Ρυθμιστής νερού/ντους Arduino: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Σήμερα, θα χτίσουμε έναν απλό ρυθμιστή νερού. Αυτό είναι ένα πολύ απλό έργο και πολύ εύκολο να κατασκευαστεί. Αυτή η συσκευή ελέγχει μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα για τον έλεγχο της ροής του νερού με βάση έναν καθορισμένο χρόνο. Αυτός ο χρόνος μπορεί εύκολα να αλλάξει και ο κώδικας να τροποποιηθεί εάν χρειαστεί. Τα υλικά για αυτό το έργο θα είναι εύκολο να προμηθευτούν και να αγοράσουν. Ένας υπέροχος ιστότοπος για να αποκτήσετε φθηνά εξαρτήματα είναι το aliexpress ή το ebay.

Προμήθειες

Arduino Uno (1)

Breadboard (1)

Καλώδια από άνδρες έως άνδρες

Σύρματα από jumper αρσενικά έως θηλυκά

Αντίσταση 220ohm (2)

Μονάδα LCD 1602 (1)

Ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα 12V (1)

MOSFET (χρησιμοποίησα IRFZ44N, αλλά οποιοδήποτε mosfet πρέπει να λειτουργεί)

Δίοδος 1N4007 (1)

Buzzer (1)

XL6009 Boost Buck Converter (1)

Ποτενσιόμετρο ή τριμερές 100K (1)

Διακόπτης (1)

Πλαστικό δοχείο (προαιρετικό, αλλά συνιστάται)

Βήμα 1: Πρωτότυπο του κυκλώματος

Πρωτότυπο το κύκλωμα σε μια σανίδα ψωμιού σύμφωνα με το σχηματικό. Έκανα μερικές αλλαγές στο αρχικό κύκλωμα. Επειδή δεν έχω ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα αυτή τη στιγμή, χρησιμοποίησα ένα mosfet και οδήγησα για να προσομοιώσω την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Εάν έχετε ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε μετατροπέα ώθησης για να αυξήσετε τη ράγα 5v στα 12v, για να αλλάξετε την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Χρησιμοποίησα μια έκδοση DIY ενός μετατροπέα ενίσχυσης, αλλά προτιμάται η αγορά από το aliexpress. Εάν δεν ξέρετε πώς να χρησιμοποιήσετε ένα breadboard, παρακαλούμε δείτε αυτό το πολύ χρήσιμο βίντεο στο youtube εδώ: https://www.youtube.com/watch; v = 6WReFkfrUIk

Αντιμετώπιση προβλημάτων:

Εάν δεν εμφανίζεται τίποτα στην οθόνη LCD, δοκιμάστε να ρυθμίσετε το ποτενσιόμετρο. Αυτή η συσκευή ελέγχει την ένταση και την αντίθεση του οπίσθιου φωτισμού. Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε μια δίοδο flyback στην πηγή του mosfet ή θα τηγανίσετε. Αυτό οφείλεται στις επαγωγικές αιχμές μεταγωγής από την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα όταν ενεργοποιείται και απενεργοποιείται.

Βήμα 2: Μεταφόρτωση του κώδικα

Κατεβάστε το Arduino IDE εάν δεν το έχετε κάνει ήδη από τη διεύθυνση https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Εάν θέλετε να αλλάξετε την ώρα του ντους και την ώρα προθέρμανσης, μπορείτε να αλλάξετε το χρονικό διάστημα στις πρώτες 2 γραμμές του κώδικα κάτω από τη διαμόρφωση χρήστη. Πριν από τη μεταφόρτωση, βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει τη σωστή πλακέτα και σειριακή θύρα. Αυτό μπορεί να γίνει πηγαίνοντας στα εργαλεία και στη συνέχεια στο board and port. Αν αντιμετωπίζετε προβλήματα με τη χρήση ενός arduino, δείτε αυτό το πολύ χρήσιμο βίντεο από το Afrotechmods στο youtube:

Βήμα 3: Δοκιμή του κυκλώματος

Συνδέστε την τράπεζα μπαταριών 5v στο κύκλωμα και το arduino και ενεργοποιήστε τον διακόπτη τροφοδοσίας. Η συσκευή θα πρέπει να αρχίσει να μετρά αντίστροφα από μια καθορισμένη ώρα και ο βομβητής να ηχεί σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Το mosfet θα πρέπει να απενεργοποιηθεί αφού η συσκευή μετρήσει αντίστροφα στο μηδέν. Μπορείτε να το επαληθεύσετε χρησιμοποιώντας ένα led συνδεδεμένο σε αντίσταση 220ohm μεταξύ της ράγας 5v και της πηγής mosfet. Βεβαιωθείτε ότι η αποστράγγιση του mosfet είναι συνδεδεμένη με το έδαφος. Αντιμετώπισα μερικά ζητήματα κατά τη δοκιμή του κυκλώματος. Όταν συνδέω το arduino, το led μου αποφάσισε να εκραγεί βίαια. Συνειδητοποίησα ότι δεν πρόσθεσα μια τρέχουσα περιοριστική αντίσταση στο led. Μόλις αντικατέστησα το led με ένα νέο και πρόσθεσα μια αντίσταση, δεν προέκυψαν άλλα προβλήματα και το κύκλωμα λειτούργησε πολύ καλά.

