Regulador d'aigua / dutxa Arduino: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Avui construirem un senzill regulador d’aigua. Es tracta d’un projecte molt senzill i molt fàcil de construir. Aquest dispositiu controla una electrovàlvula per controlar el flux d’aigua en funció d’un temps establert. Aquesta vegada es pot canviar fàcilment i modificar el codi si cal. Els materials d’aquest projecte seran fàcils d’obtenir i comprar. Un bon lloc web per aconseguir components econòmics és AliExpress o eBay.

Subministraments

Arduino Uno (1)

Taula de pa (1)

Cavalls de pont masculí a masculí

Cavalls de pont masculí a femení

Resistència de 220ohm (2)

Mòdul LCD 1602 (1)

Solenoide de 12V (1)

MOSFET (he utilitzat IRFZ44N, però qualsevol mosfet hauria de funcionar)

1N4007 díode (1)

Zumbador (1)

XL6009 Boost Buck Converter (1)

Potenciòmetre o retallador de 100 K (1)

Interruptor (1)

Envàs de plàstic (opcional, però recomanat)

Pas 1: Prototipar el circuit

Prototipeu el circuit en una placa d’acord segons l’esquema. Vaig fer alguns canvis al circuit original. Com que ara mateix no tinc una electrovàlvula, he utilitzat un mosfet i he conduït a simular l’encesa i l’apagada del solenoide. Si teniu un solenoide, haureu d’utilitzar un convertidor d’augment per augmentar el carril de 5 V a 12 V per canviar el solenoide. He utilitzat una versió de bricolatge d’un convertidor d’impulsió, però és preferible comprar-ne un d’aliexpress. Si no sabeu fer servir un tauler d’anàlisi, mireu aquest vídeo de youtube tan útil aquí: https://www.youtube.com/watch? v = 6WReFkfrUIk

Resolució de problemes:

Si no apareix res a la pantalla LCD, proveu d’ajustar el potenciòmetre. Aquest dispositiu controla la intensitat i el contrast de la llum de fons. Assegureu-vos que utilitzeu un díode flyback a la font del mosfet o el fregireu. Això es deu a les puntes de commutació inductives del solenoide quan s'encén i s'apaga.

Pas 2: penjar el codi

Descarregueu l'IDE Arduino si encara no ho heu fet a https://www.arduino.cc/ca/Main/Software. Si voleu canviar l'hora de la dutxa i el temps d'escalfament, podeu canviar el temps a les 2 primeres línies del codi sota la configuració de l'usuari. Abans de carregar, assegureu-vos de seleccionar la placa i el port sèrie correctes. Això es pot fer anant a eines i després embarcant i portant. Si teniu problemes per utilitzar un arduino, mireu aquest vídeo de YouTube molt útil per Afrotechmods:

Pas 3: provar el circuit

Connecteu el banc de bateries de 5v al circuit i a l’arduino i engegueu l’interruptor d’alimentació. El dispositiu hauria de començar el compte enrere a partir d’un temps establert i el timbre hauria de fer un so durant intervals de temps específics. El mosfet s'ha d'apagar després que el dispositiu faci un compte enrere fins a zero. Podeu comprovar-ho mitjançant un led connectat a una resistència de 220ohm entre el carril de 5v i la font del mosfet. Assegureu-vos que el drenatge del mosfet està connectat a terra. Vaig trobar alguns problemes durant les proves del circuit. Quan vaig connectar l’arduino, el meu led va decidir explotar violentament. Em vaig adonar que no afegia cap resistència limitadora de corrent al led. Un cop vaig substituir el led per un de nou i vaig afegir una resistència, no es van produir més problemes i el circuit va funcionar molt bé.

Pas 4: Comprensió del circuit

És possible que us pregunteu com funciona aquest circuit. L’arduino és un microcontrolador i és bàsicament el cervell de tota aquesta configuració. L’hem programat amb un codi lcd per conduir la pantalla lcd. Estem utilitzant els pins de sortida digitals de l’arduino per tal d’enviar un impuls de senyal alt o baix a la porta del mosfet per activar-lo. És possible que us pregunteu què és un mosfet. Un mosfet és un dispositiu que s'activa i s'apaga en funció del senyal d'entrada i permet que l'alimentació flueixi entre altres 2 pins. Així s’encén el portàtil. Quan premeu el botó d’engegada, s’envia un senyal al mosfet que permet que el carregador o la bateria flueixin a la placa base del portàtil. En aquest cas, fem servir un mosfet per activar una electrovàlvula. La solenoide necessita 12v per encendre’s i una ràfega molt elevada de corrent per obrir-la inicialment. Per això necessitem un mosfet. La sortida de l’arduino només pot subministrar 5v a 100ma, de manera que connectem el mosfet entre el solenoide i la font d’alimentació de 12v, que pot proporcionar molta més energia. Creem aquesta font d’energia de 12v mitjançant un convertidor d’impulsió, que augmenta els nostres 5v del nostre arduino a 12v per accionar la solenoide. Un potenciòmetre és un dispositiu que permet ajustar la resistència, que és com una força de bloqueig del corrent. Quan ajustem aquest potenciòmetre a prop de la pantalla lcd, estem canviant el voltatge que va a la llum de fons, cosa que redueix o augmenta el contrast i la intensitat de la llum de fons. És possible que us pregunteu què és un díode i per què es necessita en aquest circuit. Un díode és un dispositiu que permet que el corrent flueixi en una direcció, però no en un altre sentit. En aquest circuit, el tenim configurat com a díode flyback. El solenoide està format per un electroimant per aixecar una solapa i tancar-la quan s’aplica corrent. Quan el solenoide es tanca, envia un impuls molt alt de corrent al mosfet, que el pot fregir fàcilment. Utilitzem aquest díode per enviar aquest pols elevat a les línies elèctriques per tal de salvar el nostre mosfet. No necessiteu aquest díode perquè el circuit funcioni, però es recomana per a fiabilitat. Utilitzem una taula de proves per provar ràpidament el circuit i fer-lo funcionar. No heu de soldar cap component si utilitzeu una taula de treball. Soldar un circuit pot trigar molt de temps i pot ser que ni tan sols funcioni correctament en el primer intent. És per això que utilitzem una taula de proves per provar primer el circuit i assegurar-nos que funciona i després el soldem en una protoborda per convertir-lo en un producte final funcional.

Imatges:

1r: indicació del Mosfet

2n - Pantalla LCD

Solenoide 3r - 12v

4t: convertidor Boost

4t - Arduino uno

5è - Potenciòmetre

6è - Diode

7è - Taula de pa

8è - Protoboard

Pas 5: aquesta instrucció no està completament acabada

Com que no tinc la solenoide, no puc provar correctament el circuit en una situació real. Tan bon punt rebi la vàlvula, començaré de seguida a dissenyar un armari, a soldar els components d’un PCB i a provar-lo a la dutxa. Actualitzaré aquesta informació tan aviat com pugui. Gràcies per la seva comprensió.