Regulator wody/prysznic Arduino: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Dzisiaj zbudujemy prosty regulator wody. To bardzo prosty projekt i bardzo łatwy do zbudowania. To urządzenie steruje zaworem elektromagnetycznym do sterowania przepływem wody w ustalonym czasie. Ten czas można łatwo zmienić, a w razie potrzeby zmodyfikować kod. Materiały do tego projektu będą łatwe do zdobycia i zakupu. Świetną stroną internetową, na której można kupić tanie komponenty, jest aliexpress lub ebay.

Kieszonkowe dzieci

Arduino Uno (1)

Deska do krojenia chleba (1)

Przewody połączeniowe męskie na męskie

Przewody połączeniowe męskie na żeńskie

Rezystor 220ohm (2)

Moduł LCD 1602 (1)

Elektromagnes 12V (1)

MOSFET (użyłem IRFZ44N, ale każdy mosfet powinien działać)

Dioda 1N4007 (1)

Brzęczyk (1)

XL6009 Przetwornica doładowania (1)

Potencjometr 100K lub trymer (1)

Przełącznik (1)

Plastikowy pojemnik (opcjonalnie, ale zalecany)

Krok 1: Prototypowanie obwodu

Prototypuj obwód na płytce stykowej zgodnie ze schematem. Dokonałem kilku zmian w oryginalnym obwodzie. Ponieważ w tej chwili nie mam elektrozaworu, użyłem mosfeta i doprowadziłem do symulacji włączania i wyłączania elektrozaworu. Jeśli masz elektrozawór, musisz użyć konwertera doładowania, aby zwiększyć szynę 5V do 12V, aby przełączyć elektrozawór. Użyłem konwertera doładowania w wersji DIY, ale preferowany jest zakup jednego z aliexpress. Jeśli nie wiesz, jak korzystać z płytki prototypowej, obejrzyj ten bardzo przydatny film z YouTube tutaj: https://www.youtube.com/watch? v=6WReFkfrUIk

Rozwiązywanie problemów:

Jeśli nic nie pojawia się na ekranie LCD, spróbuj wyregulować potencjometr. To urządzenie kontroluje intensywność i kontrast podświetlenia. Upewnij się, że używasz diody flyback na źródle mosfetu lub usmażysz go. Wynika to z indukcyjnych skoków przełączających z solenoidu podczas włączania i wyłączania.

Krok 2: Przesyłanie kodu

Pobierz Arduino IDE, jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś z https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Jeśli chcesz zmienić czas prysznica i czas nagrzewania, możesz zmienić czas w pierwszych 2 liniach kodu w konfiguracji użytkownika. Przed przesłaniem upewnij się, że wybrałeś właściwą kartę i port szeregowy. Można to zrobić, przechodząc do narzędzi, a następnie na pokład i port. Jeśli masz problemy z używaniem Arduino, obejrzyj ten bardzo przydatny film na YouTube autorstwa Afrotechmods:

Krok 3: Testowanie obwodu

Podłącz bank akumulatorów 5v do obwodu i arduino i włącz przełącznik zasilania. Urządzenie powinno rozpocząć odliczanie od ustawionego czasu, a brzęczyk powinien wydawać sygnał dźwiękowy w określonych odstępach czasu. Mosfet powinien się wyłączyć po odliczeniu przez urządzenie do zera. Możesz to sprawdzić za pomocą diody LED podłączonej do rezystora 220 omów między szyną 5V a źródłem mosfet. Upewnij się, że odpływ z mosfetu jest podłączony do ziemi. Podczas testowania obwodu napotkałem kilka problemów. Kiedy podłączyłem arduino, mój led postanowił gwałtownie eksplodować. Zdałem sobie sprawę, że nie dodałem do diody rezystora ograniczającego prąd. Po wymianie leda na świeżą i dodaniu rezystora nie wystąpiły już żadne problemy i układ działał bardzo dobrze.

