itc h   ap p lies   +5 ac r o s s   its   r esp ec tiv p in .           Fig u r 4 Si m u latio n   in   p r o teu s   en v ir o n m en w ith   g e n er al  L C co n n ec tio n       3.   T H E   CO M P L E T E   CIR CUI T   W ater   s en s o r s   s en s in g   L o w ,   Me d iu m   a n d   Fu ll  lev e ls   o f   w a ter   tan k   ar co n n ec ted   to   A r d u in o   p in s   1 ,   2   an d   3   r esp ec ti v el y .   P in   0   d r iv es   th e   w ater   p u m p   an d   b u z ze r   w h ile   L ig h t   E m itti n g   Dio d es  in d icati n g   Ver y   L o w   ( v l) ,   L o w ( l) ,   Hi g h ( h )   an d   Ver y   H ig h ( v h )   ar co n n ec ted   to   p in s   6 ,   7 ,   8 ,   an d   9   r esp ec tiv el y .     C u r r en f lo w i n g   i n   th L E D s   ar m in i m ized   b y   co n n ec t in g   2 2 0   r esis to r s   in   s er ies  with   t h e m A s   t h eir   ca th o d es  ar g r o u n d ed   ( 0 V) ,   th ar r an g e m e n i s   ac ti v Hi g h ,   th at  i s ,   w h e n   t h c o n d itio n s   f o r   an y   o f   t h L E D   to   b ill u m in ated   is   m et,   its   a n o d ter m in al   co n n ec ted   to   a n   A r d u i n o   p i n   g o es  Hig h ,   th er e b y   allo w i n g   c u r r en to   f lo w   t h r o u g h   it ,   as s h o w n   i n   Fig u r 5 .   I n p u P in s   ( Se n s o r s )   ar e   tied   d o w n   u s i n g   1 0 KΩ   r esis to r s ;   s o   +5 VDC  i s   co n n ec t ed   t h r o u g h   t h f lo at   s w itc h es  to   ea ch   i n p u p i n .   W h en   t h w ater   lev el  i s   b elo w   an y   s w i tch ,   it s   co n tact s   b ec o m e s   o p en ed ,   its   A r d u i n o   p in   s ee s   0 b u a s   w ater   r ea ch e s   t h at  f lo at  d ev i ce   th s w i tch   clo s es  t h u s   p r esen ti n g   +5 to   its   A r d u i n o   p in .   T h v al u es i n   t h e   p in s   ar s to r ed   in   v al f   ( f u ll),   v al m   ( m ed i u m )   a n d   v all  ( lo w )   m e m o r y   lo ca tio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A d v   A p p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8814       Desig n ,   s imu la tio n   a n d   imp leme n ta tio n   o a n   a r d u in o   ( A kin w o le  OO )   83   d ig ital R ea d   f u n ctio n s   ar u s ed   to   r ea d   th v alu e s ,   if   all  t h v alu es  ar L OW ,   it  m ea n s   t h w ater   le v el  is   Ver y   L o w ,   P in   0   th at  d r iv es t h w at er   p u m p   g o es HI GH  ( +5 V)   T h HI GH  lev el  d r iv e s   tr a n s i s to r   s w itc h   [ 10 u s i n g   s w itc h i n g   tr an s is to r   2 N2 2 2 2 ,   I ts   Vcc   is   co n n ec ted   to   th o u tp u ter m i n al  o f   +9 f ix ed   v o ltag r e g u la to r ,   L M7 8 0 9 .   T h b ase  r e s is to r   4 . 7   p r o v id es  p o ten tial  d i f f er e n ce   i n   t h e   b ase  cir cu i w h ich   allo w s   cu r r en t   to   f lo w   in to   t h tr an s is to r .   A   tr a n s i s to r   co n n ec ted   i n   co m m o n   e m itter   co n f ig u r atio n   ac as   an   I n v er ter   [ 11 ] ,   th at  is ,   +5 at   th e   b ase  p r o d u ce s   0 a t   th co llecto r .   Sin ce   9 r ela y   w it h   o p er atin g   co il  h a v i n g   o h m ic  ( DC )   r es is ta n ce   o f   4 0 0   is   th lo ad ,   9 V   is   ef f ec tiv e l y   ac r o s s   th e   co il  t h u s   ca u s it   to   o p er ate  th er eb y   cl o s in g   it s   n o r m all y   o p en   co n ta ct  w h ich   is   w ir ed   i n   s er ies  w it h   E lectr ic  p u m p   co n t r o l c ir cu it.  