¡Cada litro cuenta! Dosificador de agua Arduino "Shield": 7 pasos (con imágenes)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-13 06:57

¡Hola! Con este instructable, puede dosificar la cantidad deseada de agua. El sistema puede funcionar en mL y L. Usaremos un Arduino UNO, un caudalímetro para contar la cantidad de agua, una pantalla LCD para mostrar el estado, pulsadores para cambiar configuraciones y un relé para activar una electroválvula.

El sistema puede tener muchas aplicaciones: regar el jardín, mezclar agua con algunos ingredientes, llenar un tanque, controlar el consumo de agua, etc.

En un primer intento, traté de hacerlo en una placa de pruebas, pero debido a los 8 botones (muchos cables), las desconexiones, las medidas incorrectas y la necesidad de probar afuera o cerca de una fuente de agua, decidí hacer un "escudo ".

Si nunca hizo un PCB, tal vez este sea un buen momento. Es fácil, solo debes tener cuidado con los elementos involucrados. Hice una guía rápida para el PCB. Si necesita más detalles, puede encontrar buenos tutoriales en esta página.

NOTA: La precisión de la medición viene dada por la calidad del caudalímetro. Este no es un dosificador de alta precisión. Necesitará paciencia para calibrar el sistema, pero el resultado final es bastante preciso.

¡Ver el vídeo!

Paso 1: Materiales

tarjeta de circuito impreso

-Tablero de cobre por un lado 13x10 cm mínimo (se recomienda fibra de vidrio)

-Cloruro férrico

-Contenedor de plástico

-Guantes de plástico

-Papel de transferencia térmica (el amarillo)

-Una plancha (para transferencia térmica)

-Plancha para soldar, alambre de soldadura, almohadilla para pulir

-Taladro, broca de 1 mm

Electrónica

-Arduino UNO

-LCD 16x2

-Medidor de flujo de agua (estoy usando el YF-S201)

-10K resistencias x 8

-1K resistencia

-10K trimpot

-Pulsar botones x 8

-Conectores de clavija recta macho de una hilera x 21 clavijas

-Conectores de pines curvos de una sola fila x 6 pines

-Conectores de cabezal de clavija hembra de 2 x 6 clavijas

-Módulo de relé 5V

-Válvula solenoide (se recomienda 12, 24 VDC)

-Conectores, alambres

Y Tubería según sus necesidades

Paso 2: preparación de la placa de circuito impreso

Quizás este sea el paso más difícil, si nunca hizo una PCB. Solo necesitas seguir las instrucciones.

Hay muchas formas de hacer una PCB, esta me funciona:

1.- Prepara el tablero puliendo la superficie de cobre. Necesita obtener una superficie lisa y brillante. Luego lávelo con detergente para platos. Una vez hecho esto, no vuelva a tocar la superficie (huellas dactilares). Déjalo secar

2.- Imprime los archivos (PDF) en el papel de transferencia térmica. En mi caso, tengo un papel para tóner (no tinta), por lo que necesitas la impresora correcta para tu papel. Imprima sobre la superficie lisa / brillante del papel.

Nota: Los archivos están listos para transferir, no utilice el espejo para imprimir. Si quieres, imprime primero en papel normal para asegurarte. Verás las letras al revés, pero está bien.

3.-Colocar el papel con la superficie impresa hacia abajo y encajarlo en el tablero (superficie de cobre). Pon un poco de cinta para arreglarlo

4.-Ahora, use una plancha caliente para transferir las pistas a la superficie de cobre. Haga esto moviendo la plancha y presione durante aproximadamente

2-3 minutos.

5.- Déjalo enfriar y luego retira todo el papel. Puede lavarlo con cuidado para quitar el papel restante. ¡No dañe las orugas !.

6.-Preparar la solución en el recipiente de plástico. ¡Utilice guantes de plástico !. Utilizo una proporción de una parte de cloruro férrico por dos de agua tibia (40 C). Necesitaba 300 ml para hacer el PCB (100 ml de cloruro férrico y 200 ml de agua tibia), pero depende del tamaño de su recipiente.

7.- Pon la tabla en la solución, mueve el recipiente, de vez en cuando, "haciendo olas" para quitar el cobre. Normalmente, toma entre 20 y 30 minutos. Revise el tablero constantemente.

8.-Una vez retirado todo el cobre, retira y lava la tabla (usa guantes plásticos para manipular). Pula de nuevo para quitar la tinta y ver las pistas de cobre.

9.-Puedes cortar las partes restantes de la tabla si quieres.

10.-Ahora tienes que perforar los agujeros. Utilice una broca de 1 mm. Los agujeros están marcados en el centro de los círculos sin cobre.

11.-Ahora puedes transferir la parte superior. El papel impreso tiene que encajar con los agujeros. Utilice las esquinas de las líneas de los pulsadores como referencia. Puede hacer esto contra una luz fuerte o el sol. Pon un poco de cinta para arreglarlo.

Repita los pasos 3-5.

¡Y la PCB está lista!

Paso 3: hacer el "escudo"

Ahora, monte y suelde los componentes. Primero los encabezados de los pines. Necesita empujar los pines para obtener un "pin largo" o puede usar otro tipo de encabezado de pin. Mira la foto.

Luego las resistencias. Cada resistencia está marcada en la parte superior con el valor respectivo. Continúe con los botones pulsadores, trimpot, conectores de pines curvos y conectores de pines hembra.