Krok 4: Zrozumienie obwodu

Być może zastanawiasz się, jak działa ten obwód. Arduino jest mikrokontrolerem i jest w zasadzie mózgiem całej tej konfiguracji. Zaprogramowaliśmy go kodem lcd, aby sterować ekranem lcd. Używamy cyfrowych pinów wyjściowych na arduino w celu wysłania impulsu wysokiego lub niskiego sygnału do bramki mosfeta w celu jego włączenia. Być może zastanawiasz się, czym jest mosfet. Mosfet to urządzenie, które włącza się i wyłącza na podstawie sygnału wejściowego i umożliwia przepływ zasilania między 2 innymi pinami. Tak włącza się twój laptop. Po naciśnięciu przycisku zasilania do mosfeta wysyłany jest sygnał, który umożliwia przepływ mocy ładowarki lub baterii do płyty głównej laptopa. W tym przypadku używamy mosfeta do włączenia elektrozaworu. Zawór elektromagnetyczny potrzebuje napięcia 12 V, aby się włączyć, i bardzo wysokiego wyładowania prądu, aby go początkowo otworzyć. Dlatego potrzebujemy mosfetu. Wyjście arduino może dostarczać tylko 5 V przy 100 mA, więc podłączamy mosfet między solenoid a źródło zasilania 12 V, które może dostarczyć znacznie więcej mocy. Tworzymy to źródło zasilania 12 V za pomocą konwertera doładowania, który zwiększa nasze 5 V z naszego arduino do 12 V, aby napędzać zawór elektromagnetyczny. Potencjometr to urządzenie, które umożliwia regulację rezystancji, która jest jak siła blokująca prąd. Regulując ten potencjometr w pobliżu ekranu LCD, zmieniamy napięcie przechodzące na podświetlenie, co zmniejsza lub zwiększa kontrast i intensywność podświetlenia. Możesz zapytać, co to jest dioda i dlaczego jest potrzebna w tym obwodzie. Dioda to urządzenie, które umożliwia przepływ prądu w jednym kierunku, ale nie w drugą stronę. W tym obwodzie mamy to skonfigurowane jako dioda flyback. Elektromagnes składa się z elektromagnesu, który podnosi klapkę i zamyka ją po przyłożeniu prądu. Kiedy solenoid się zamyka, wysyła bardzo wysoki impuls prądu z powrotem do mosfetu, który może go łatwo usmażyć. Używamy tej diody, aby wysłać ten wysoki impuls z powrotem do linii energetycznych, aby uratować nasz mosfet. Ta dioda nie jest potrzebna do działania obwodu, ale jest zalecana ze względu na niezawodność. Używamy płytki stykowej, aby szybko przetestować obwód i uruchomić go. Nie musisz lutować żadnych elementów, jeśli używasz płytki stykowej. Lutowanie obwodu może być bardzo czasochłonne i może nawet nie działać poprawnie przy pierwszej próbie. Dlatego najpierw używamy płytki stykowej, aby przetestować obwód i upewnić się, że działa, a następnie lutujemy go na płytce prototypowej, aby uczynić z niego funkcjonalny produkt końcowy.

Obrazy:

1. - pinout mosfetu

2. - ekran LCD

Elektromagnes 3 - 12 V

4. - Konwerter doładowania

4. - Arduino uno

5. - Potencjometr

6. - Dioda

7 miejsce - deska do krojenia chleba

8. - Płyta prototypowa

Krok 5: Ta instrukcja nie jest w pełni skończona

Ponieważ nie mam elektrozaworu, nie mogę poprawnie przetestować obwodu w rzeczywistej sytuacji. Jak tylko otrzymam zawór, od razu zacznę projektować obudowę, lutować elementy na płytce drukowanej i testować na moim prysznicu. Zaktualizuję tę instrukcję tak szybko, jak to możliwe. Dziękuję za Twoje zrozumienie.