A   p iezo elec tr ic  d ev ice  w ir ed   ac r o s s   th r ela y   p r o d u ce s   s o u n d .   p o w er   d io d 1 N4 0 0 1   ac tin g   as   s u p p r ess io n   d io d [1 1 co n n ec ted   ac r o s s   t h r ela y   p r o tects  t h tr a n s i s to r   ag ain s t t h b ac k   e m f .   As th le v el  o f   th w a ter   in   t h tan k   r i s es  w it h   v al,   v al m   a n d   v alf   b ec o m HI GH,   all  t h L E Ds ar lit,   A r d u i n o   p in   0   b ec o m es  0 V,   t h tr an s is to r   s w itc h   c u ts   o f f ,   r ela y   d e - e n er g ize s ,   h ith er to   cl o s ed   r elay   co n tac t   b ec o m e s   o p en ed   th er eb y   d is en g a g i n g   p o w er   in to   th w a ter   p u m p   co n tr o cir cu it.  T h b u zz er   g o es  o f f .     T h W ater   P u m p   is   au to m atic all y   s w i tch ed   o f f .   T h L C cir cu it  u s es  t h 1 2 C   m o d u le  to   r ed u ce   co m p le x i t y   o f   d is p la y   cir cu i t.  I n s tead   o f   u s i n g   s ix   A r d u i n o   I /O   p in s   4 ,   5 ,   1 0 ,   1 1 ,   1 2   an d   1 3 o n l y   t w o   a n alo g   p in s   A 4   an d   A 5   ar u s ed .   T h e y   ar co n n ec ted   to   SD A   an d   S C r esp ec tiv e l y .   T h I 2 C   m o d u le  i s   s o ld er ed   to   th b ac k   o f   t h 1 6   x   2   L C u n i t.  ( Fig u r 6 )           Fig u r 5 .   I m p le m e n tatio n   o n   b r ea d b o a r d .   w ater   f lo at  s w itc h e s   ar r ea lis ed   b y   clo s i n g     s u cc e s s i v co n tact s   u s in g   w ir e   j u m p er s .           Fig u r 6 .   W o r k in g   cir cu it f o r   i 2 lcd   co n n ec tio n : t h i2 b ac k p ac k   w as  s o ld er ed   to     th d is p la y   w h ile  o n l y   2   ar d u i n o   p in s   w er u s ed .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N 2252 - 8814   I n t J   A d v   A p p l Sci Vo l.  9 ,   No .   2 J u n 2020 77     84   84   4.   RE SU L T S   T h r esu lt  h as  h elp ed   to   s o lv e   p r o b lem s   o f   m an u al  o p er atio n s   o f   w ater   p u m p i n g   s y s te m .   I h as  al s o   d ev iated   f r o m   u s a g o f   P I C   m icr o co n tr o ller s   in to   tr en d i n g   A r d u in o   p latf o r m .   T h r es u lt  o f   i m p le m en ta tio n   i s   s h o w n   in   F i g u r 5 t h HI GH   ( +5 V)   d r iv i n g   t h b u zz er   an d   m o to r   p u m p   w as  r ep r ese n ted   b y   b l u L E D,   s o   w h e n   it   is   lit,  t h p u m p   an d   b u zz er   w er ON   a n d   v ice   v er s a,   f lo at  s w itc h es   w er r ea lize d   b y   m an u al  c l o s i n g   o f   s et  o f   f o u r   co n tacts.   At  V er y   L o w   w a ter   lev el,   o n L E D   w a s   lit,  at  L o w   w ater   le v e l,  t w o   L E Ds  w er ON,   at  Hig h   ta n k   le v el,   t h r ee   L E D s   w er lit  a n d   at  Ver y   Hi g h   ta n k   lev el   all  t h f o u r   L E D s   w e r in   ON  p o s i tio n s at  th is   j u n ct u r e,   th w ater   p u m p   w en t o f f ,   in d icate d   b y   th O FF   b lu L E D.       5.   CO NCLU SI O N     T h p ap er   h as  s u cc ee d ed   i n   h i g h l ig h ti n g   t h s i m p licit y   o f   u s i n g   A r d u i n o   Mic r o co n tr o ller   in     th d esi g n s   o f   P o w er   E lec tr o n ic  s y s te m s .   I n   o r d er   to   p r o lo n g   th e   li f o f   t h p u m p ,   D ir ec t -   on - L i n s tar ter   co u ld   b en g ag ed   i n   s tar ti n g   i t .   