Arduino regulátor vody/sprchy: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Dnes budeme stavať jednoduchý regulátor vody. Jedná sa o veľmi jednoduchý projekt a veľmi ľahko sa stavia. Toto zariadenie ovláda solenoidový ventil na ovládanie prietoku vody na základe nastaveného času. Tento čas je možné v prípade potreby ľahko zmeniť a kód upraviť. Materiály pre tento projekt bude ľahké získať a kúpiť. Skvelý web na lacné komponenty je aliexpress alebo ebay.

Zásoby

Arduino Uno (1)

Breadboard (1)

Prepojovacie vodiče medzi mužmi a mužmi

Prepojovacie vodiče medzi mužmi a ženami

Odpor 220 ohmov (2)

LCD modul 1602 (1)

Solenoid 12V (1)

MOSFET (použil som IRFZ44N, ale každý mosfet by mal fungovať)

1N4007 dióda (1)

Bzučiak (1)

XL6009 Boost Buck Converter (1)

100K potenciometer alebo trimer (1)

Prepínač (1)

Plastový kontajner (voliteľný, ale odporúčaný)

Krok 1: Prototypujte obvod

Prototypujte obvod na doske podľa schémy. V pôvodnom obvode som vykonal niekoľko zmien. Pretože práve nemám solenoidový ventil, použil som mosfet a viedol som k simulácii zapínania a vypínania solenoidu. Ak máte solenoid, na prepnutie solenoidu musíte použiť zosilňovač na zvýšenie 5V koľajnice na 12 V. Použil som DIY verziu zosilňovača, ale uprednostňuje sa nákup z aliexpressu. Ak neviete, ako používať breadboard, pozrite si toto veľmi užitočné video z youtube tu: https://www.youtube.com/watch? v = 6WReFkfrUIk

Riešenie problémov:

Ak sa na obrazovke LCD nič nezobrazuje, skúste nastaviť potenciometer. Toto zariadenie ovláda intenzitu a kontrast podsvietenia. Uistite sa, že na zdroj mosfetu použijete diódu flyback, alebo ju budete vyprážať. Je to spôsobené indukčnými hrotmi spínania solenoidu pri jeho zapnutí a vypnutí.

Krok 2: Odovzdanie kódu

Ak ste tak ešte neurobili, stiahnite si Arduino IDE z https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Ak chcete zmeniť čas sprchovania a zahrievania, môžete v konfigurácii používateľa zmeniť časovanie na prvých 2 riadkoch kódu. Pred odoslaním skontrolujte, či ste vybrali správnu dosku a sériový port. To sa dá dosiahnuť tak, že prejdete na nástroje a potom na palubu a port. Ak máte problémy s používaním arduina, pozrite si toto veľmi užitočné video z youtube od Afrotechmods:

Krok 3: Testovanie obvodu

Pripojte batériu 5 V k obvodu a arduinu a zapnite vypínač. Zariadenie by malo začať odpočítavať od nastaveného času a v určitých časových intervaloch by mal zaznieť zvukový signál. MOSFET by sa mal vypnúť potom, čo zariadenie odpočítava až na nulu. Môžete to overiť pomocou diódy LED pripojenej k odporu 220 ohmov medzi 5 V koľajnicou a zdrojom mosfet. Uistite sa, že odtok mosfetu je spojený so zemou. Počas testovania obvodu som sa stretol s niekoľkými problémami. Keď som zapojil arduino, moja dióda sa rozhodla prudko explodovať. Uvedomil som si, že som do diódy nepridal odpor obmedzujúci prúd. Keď som LED vymenil za novú a pridal odpor, už sa nevyskytli žiadne problémy a obvod fungoval veľmi dobre.

Krok 4: Pochopenie obvodu

Možno sa pýtate, ako tento obvod funguje. Arduino je mikrokontrolér a je to v podstate mozog celého tohto nastavenia. Naprogramovali sme ho pomocou kódu LCD, aby poháňal obrazovku LCD. Na arduino používame digitálne výstupné kolíky na odoslanie impulzu vysokého alebo nízkeho signálu na bránu mosfetu, aby sa zapol. Možno sa pýtate, čo je to mosfet. MOSFET je zariadenie, ktoré sa zapína a vypína na základe vstupného signálu a umožňuje prúdenie energie medzi 2 ďalšími kolíkmi. Takto sa váš notebook zapne. Keď stlačíte tlačidlo napájania, na mosfet sa odošle signál, ktorý umožní napájaniu nabíjačky alebo batérie prúdiť na základnú dosku prenosného počítača. V tomto prípade pomocou mosfetu zapneme elektromagnetický ventil. Solenoidový ventil potrebuje 12 V na zapnutie a veľmi vysoký prúd na jeho prvé otvorenie. Preto potrebujeme mosfet. Výstup arduina môže dodávať iba 5v pri 100mA, takže mosfet spájame medzi solenoidom a zdrojom napájania 12v, ktorý môže dodať oveľa viac energie. Tento 12 V zdroj energie vytvárame pomocou zosilňovača, ktorý zvyšuje napätie 5 V z nášho Arduina na 12 V a poháňa elektromagnetický ventil. Potenciometer je zariadenie, ktoré umožňuje nastavenie odporu, ktorý je ako blokovacia sila pre prúd. Keď upravíme tento potenciometer v blízkosti obrazovky LCD, zmeníme napätie prechádzajúce do podsvietenia, čo zníži alebo zvýši kontrast a intenzitu podsvietenia. Možno sa pýtate, čo je to dióda a prečo je v tomto obvode potrebná. Dióda je zariadenie, ktoré umožňuje prúdenie prúdu v jednom smere, ale nie v opačnom smere. V tomto obvode ho máme nakonfigurovaný ako diódu flyback. Solenoid je tvorený elektromagnetom, ktorý zdvihne klapku a zatvorí ju pri použití prúdu. Keď sa solenoid zavrie, vyšle veľmi vysoký impulz prúdu späť do mosfetu, ktorý ho môže ľahko vyprážať. Túto diódu používame na odoslanie tohto vysokého impulzu späť do elektrického vedenia, aby sme zachránili náš mosfet. Na fungovanie obvodu túto diódu nepotrebujete, ale odporúča sa na účely spoľahlivosti. Na rýchle otestovanie obvodu a jeho uvedenie do prevádzky používame breadboard. Ak používate nepájivú dosku, nemusíte spájkovať žiadne súčasti. Spájkovanie obvodu môže byť veľmi časovo náročné a nemusí fungovať ani na prvý pokus. Preto obvod najskôr otestujeme a uistíme sa, že funguje, a potom ho spájkujeme na protoboard, aby bol funkčným konečným výrobkom.

Snímky:

1. - Mosfet pinout

2. - LCD obrazovka

3. - solenoid 12 V

4. - zosilňovač zosilnenia

4. - Arduino uno

5. - potenciometer

6. - dióda

7. - Breadboard

8. - Protoboard

Krok 5: Tento návod nie je úplne dokončený

Pretože nemám solenoidový ventil, nemôžem poriadne otestovať obvod v skutočnej situácii. Hneď ako dostanem ventil, okamžite začnem s navrhovaním krytu, spájkovaním komponentov na dosku a testovaním na sprche. Tento návod aktualizujem hneď, ako to bude možné. Ďakujeme za pochopenie.