Regulador de agua / ducha Arduino: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Hoy, construiremos un regulador de agua simple. Este es un proyecto muy simple y muy fácil de construir. Este dispositivo controla una válvula solenoide para controlar el flujo de agua en base a un tiempo establecido. Este tiempo se puede cambiar fácilmente y el código se puede modificar si es necesario. Los materiales para este proyecto serán fáciles de obtener y comprar. Un gran sitio web para obtener componentes baratos es aliexpress o ebay.

Suministros

Arduino Uno (1)

Protoboard (1)

Cables de puente macho a macho

Cables de puente macho a hembra

Resistencia 220ohm (2)

Módulo LCD 1602 (1)

Solenoide 12V (1)

MOSFET (utilicé IRFZ44N, pero cualquier mosfet debería funcionar)

Diodo 1N4007 (1)

Zumbador (1)

Convertidor Boost Buck XL6009 (1)

Potenciómetro o recortador de 100K (1)

Interruptor (1)

Recipiente de plástico (opcional, pero recomendado)

Paso 1: Prototipo del circuito

Prototipo del circuito en una placa de pruebas de acuerdo con el esquema. Hice algunos cambios en el circuito original. Debido a que no tengo una válvula solenoide en este momento, usé un mosfet y un led para simular el encendido y apagado del solenoide. Si tiene un solenoide, debe usar un convertidor elevador para aumentar el riel de 5v a 12v para cambiar el solenoide. Usé una versión de bricolaje de un convertidor boost, pero se prefiere comprar uno en aliexpress. Si no sabe cómo usar una placa de pruebas, mire este video de youtube muy útil aquí: https://www.youtube.com/watch? v = 6WReFkfrUIk

Solución de problemas:

Si no aparece nada en la pantalla LCD, intente ajustar el potenciómetro. Este dispositivo controla la intensidad y el contraste de la luz de fondo. Asegúrese de usar un diodo de retorno en la fuente del mosfet o lo freirá. Esto se debe a los picos de conmutación inductivos del solenoide cuando se enciende y apaga.

Paso 2: carga del código

Descargue el IDE de Arduino si aún no lo ha hecho desde https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Si desea cambiar el tiempo de la ducha y el tiempo de calentamiento, puede cambiar el tiempo en las primeras 2 líneas del código en la configuración del usuario. Antes de cargar, asegúrese de seleccionar la placa y el puerto serie correctos. Esto se puede hacer yendo a herramientas y luego a bordo y puerto. Si tiene problemas para usar un arduino, mire este video de YouTube muy útil de Afrotechmods:

Paso 3: prueba del circuito

Conecte su banco de baterías de 5v al circuito y arduino y encienda el interruptor de encendido. El dispositivo debe comenzar la cuenta regresiva desde un tiempo establecido y el zumbador debe sonar durante intervalos de tiempo específicos. El mosfet debería apagarse después de que el dispositivo cuente hasta cero. Puede verificar esto usando un led conectado a una resistencia de 220ohm entre el riel de 5v y la fuente mosfet. Asegúrese de que el drenaje del mosfet esté conectado a tierra. Encontré algunos problemas durante la prueba del circuito. Cuando enchufé el arduino, mi led decidió explotar violentamente. Me di cuenta de que no agregué una resistencia limitadora de corriente al led. Una vez que reemplacé el led por uno nuevo y agregué una resistencia, no ocurrieron más problemas y el circuito funcionó muy bien.

Paso 4: Comprensión del circuito

Quizás se pregunte cómo funciona este circuito. El arduino es un microcontrolador y es básicamente el cerebro de toda esta configuración. Lo hemos programado con un código lcd para manejar la pantalla lcd. Estamos usando los pines de salida digital en el arduino para enviar un pulso de señal alta o baja a la puerta del mosfet para encenderlo. Quizás se esté preguntando qué es un mosfet. Un mosfet es un dispositivo que se enciende y apaga según la señal de entrada y permite que la energía fluya entre otros 2 pines. Así es como se enciende su computadora portátil. Cuando presiona el botón de encendido, se envía una señal al mosfet que permite que la energía del cargador o la energía de la batería fluya hacia la placa base de la computadora portátil. En este caso, estamos usando un mosfet para encender una válvula solenoide. La válvula solenoide necesita 12v para encenderse y una ráfaga de corriente muy alta para abrirla inicialmente. Por eso necesitamos un mosfet. La salida del arduino solo puede suministrar 5v a 100ma, por lo que conectamos el mosfet entre el solenoide y la fuente de alimentación de 12v, que puede entregar mucha más potencia. Creamos esta fuente de alimentación de 12v mediante el uso de un convertidor de refuerzo, que aumenta nuestros 5v de nuestro arduino a 12v para impulsar la válvula solenoide. Un potenciómetro es un dispositivo que permite el ajuste de la resistencia, que es como una fuerza de bloqueo de la corriente. Cuando ajustamos este potenciómetro cerca de la pantalla lcd, estamos cambiando el voltaje que va a la retroiluminación, lo que reduce o aumenta el contraste y la intensidad de la retroiluminación. Es posible que se pregunte qué es un diodo y por qué se necesita en este circuito. Un diodo es un dispositivo que permite que la corriente fluya en una dirección, pero no en la otra. En este circuito, lo tenemos configurado como diodo flyback. El solenoide está compuesto por un electroimán para levantar una solapa y cerrarla cuando se aplica corriente. Cuando el solenoide se cierra, envía un pulso muy alto de corriente de regreso al mosfet, que puede freírlo fácilmente. Usamos este diodo para enviar este pulso alto de regreso a las líneas eléctricas para salvar nuestro mosfet. No necesita este diodo para que funcione el circuito, pero se recomienda por motivos de fiabilidad. Usamos una placa para probar rápidamente el circuito y hacerlo funcionar. No necesita soldar ningún componente si usa una placa de pruebas. Soldar un circuito puede llevar mucho tiempo y es posible que ni siquiera funcione correctamente en el primer intento. Es por eso que usamos una placa para probar el circuito primero y asegurarnos de que funcione y luego lo soldamos en una placa para que sea un producto final funcional.

Imágenes:

1 ° - Pinout del Mosfet

2do - Pantalla LCD

3er - solenoide de 12v

4to - Convertidor de impulso

4to - Arduino uno

5to - Potenciómetro

6to - Diodo

7mo - Tablero de pruebas

8 - Protoboard

Paso 5: este instructable no está completamente terminado

Como no tengo la válvula solenoide, no puedo probar correctamente el circuito en una situación de la vida real. Tan pronto como reciba la válvula, comenzaré inmediatamente a diseñar un gabinete, a soldar los componentes en una placa de circuito impreso y a probarlo en mi ducha. Actualizaré este instructable tan pronto como pueda. Gracias por su comprensión.