I n   th is   ar r an g e m e n t,  an   o v e r lo ad   r elay   w o u ld   b w ir ed   in to   th m o to r   m ai n   cir cu it  t h u s   p r ev e n ti n g   o v er lo ad s   f r o m   b u r n i n g   i ts   s tat o r   w in d i n g s T h f o llo w i n g   r ec o m m e n d atio n s     ar m ad e:   1.   T h d esig n   ca n   b i m p r o v ed   b y   h a v i n g   m ea n s   o f   s en s i n g   lo w   w a ter   lev el   in   th s u m p   to   p r ev en th p u m p   f r o m   r u n n in g   d r y .     2.   An   i n clu s io n   o f   w e ll selecte d   cir cu it b r ea k er   w il l p r o tect  th m o to r   m ai n   cir cu it f r o m   s h o r t c ir cu it .   3.   T o   f u r th er   p r o tect  t h w a ter   p u m p ,   an   o v er lo ad   r ela y   a n d   p h ase  f ail u r r ela y   ca n   b in cl u d ed   i n     th s tar ter   u n it   to   p r o tect  it f r o m   s i n g le  p h asi n g ,   w r o n g   p h as s eq u en ce   a n d   p o w er   s u p p l y   i m b a lan ce .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Re li a b le  P lan t ,   Be n e f it o f   a u to m a ti o n   in   lea n   m a n u f a c tu rin g ,   Re tri e v e d   f ro m f ro m ww w . re li a b lep lan t. c o m /l e a n - m a n u f a c tu rin g - a u to m a ti o n A c c e s se d   o n l in e   2 0 1 9 .   [2 ]   Ba tes ,   M . P . ,   P r o g ra m m in g   8 - b it   P IC  m icro c o n tr o l lers   in   w it h   in tera c ti v e   h a rd w a r e   sim u latio n ,”   Ne w n e ss US A 2 0 0 8 .     [3 ]   A d a f ru it   L e a rn in g   S y ste m .   I2 C/S P I   L CD  Ba c k p a c k .   Re tri e v e d   o n li n e   2 0 1 8   f ro m     ww w . le a rn a d a f ru it . c o m /i 2 c - sp i - lcd - b a c k p a c k   [4 ]   Ak in w o le ,   OO ,   Ola d i m e ji ,   T T .   De sig n   a n d   im p le m e n tatio n   o f   Ard u i n o   m icro c o n tro ll e b a se d   a u t o m a ti c   li g h ti n g   c o n tro l   w it h   I2 L CD Disp lay ,”   J.   El e c tr E lec tro n   S y st ,   v o l .   7 ,   p p .   258 2 0 1 8 .   [5 ]   A rd u in o   T u t o rialp o in t ,   p p .   24 - 35 2 0 1 6 Re tri e v e d   o n li n e   f ro m   ww w . tu to rialp o n t. c o m ,   2 0 1 8 .   [6 ]   El e c tro n ics   Hu b .,   T ra n sisto a s S w it c h ,”   Re tri e v e d   f ro m :   ww w . e le c tro n ics h u b . o rg /t ra n sisto r - as - sw it c h / S e p   2 0 1 8 .   [7 ]   P h il i p S e m ico n d u c to rs  Da tas h e e o n   2 N2 2 2 2   S w it c h in g   T ra n sisto r ,   Re tri e v e d   f ro m :   ww w . s e m ico n d u c to rs. p h i li p s.c o m 2 0 1 7 .   [8 ]   L a b c e n ter E lec tro n ics ,   P ro teu s Us e m a n u a l,   In tell ig e n S c h e m a ti c   In p u S y ste m ,   ww w . e le.u v a . e s,  2 0 0 2   [9 ]   Na ra si m h a ,   R.   P r o teu P CB De s ig n   a n d   S im u latio n   S o f tw a re - In tr o d u c t io n ,   ww w . c ircu it to d a y . c o m , 2 0 1 7   [1 0 ]   Ak in w o le,  OO De sig n   a n d   im p le m e n tatio n   o f   a n   e lec tri c   c o o k e c o n tr o a s a   m e a n s o f   p re v e n ti n g   d o m e stic  f ire  in c id e n c e ”  J o u r n a l   o En g in e e rin g   Rea e a rc h   a n d   Rep o rts v o l.   4 ,   n o .   3 ,   p p .   1 - 9 ,   2 0 1 9 .   [1 1 ]   Ho ro w it z ,   P . ,   Hil l,   W . ,   T h e   Art  o El e c tro n i. c s ,   Ca m b rid g e   Un iv e rsity   P re ss ,   1 9 8 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.