Βήμα 4: Κατανόηση του κυκλώματος

Mayσως αναρωτιέστε πώς λειτουργεί αυτό το κύκλωμα. Το arduino είναι ένας μικροελεγκτής και είναι βασικά ο εγκέφαλος όλης αυτής της εγκατάστασης. Το έχουμε προγραμματίσει με κώδικα LCD για να οδηγήσουμε την οθόνη LCD. Χρησιμοποιούμε τις ψηφιακές ακίδες εξόδου στο arduino για να στείλουμε έναν παλμό υψηλού ή χαμηλού σήματος στην πύλη του mosfet για να τον ενεργοποιήσουμε. Mayσως αναρωτιέστε τι είναι το mosfet. Το Mosfet είναι μια συσκευή που ενεργοποιείται και απενεργοποιείται με βάση το σήμα εισόδου και επιτρέπει τη ροή ισχύος μεταξύ 2 άλλων ακίδων. Έτσι ενεργοποιείται ο φορητός υπολογιστής σας. Όταν πατάτε το κουμπί τροφοδοσίας, αποστέλλεται ένα σήμα στο mosfet, το οποίο επιτρέπει τη ροή του φορτιστή ή της μπαταρίας στη μητρική πλακέτα του φορητού υπολογιστή. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούμε ένα mosfet για να ανοίξουμε μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα χρειάζεται 12v για να ανοίξει και μια πολύ υψηλή έκρηξη ρεύματος για να την ανοίξει αρχικά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρειαζόμαστε ένα mosfet. Η έξοδος του arduino μπορεί να τροφοδοτήσει μόνο 5v στα 100ma, έτσι συνδέουμε το mosfet μεταξύ της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας και της πηγής ισχύος 12v, η οποία μπορεί να προσφέρει πολύ περισσότερη ισχύ. Δημιουργούμε αυτήν την πηγή ισχύος 12v χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα ώθησης, ο οποίος ανεβάζει τα 5v από το arduino μας σε 12v για να οδηγήσει την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Το ποτενσιόμετρο είναι μια συσκευή που επιτρέπει τη ρύθμιση της αντίστασης, η οποία είναι σαν μια δύναμη μπλοκαρίσματος του ρεύματος. Όταν ρυθμίζουμε αυτό το ποτενσιόμετρο κοντά στην οθόνη LCD, αλλάζουμε την τάση που πηγαίνει στον οπίσθιο φωτισμό, γεγονός που μειώνει ή αυξάνει την αντίθεση και την ένταση του οπίσθιου φωτισμού. Μπορεί να ρωτάτε τι είναι μια δίοδος και γιατί χρειάζεται σε αυτό το κύκλωμα. Η δίοδος είναι μια συσκευή που επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει προς μία κατεύθυνση, αλλά όχι προς την άλλη κατεύθυνση. Σε αυτό το κύκλωμα, το έχουμε διαμορφώσει ως δίοδο flyback. Η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα αποτελείται από έναν ηλεκτρομαγνήτη για να σηκώνει ένα πτερύγιο και να το κλείνει όταν εφαρμόζεται ρεύμα. Όταν κλείνει η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, στέλνει έναν πολύ υψηλό παλμό ρεύματος πίσω στο mosfet, ο οποίος μπορεί εύκολα να τηγανίσει. Χρησιμοποιούμε αυτήν τη δίοδο για να στείλουμε αυτόν τον υψηλό παλμό πίσω στις γραμμές τροφοδοσίας για να σώσουμε το mosfet μας. Δεν χρειάζεται αυτή η δίοδος για να λειτουργήσει το κύκλωμα, αλλά συνιστάται για λόγους αξιοπιστίας. Χρησιμοποιούμε ένα breadboard για να δοκιμάσουμε γρήγορα το κύκλωμα και να το δουλέψουμε. Δεν χρειάζεται να κολλήσετε οποιαδήποτε εξαρτήματα εάν χρησιμοποιείτε ένα breadboard. Η συγκόλληση ενός κυκλώματος μπορεί να είναι πολύ χρονοβόρα και μπορεί ακόμη και να μην λειτουργεί σωστά στην πρώτη σας προσπάθεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούμε ένα breadboard για να δοκιμάσουμε πρώτα το κύκλωμα και να βεβαιωθούμε ότι λειτουργεί και στη συνέχεια το κολλάμε σε ένα πρωτοπόρο για να το κάνουμε λειτουργικό τελικό προϊόν.

Εικόνες:

1ο - Mosfet pinout

2ο - Οθόνη LCD

Ηλεκτρομαγνητικό 3ο - 12v

4ος - Μετατροπέας ενίσχυσης

4ο - Arduino uno

5ο - Ποτενσιόμετρο

6η - Δίοδος

7ο - Breadboard

8ο - Protoboard

Βήμα 5: Αυτό το εγχειρίδιο δεν έχει ολοκληρωθεί πλήρως

Δεδομένου ότι δεν έχω την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, δεν μπορώ να δοκιμάσω σωστά το κύκλωμα σε πραγματική κατάσταση ζωής. Μόλις λάβω τη βαλβίδα, θα αρχίσω αμέσως να σχεδιάζω ένα περίβλημα, να κολλάω τα εξαρτήματα σε ένα pcb και να το δοκιμάζω στο ντους μου. Θα ενημερώσω αυτό το διδακτικό όσο το δυνατόν συντομότερα. Ευχαριστώ για την κατανόηση.