Regulador de água / chuveiro Arduino: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Hoje, estaremos construindo um regulador de água simples. Este é um projeto muito simples e muito fácil de construir. Este dispositivo controla uma válvula solenóide para controlar o fluxo de água com base em um tempo definido. Este tempo pode ser facilmente alterado e o código modificado, se necessário. Os materiais para este projeto serão fáceis de obter e comprar. Um ótimo site para obter componentes baratos é o aliexpress ou ebay.

Suprimentos

Arduino Uno (1)

Placa de ensaio (1)

Fios de jumper macho para macho

Fios de jumper macho para fêmea

Resistor de 220 ohm (2)

Módulo LCD 1602 (1)

Solenóide 12V (1)

MOSFET (usei IRFZ44N, mas qualquer mosfet deve funcionar)

Diodo 1N4007 (1)

Campainha (1)

Conversor Boost Buck XL6009 (1)

Potenciômetro 100K ou Trimmer (1)

Switch (1)

Recipiente de plástico (opcional, mas recomendado)

Etapa 1: protótipo do circuito

Faça um protótipo do circuito em uma placa de ensaio de acordo com o esquema. Fiz algumas alterações no circuito original. Como não tenho uma válvula solenóide agora, usei um mosfet e conduzi para simular o solenóide ligando e desligando. Se você tiver um solenóide, precisará usar um conversor de reforço para aumentar o trilho de 5 V para 12 V a fim de alternar o solenóide. Usei uma versão DIY de um conversor boost, mas é preferível comprar um da aliexpress. Se você não sabe como usar uma placa de ensaio, assista a este vídeo do youtube muito útil aqui: https://www.youtube.com/watch? v = 6WReFkfrUIk

Solução de problemas:

Se nada aparecer na tela LCD, tente ajustar o potenciômetro. Este dispositivo controla a intensidade e o contraste da luz de fundo. Certifique-se de usar um diodo flyback na fonte do mosfet ou você irá fritá-lo. Isso ocorre por causa dos picos de comutação indutiva do solenóide quando ele liga e desliga.

Etapa 2: Upload do código

Baixe o IDE do Arduino se ainda não o fez em https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Se você deseja alterar o tempo de banho e aquecimento, você pode alterar o tempo nas primeiras 2 linhas do código na configuração do usuário. Antes de fazer o upload, certifique-se de selecionar a placa e a porta serial corretas. Isso pode ser feito acessando ferramentas e, em seguida, placa e porta. Se você estiver tendo problemas para usar um arduino, assista a este vídeo do youtube muito útil de Afrotechmods:

Etapa 3: Testando o circuito

Conecte seu banco de bateria de 5v ao circuito e ao arduino e ligue o botão liga / desliga. O dispositivo deve começar a contagem regressiva a partir de um horário definido e a campainha deve soar durante intervalos de tempo específicos. O mosfet deve desligar após a contagem regressiva do dispositivo até zero. Você pode verificar isso usando um led conectado a um resistor de 220 ohms entre o trilho de 5v e a fonte mosfet. Certifique-se de que o dreno do mosfet esteja conectado ao aterramento. Eu encontrei alguns problemas durante o teste do circuito. Quando conectei o arduino, meu led decidiu explodir violentamente. Percebi que não adicionei um resistor limitador de corrente ao led. Depois de substituir o led por um novo e adicionar um resistor, não ocorreram mais problemas e o circuito funcionou muito bem.

Etapa 4: Compreendendo o circuito

Você pode estar se perguntando como esse circuito funciona. O arduino é um microcontrolador e é basicamente o cérebro de toda essa configuração. Nós o programamos com um código de lcd para acionar a tela de lcd. Estamos usando os pinos de saída digital no arduino para enviar um pulso de sinal alto ou baixo para o portão do mosfet a fim de ligá-lo. Você pode estar se perguntando o que é um mosfet. Um mosfet é um dispositivo que liga e desliga com base no sinal de entrada e permite que a energia flua entre 2 outros pinos. É assim que seu laptop liga. Quando você pressiona o botão liga / desliga, um sinal é enviado ao mosfet que permite que a energia do carregador ou da bateria flua para a placa-mãe do laptop. Neste caso, estamos usando um mosfet para ligar uma válvula solenóide. A válvula solenóide precisa de 12 V para ligar e de uma corrente muito alta para abri-la inicialmente. É por isso que precisamos de um mosfet. A saída do arduino pode fornecer apenas 5v a 100ma, então conectamos o mosfet entre o solenóide e a fonte de alimentação de 12v, que pode fornecer muito mais energia. Criamos essa fonte de alimentação de 12v usando um conversor boost, que aumenta nossos 5v de nosso arduino para 12v para acionar a válvula solenóide. Um potenciômetro é um dispositivo que permite o ajuste da resistência, que é como uma força de bloqueio para a corrente. Quando ajustamos este potenciômetro próximo à tela do LCD, estamos mudando a voltagem que vai para a luz de fundo, o que reduz ou aumenta o contraste e a intensidade da luz de fundo. Você pode estar se perguntando o que é um diodo e por que ele é necessário neste circuito. Um diodo é um dispositivo que permite que a corrente flua em uma direção, mas não na outra. Neste circuito, ele está configurado como um diodo flyback. O solenóide é composto por um eletroímã para levantar uma aba e fechá-la quando a corrente é aplicada. Quando o solenóide fecha, ele envia um pulso muito alto de corrente de volta para o mosfet, que pode fritá-lo facilmente. Usamos este diodo para enviar este pulso alto de volta para as linhas de força a fim de salvar nosso mosfet. Você não precisa desse diodo para o circuito funcionar, mas é recomendado para fins de confiabilidade. Usamos uma placa de ensaio para testar rapidamente o circuito e fazê-lo funcionar. Você não precisa soldar nenhum componente se usar uma placa de ensaio. Soldar um circuito pode consumir muito tempo e pode nem funcionar corretamente na primeira tentativa. É por isso que usamos uma placa de ensaio para testar o circuito primeiro e ter certeza de que funciona e, em seguida, soldamos em um protoboard para torná-lo um produto final funcional.

Imagens:

1ª - pinagem Mosfet

2ª - tela LCD

3º - solenóide 12v

4º - Conversor Boost

4º - Arduino uno

5º - Potenciômetro

6º - Diodo

7º - Breadboard

8º - Protoboard

Etapa 5: este instrutivo não foi totalmente concluído

Como não tenho a válvula solenóide, não posso testar o circuito adequadamente em uma situação da vida real. Assim que receber a válvula, começarei imediatamente a projetar um gabinete, soldar os componentes em um pcb e testá-lo no meu chuveiro. Vou atualizar este instrutível assim que puder. Obrigado pela sua compreensão.