Регулятор воды / душа Arduino: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Сегодня мы построим простой регулятор воды. Это очень простой проект, и его очень легко построить. Это устройство управляет электромагнитным клапаном для управления потоком воды в установленное время. Это время можно легко изменить, а при необходимости изменить код. Материалы для этого проекта легко найти и купить. Отличный сайт для дешевых компонентов - aliexpress или ebay.

Запасы

Ардуино Уно (1)

Макетная плата (1)

Перемычки между мужчинами и женщинами

Перемычки между мужчинами и женщинами

Резистор 220 Ом (2)

ЖК-модуль 1602 (1)

Соленоид 12 В (1)

МОП-транзистор (я использовал IRFZ44N, но любой МОП-транзистор должен работать)

1N4007 Диод (1)

Зуммер (1)

Повышающий понижающий преобразователь XL6009 (1)

Потенциометр или триммер 100K (1)

Переключатель (1)

Пластиковый контейнер (необязательно, но рекомендуется)

Шаг 1: прототип схемы

Сделайте прототип схемы на макете по схеме. Я внес несколько изменений в исходную схему. Поскольку у меня сейчас нет соленоидного клапана, я использовал mosfet и привел для имитации включения и выключения соленоида. Если у вас есть соленоид, вам нужно использовать повышающий преобразователь, чтобы повысить шину 5 В до 12 В, чтобы переключить соленоид. Я использовал самодельную версию повышающего преобразователя, но предпочтительнее покупать его на aliexpress. Если вы не знаете, как использовать макетную плату, посмотрите это очень полезное видео на YouTube здесь: https://www.youtube.com/watch? v = 6WReFkfrUIk

Исправление проблем:

Если на ЖК-экране ничего не отображается, попробуйте настроить потенциометр. Это устройство регулирует интенсивность и контрастность подсветки. Убедитесь, что вы используете обратный диод на источнике МОП-транзистора, иначе вы его зажжете. Это происходит из-за индуктивных всплесков переключения соленоида при его включении и выключении.

Шаг 2: загрузка кода

Загрузите IDE Arduino, если вы еще этого не сделали, с https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Если вы хотите изменить время душа и время разогрева, вы можете изменить время в первых 2 строках кода в пользовательской конфигурации. Перед загрузкой убедитесь, что вы выбрали правильную плату и последовательный порт. Это можно сделать, перейдя к инструментам, а затем к плате и портированию. Если у вас возникли проблемы с использованием Arduino, посмотрите это очень полезное видео на YouTube от Afrotechmods:

Шаг 3: Тестирование схемы

Подключите аккумуляторную батарею 5 В к цепи и Arduino и включите выключатель питания. Устройство должно начать обратный отсчет от установленного времени, а зуммер должен издать звуковой сигнал в определенные промежутки времени. МОП-транзистор должен выключиться после того, как устройство обратится к нулю. Вы можете проверить это, используя светодиод, подключенный к резистору 220 Ом между шиной 5 В и источником МОП-транзистора. Убедитесь, что сток МОП-транзистора заземлен. Во время тестирования схемы я обнаружил несколько проблем. Когда я подключил Arduino, мой светодиод решил сильно взорваться. Я понял, что токоограничивающий резистор к светодиоду не добавил. После того, как я заменил светодиод на новый и добавил резистор, проблем больше не возникло, и схема заработала очень хорошо.

Шаг 4: понимание схемы

Вам может быть интересно, как работает эта схема. Arduino - это микроконтроллер, и он, по сути, является мозгом всей этой установки. Мы запрограммировали его с помощью ЖК-кода, чтобы управлять ЖК-экраном. Мы используем цифровые выходные контакты на Arduino, чтобы отправить импульс высокого или низкого сигнала на затвор МОП-транзистора, чтобы включить его. Вам может быть интересно, что такое MOSFET. MOSFET - это устройство, которое включается и выключается в зависимости от входного сигнала и позволяет току течь между двумя другими контактами. Так включается ваш ноутбук. Когда вы нажимаете кнопку питания, на МОП-транзистор отправляется сигнал, который позволяет зарядному устройству или аккумулятору поступать на материнскую плату ноутбука. В этом случае мы используем МОП-транзистор для включения электромагнитного клапана. Электромагнитному клапану требуется 12 В для включения и очень сильный импульс тока для его открытия. Вот почему нам нужен МОП-транзистор. Выход Arduino может подавать только 5 В при 100 мА, поэтому мы подключаем МОП-транзистор между соленоидом и источником питания 12 В, который может обеспечить гораздо большую мощность. Мы создаем этот источник питания 12 В с помощью повышающего преобразователя, который повышает наши 5 В с нашего Arduino до 12 В для управления соленоидным клапаном. Потенциометр - это устройство, которое позволяет регулировать сопротивление, которое подобно блокирующей силе для тока. Когда мы регулируем этот потенциометр рядом с ЖК-экраном, мы изменяем напряжение, идущее на подсветку, что снижает или увеличивает контраст и интенсивность подсветки. Вы можете спросить, что такое диод и зачем он нужен в этой схеме. Диод - это устройство, которое позволяет току течь в одном направлении, но не в другом. В этой схеме он настроен как обратный диод. Соленоид состоит из электромагнита, который поднимает заслонку и закрывает ее при подаче тока. Когда соленоид закрывается, он посылает очень сильный импульс тока обратно в МОП-транзистор, который может легко его поджечь. Мы используем этот диод, чтобы отправить этот высокий импульс обратно в линии электропередач, чтобы сохранить наш МОП-транзистор. Вам не нужен этот диод для работы схемы, но он рекомендуется из соображений надежности. Мы используем макетную плату, чтобы быстро проверить схему и заставить ее работать. Если вы используете макетную плату, паять какие-либо компоненты не нужно. Пайка схемы может занять очень много времени, и она может даже не работать должным образом с первой попытки. Вот почему мы сначала используем макетную плату, чтобы проверить схему и убедиться, что она работает, а затем припаиваем ее к макетной плате, чтобы сделать из нее функциональный конечный продукт.

Изображений:

1-й - распиновка Mosfet

2-й - ЖК-экран

3-й - соленоид 12в

4-й - Повышающий преобразователь

4 место - Arduino uno

5-я - потенциометр

6-я - Диод

7 место - Макетная плата

8 место - Протоборд

Шаг 5: эта инструкция еще не завершена

Поскольку у меня нет электромагнитного клапана, я не могу должным образом проверить схему в реальной ситуации. Как только я получу клапан, я немедленно начну проектировать корпус, припаивать компоненты к печатной плате и тестировать ее на моем душе. Я обновлю это руководство, как только смогу. Спасибо за понимание.