ตัวควบคุมน้ำ/ฝักบัว Arduino: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

วันนี้เราจะสร้างตัวควบคุมน้ำอย่างง่าย นี่เป็นโครงการที่ง่ายมากและสร้างได้ง่ายมาก อุปกรณ์นี้ควบคุมโซลินอยด์วาล์วเพื่อควบคุมการไหลของน้ำตามเวลาที่ตั้งไว้ เวลานี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายและรหัสแก้ไขหากจำเป็น วัสดุสำหรับโครงการนี้จะง่ายต่อการจัดหาและซื้อ เว็บไซต์ที่ยอดเยี่ยมในการรับส่วนประกอบราคาถูกคือ aliexpress หรือ ebay

เสบียง

Arduino Uno (1)

เขียงหั่นขนม (1)

สายจัมเปอร์ชายกับชาย

สายจัมเปอร์ชายกับหญิง

ตัวต้านทาน 220ohm (2)

โมดูล LCD 1602 (1)

โซลินอยด์ 12V (1)

MOSFET (ฉันใช้ IRFZ44N แต่ mosfet ใด ๆ ควรใช้งานได้)

1N4007 ไดโอด (1)

ออดเซอร์ (1)

XL6009 Boost ตัวแปลงบั๊ก (1)

โพเทนชิโอมิเตอร์หรือทริมเมอร์ 100K (1)

สวิตช์ (1)

ภาชนะพลาสติก (ไม่จำเป็น แต่แนะนำ)

ขั้นตอนที่ 1: สร้างต้นแบบวงจร

ต้นแบบวงจรบนเขียงหั่นขนมตามแผนผัง ฉันทำการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยกับวงจรเดิม เนื่องจากตอนนี้ฉันไม่มีโซลินอยด์วาล์ว ฉันจึงใช้มอสเฟตเพื่อจำลองการเปิดและปิดโซลินอยด์ หากคุณมีโซลินอยด์ คุณต้องใช้บูสต์คอนเวอร์เตอร์เพื่อเพิ่มราง 5v เป็น 12v เพื่อเปลี่ยนโซลินอยด์ ฉันใช้ตัวแปลงบูสต์เวอร์ชัน DIY แต่ควรซื้อจาก aliexpress หากคุณไม่ทราบวิธีใช้เขียงหั่นขนม โปรดดูวิดีโอ youtube ที่มีประโยชน์มากนี้ที่นี่: https://www.youtube.com/watch? v=6WReFkfrUIk

การแก้ไขปัญหา:

หากไม่มีอะไรปรากฏขึ้นบนหน้าจอ LCD ให้ลองปรับโพเทนชิออมิเตอร์ อุปกรณ์นี้ควบคุมความเข้มและความคมชัดของแบ็คไลท์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้ฟลายแบ็คไดโอดที่แหล่งกำเนิดของมอสเฟต มิฉะนั้น คุณจะทอดมัน นี่เป็นเพราะเดือยสวิตชิ่งแบบเหนี่ยวนำจากโซลินอยด์เมื่อเปิดและปิด

ขั้นตอนที่ 2: การอัปโหลดรหัส

ดาวน์โหลด Arduino IDE หากยังไม่ได้ดาวน์โหลดจาก https://www.arduino.cc/en/Main/Software หากคุณต้องการเปลี่ยนเวลาอาบน้ำและเวลาอุ่นเครื่อง คุณสามารถเปลี่ยนเวลาใน 2 บรรทัดแรกของรหัสภายใต้การกำหนดค่าผู้ใช้ ก่อนที่คุณจะอัปโหลด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้เลือกบอร์ดและพอร์ตอนุกรมที่ถูกต้อง ซึ่งสามารถทำได้โดยไปที่เครื่องมือแล้วบอร์ดและพอร์ต หากคุณมีปัญหาในการใช้ Arduino โปรดดูวิดีโอ youtube ที่มีประโยชน์มากนี้โดย Afrotechmods:

ขั้นตอนที่ 3: ทดสอบวงจร

เชื่อมต่อแบตเตอรีแบตเตอรี 5v เข้ากับวงจรและ Arduino แล้วเปิดสวิตช์ไฟ อุปกรณ์ควรเริ่มนับถอยหลังจากเวลาที่ตั้งไว้ และเสียงเตือนควรส่งเสียงบี๊บในช่วงเวลาที่กำหนด มอสเฟตควรปิดหลังจากที่อุปกรณ์นับถอยหลังสู่ศูนย์ คุณสามารถตรวจสอบสิ่งนี้ได้โดยใช้ไฟ LED ที่เชื่อมต่อกับตัวต้านทาน 220ohm ระหว่างราง 5v และแหล่งกำเนิดมอสเฟต ตรวจสอบให้แน่ใจว่าท่อระบายน้ำของมอสเฟตเชื่อมต่อกับกราวด์ ฉันพบปัญหาบางอย่างระหว่างการทดสอบวงจร เมื่อฉันเสียบ Arduino ผู้นำของฉันตัดสินใจระเบิดอย่างรุนแรง ฉันรู้ว่าฉันไม่ได้เพิ่มตัวต้านทานจำกัดกระแสให้กับไฟ LED เมื่อฉันเปลี่ยน led เป็นอันใหม่และเพิ่มตัวต้านทานแล้ว ก็ไม่มีปัญหาอะไรเกิดขึ้นอีกและวงจรก็ทำงานได้ดีมาก