ADVERTENCIA: Es necesario poner un poco de cinta en la zona de "cubierta", para evitar el contacto con la toma USB metálica

Monte el lcd y el arduino. "0" y "A5" le muestran la forma correcta de montarlo.

NOTA: Su escudo final puede diferir del mío, porque he solucionado algunos problemas (conector de relé, zona de "cubierta", sello de contraste)

Paso 4: canalización

Para ser honesto, no sé el nombre en inglés de todos los componentes, de todos modos, el pipeline depende de tu aplicación. Mira las imágenes para tener una idea de cómo hacer el pipeline. ¡No olvides hacer un circuito bien conectado y sellado, porque la presión del agua puede salpicar todo el lugar y la electrónica!

ADVERTENCIA: El medidor de flujo tiene una flecha que indica la dirección del flujo.

Paso 5: Calibración

Con el "escudo" y la tubería listos, pruebe su medidor de flujo de agua.

Necesitas una fuente de agua. Probé el sensor cerca de la lavadora, usando el conector de suministro de agua en mi válvula solenoide (el mismo tipo) Arduino no puede manejar una válvula solenoide, es por eso que usé un relé, por lo que necesita una fuente de alimentación externa, según el voltaje de su electroválvula, consulte el esquema. Utilice "COM" y "NO" para interrumpir una línea. Estoy usando una válvula solenoide de 220 V de una vieja lavadora. Si necesita comprar la electroválvula, le recomiendo una de bajo voltaje (12 o 24 voltios). No olvide elegir uno que pueda suministrar.

Incluso si el medidor de flujo indica los pulsos x litro, debe probarlo, debido a la forma particular de su tubería.

Por ejemplo, la salida de mi medidor de flujo es de 450 pulsos x litro, pero en la prueba solo obtuve 400. Otro factor, no pude trabajar con la válvula de suministro completamente abierta, porque las lecturas se volvieron inestables. Por lo tanto, también debe calibrar la válvula de suministro de agua..

NOTA: No olvide trabajar dentro de los parámetros de su sensor, en mi caso, 1-30 l / min y 1,75 Mpa.

Como he dicho, todo depende de la calidad y las especificaciones del caudalímetro.

Conecte el sensor al blindaje. La tapa tiene impresos los respectivos conectores.

+ = 5V (cable rojo)

- = GND (cable negro)

S = señal o pulso (cable amarillo)

El módulo de relé tiene las mismas marcas.

Preparé un código para contar los pulsos. Puede utilizar START / STOP y RST CNT. Use una botella, balde o vaso de precipitados de 1 litro y presione el botón de inicio. Detente cuando llegues a 1 litro. Repita varias veces para obtener un patrón. Presione el botón RST CNT para restablecer el contador y comenzar de nuevo.

Ahora, ya conoce los pulsos x litros de su sensor.

Ver el vídeo.

Paso 6: el dosificador de agua

Características del hardware:

LCD: muestra el estado, "SP" es el punto de ajuste o la cantidad de agua deseada y "CNT" es el contador. Introduje un código que hace que el lcd funcione como dos pantallas. La función ml y la función L son completamente independientes.

START / STOP: Es una función de "alternancia". para mantener el relé y el sistema en funcionamiento cuando suelte el botón. Si presiona nuevamente, el sistema se detiene y el relé está en "APAGADO". Todos los botones no funcionan si el sistema está ENCENDIDO

UNIDAD: Cambiar entre ml y L, manteniendo los ajustes y valores de la pantalla anterior. También es una función de "alternar". Si es bajo, estás en la pantalla ml y si es alto, estás en la pantalla L.

RST SP: restablece el punto de ajuste en la pantalla actual para ingresar uno nuevo.

RST CNT: restablece el contador en la pantalla actual para iniciar un nuevo recuento. Si el contador es superior o igual al punto de ajuste, el sistema no se iniciará.

Botones de sumadores: tiene 4 botones de presión para cambiar el punto de ajuste, +1, +10, +100, +1000. Ésta es una forma sencilla de cambiar la configuración. Los botones sumadores no funcionan mientras el sistema está funcionando. No puede agregar +1 en la función ml.

Funciones de software:

Tomé el sensor como un botón pulsador (¡lo pulsé muy rápido!). Utiliza la misma función "antirrebote" de todos los botones. El sensor envía un "alto" cuando completa una ronda (cada 2, 5 ml aprox). El resto del tiempo es "bajo", el mismo efecto cuando presionas un botón.

Solo necesita introducir sus pulsos x litros y el ml x pulso de la siguiente manera:

En el paso anterior, probó el sensor y obtuvo sus pulsos de salida. Intente redondear el número.

flotador cal_1 = 2.5; // Calibrar ml x pulso

Donde cal_1 = 1000 / pulsos por litro (mi caso; 1000/400 = 2.5 ml x pulso

int cal_2 = 400; // Calibrar pulsos x litros

Este es un número redondo perfecto para trabajar. No sé si tendrás tanta suerte como yo. Haz una última calibración para ajustar el error al mínimo.

Las variables son "int", por lo que si necesita números más grandes, cambie a "long" o "unsigned long"

En el video se puede ver el funcionamiento del escudo. Con un poco de paciencia, puede lograr un rendimiento casi perfecto.

Paso 7: reinicio automático

Editado el 23 de octubre de 2018, Pruebas

Solicitud de los usuarios. Una vez que el contador alcance el punto de ajuste, se establecerá automáticamente en 0 para iniciar un nuevo recuento. Siempre puede usar el botón Restablecer mientras el sistema no está funcionando.