Regolatore acqua/doccia Arduino: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Oggi costruiremo un semplice regolatore dell'acqua. Questo è un progetto molto semplice e molto facile da costruire. Questo dispositivo comanda un'elettrovalvola per controllare il flusso dell'acqua in base ad un tempo prestabilito. Questa volta può essere facilmente modificata e il codice modificato se necessario. I materiali per questo progetto saranno facili da reperire e acquistare. Un ottimo sito Web per ottenere componenti a buon mercato è aliexpress o ebay.

Forniture

Arduino Uno (1)

Tagliere (1)

Ponticelli maschio-maschio

Cavi jumper maschio-femmina

Resistenza 220ohm (2)

Modulo LCD 1602 (1)

Solenoide 12V (1)

MOSFET (ho usato IRFZ44N, ma qualsiasi mosfet dovrebbe funzionare)

Diodo 1N4007 (1)

Cicalino (1)

XL6009 Convertitore buck boost (1)

Potenziometro o Trimmer 100K (1)

Interruttore (1)

Contenitore in plastica (opzionale, ma consigliato)

Passaggio 1: prototipazione del circuito

Prototipa il circuito su una breadboard secondo lo schema. Ho apportato alcune modifiche al circuito originale. Poiché in questo momento non ho un'elettrovalvola, ho usato un mosfet e portato a simulare l'accensione e lo spegnimento del solenoide. Se si dispone di un solenoide, è necessario utilizzare un convertitore boost per aumentare il binario 5v a 12v per commutare il solenoide. Ho usato una versione fai-da-te di un convertitore boost, ma è preferibile acquistarne uno da aliexpress. Se non sai come utilizzare una breadboard, guarda questo video di YouTube molto utile qui: https://www.youtube.com/watch? v=6WReFkfrUIk

Risoluzione dei problemi:

Se non viene visualizzato nulla sullo schermo LCD, prova a regolare il potenziometro. Questo dispositivo controlla l'intensità e il contrasto della retroilluminazione. Assicurati di utilizzare un diodo flyback sulla sorgente del mosfet o lo friggerai. Ciò è dovuto ai picchi di commutazione induttivi dal solenoide quando si accende e si spegne.

Passaggio 2: caricamento del codice

Scarica l'IDE Arduino se non l'hai già fatto da https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Se si desidera modificare il tempo della doccia e il tempo di riscaldamento, è possibile modificare i tempi sulle prime 2 righe del codice in configurazione utente. Prima di caricare, assicurati di selezionare la scheda e la porta seriale corrette. Questo può essere fatto andando agli strumenti e poi a bordo e porto. Se hai problemi con un arduino, guarda questo video di YouTube molto utile di Afrotechmods:

Passaggio 3: test del circuito

Collega il tuo banco di batterie 5v al circuito e ad arduino e accendi l'interruttore di alimentazione. Il dispositivo dovrebbe iniziare il conto alla rovescia da un tempo impostato e il cicalino dovrebbe emettere un segnale acustico durante intervalli di tempo specifici. Il mosfet dovrebbe spegnersi dopo che il dispositivo ha effettuato il conto alla rovescia fino a zero. Puoi verificarlo utilizzando un led collegato a un resistore da 220 ohm tra il binario 5v e la sorgente mosfet. Assicurati che lo scarico del mosfet sia collegato a massa. Ho riscontrato alcuni problemi durante i test del circuito. Quando ho collegato l'arduino, il mio led ha deciso di esplodere violentemente. Mi sono reso conto che non ho aggiunto un resistore di limitazione di corrente al led. Una volta sostituito il led con uno nuovo e aggiunto un resistore, non si sono verificati più problemi e il circuito ha funzionato molto bene.

Passaggio 4: comprendere il circuito

Forse ti starai chiedendo come funziona questo circuito. L'arduino è un microcontrollore ed è fondamentalmente il cervello di tutta questa configurazione. Lo abbiamo programmato con un codice lcd per pilotare lo schermo lcd. Stiamo usando i pin di uscita digitale sull'arduino per inviare un impulso di segnale alto o basso al gate del mosfet per accenderlo. Forse ti starai chiedendo cos'è un mosfet. Un mosfet è un dispositivo che si accende e si spegne in base al segnale di ingresso e consente all'alimentazione di fluire tra altri 2 pin. Ecco come si accende il tuo laptop. Quando si preme il pulsante di accensione, viene inviato un segnale al mosfet che consente all'alimentazione del caricabatterie o della batteria di fluire nella scheda madre del laptop. In questo caso, stiamo usando un mosfet per accendere un'elettrovalvola. L'elettrovalvola ha bisogno di 12v per accendersi e di una scarica di corrente molto alta per aprirla inizialmente. Ecco perché abbiamo bisogno di un mosfet. L'uscita dell'arduino può fornire solo 5v a 100ma, quindi colleghiamo il mosfet tra il solenoide e la fonte di alimentazione a 12v, che può fornire molta più potenza. Creiamo questa fonte di alimentazione a 12v utilizzando un convertitore boost, che aumenta i nostri 5v dal nostro arduino a 12v per azionare l'elettrovalvola. Un potenziometro è un dispositivo che consente la regolazione della resistenza, che è come una forza di blocco per la corrente. Quando regoliamo questo potenziometro vicino allo schermo lcd, stiamo cambiando la tensione andando alla retroilluminazione, che riduce o aumenta il contrasto e l'intensità della retroilluminazione. Potresti chiederti cos'è un diodo e perché è necessario in questo circuito. Un diodo è un dispositivo che consente alla corrente di fluire in una direzione, ma non nell'altra. In questo circuito, lo abbiamo configurato come diodo flyback. Il solenoide è costituito da un elettromagnete per sollevare un lembo e chiuderlo quando viene applicata corrente. Quando il solenoide si chiude, invia un impulso di corrente molto alto nel mosfet, che può facilmente friggerlo. Usiamo questo diodo per inviare questo impulso alto nelle linee elettriche per salvare il nostro mosfet. Non è necessario questo diodo per il funzionamento del circuito, ma è consigliato per motivi di affidabilità. Usiamo una breadboard per testare rapidamente il circuito e farlo funzionare. Non è necessario saldare alcun componente se si utilizza una breadboard. Saldare un circuito può richiedere molto tempo e potrebbe anche non funzionare correttamente al primo tentativo. Questo è il motivo per cui usiamo una breadboard per testare prima il circuito e assicurarci che funzioni e poi lo saldiamo su una scheda prototipi per renderlo un prodotto finale funzionale.

Immagini:

1° - Piedinatura Mosfet

2° - Schermo LCD

3° - solenoide 12v

4° - Convertitore boost

4° - Arduino uno

5° - Potenziometro

6° - Diodo

7° - Tagliere

8° - Scheda prototipi

Passaggio 5: questo Instructable non è completamente finito

Poiché non ho l'elettrovalvola, non posso testare correttamente il circuito in una situazione reale. Non appena ricevo la valvola, inizierò immediatamente a progettare un involucro, a saldare i componenti su un pcb e a testarlo sulla mia doccia. Aggiornerò questo istruibile non appena possibile. Grazie per la tua comprensione.