ขั้นตอนที่ 4: ทำความเข้าใจวงจร

คุณอาจสงสัยว่าวงจรนี้ทำงานอย่างไร Arduino เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์และโดยพื้นฐานแล้วมันเป็นสมองของการตั้งค่าทั้งหมดนี้ เราได้ตั้งโปรแกรมด้วยรหัส LCD เพื่อขับเคลื่อนหน้าจอ LCD เราใช้พินเอาต์พุตดิจิตอลบน Arduino เพื่อส่งสัญญาณพัลส์สูงหรือต่ำไปยังเกตของมอสเฟตเพื่อเปิดใช้งาน คุณอาจสงสัยว่ามอสเฟตคืออะไร มอสเฟตเป็นอุปกรณ์ที่เปิดและปิดตามสัญญาณอินพุตและอนุญาตให้กระแสไฟไหลระหว่างพินอื่นๆ อีก 2 พิน นี่คือวิธีที่แล็ปท็อปของคุณเปิดขึ้น เมื่อคุณกดปุ่มเปิดปิด สัญญาณจะถูกส่งไปยัง mosfet ซึ่งจะทำให้พลังงานจากเครื่องชาร์จหรือพลังงานแบตเตอรี่ไหลเข้าสู่เมนบอร์ดของแล็ปท็อป ในกรณีนี้ เราใช้มอสเฟตเพื่อเปิดโซลินอยด์วาล์ว โซลินอยด์วาล์วต้องเปิด 12v และกระแสไฟสูงมากในการเปิดครั้งแรก นี่คือเหตุผลที่เราต้องการมอสเฟต เอาต์พุตของ Arduino สามารถจ่ายไฟได้เพียง 5v ที่ 100ma ดังนั้นเราจึงเชื่อมต่อมอสเฟตระหว่างโซลินอยด์กับแหล่งพลังงาน 12v ซึ่งสามารถส่งพลังงานได้มากกว่ามาก เราสร้างแหล่งพลังงาน 12v นี้โดยใช้ตัวแปลงบูสต์ ซึ่งเพิ่ม 5v ของเราจาก Arduino เป็น 12v เพื่อขับเคลื่อนโซลินอยด์วาล์ว โพเทนชิออมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้สามารถปรับความต้านทานได้ซึ่งเหมือนกับการปิดกั้นกระแสไฟฟ้า เมื่อเราปรับโพเทนชิออมิเตอร์นี้ใกล้กับหน้าจอ LCD เรากำลังเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าไปที่แบ็คไลท์ ซึ่งลดหรือเพิ่มคอนทราสต์และความเข้มของแบ็คไลท์ คุณอาจสงสัยว่าไดโอดคืออะไรและทำไมจึงจำเป็นในวงจรนี้ ไดโอดเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้กระแสไหลไปในทิศทางเดียว แต่ไม่ใช่ทางอื่น ในวงจรนี้ เราได้กำหนดค่าให้เป็นฟลายแบ็คไดโอด โซลินอยด์ถูกสร้างขึ้นจากแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อยกแผ่นปิดขึ้นและปิดเมื่อใช้กระแสไฟ เมื่อโซลินอยด์ปิดลง จะส่งพัลส์กระแสไฟฟ้าที่สูงมากกลับเข้าไปในมอสเฟต ซึ่งสามารถทอดได้ง่าย เราใช้ไดโอดนี้เพื่อส่งพัลส์สูงนี้กลับเข้าไปในสายไฟเพื่อประหยัดมอสเฟตของเรา คุณไม่ต้องการไดโอดนี้เพื่อให้วงจรทำงานได้ แต่แนะนำให้ใช้เพื่อความน่าเชื่อถือ เราใช้เขียงหั่นขนมเพื่อทดสอบวงจรอย่างรวดเร็วและทำให้มันทำงาน คุณไม่จำเป็นต้องบัดกรีส่วนประกอบใดๆ หากคุณใช้เขียงหั่นขนม การบัดกรีวงจรอาจใช้เวลานานและอาจทำงานได้ไม่ถูกต้องในครั้งแรกที่คุณลอง นี่คือเหตุผลที่เราใช้เขียงหั่นขนมเพื่อทดสอบวงจรก่อน และตรวจสอบให้แน่ใจว่าใช้งานได้ จากนั้นเราประสานเข้ากับโปรโตบอร์ดเพื่อให้เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ใช้งานได้จริง

รูปภาพ:

ที่ 1 - Mosfet pinout

ที่ 2 - จอ LCD

โซลินอยด์ตัวที่ 3 - 12v

ที่ 4 - ตัวแปลง Boost

อันดับ 4 - Arduino uno

อันดับที่ 5 - โพเทนชิออมิเตอร์

ที่ 6 - ไดโอด

7th - เขียงหั่นขนม

8th - Protoboard

ขั้นตอนที่ 5: คำสั่งนี้ยังไม่สมบูรณ์

เนื่องจากฉันไม่มีโซลินอยด์วาล์ว ฉันจึงไม่สามารถทดสอบวงจรในสถานการณ์จริงได้อย่างเหมาะสม ทันทีที่ฉันได้รับวาล์ว ฉันจะเริ่มออกแบบตู้ทันที บัดกรีส่วนประกอบบน pcb และทดสอบกับฝักบัวของฉัน ฉันจะอัปเดตคำแนะนำนี้โดยเร็วที่สุด ขอบคุณสำหรับความเข้าใจของคุณ.