Arduino Water / Shower Regulator: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Hôm nay, chúng ta sẽ xây dựng một bộ điều chỉnh nước đơn giản. Đây là một dự án rất đơn giản và rất dễ xây dựng. Thiết bị này điều khiển một van điện từ để kiểm soát dòng chảy của nước dựa trên thời gian đã đặt. Thời gian này có thể dễ dàng thay đổi và mã được sửa đổi nếu cần. Các tài liệu cho dự án này sẽ dễ dàng tìm kiếm và mua được. Một trang web tuyệt vời để có được các thành phần giá rẻ là aliexpress hoặc ebay.

Quân nhu

Arduino Uno (1)

Bảng mạch (1)

Dây nhảy nam sang nam

Dây nhảy nam nữ

Điện trở 220ohm (2)

Mô-đun LCD 1602 (1)

Điện từ 12V (1)

MOSFET (Tôi đã sử dụng IRFZ44N, nhưng bất kỳ mosfet nào cũng nên hoạt động)

1N4007 Diode (1)

Buzzer (1)

XL6009 Boost Buck Converter (1)

Chiết áp hoặc tông đơ 100K (1)

Chuyển đổi (1)

Hộp nhựa (tùy chọn, nhưng được khuyến nghị)

Bước 1: Nguyên mẫu mạch

Nguyên mẫu mạch trên breadboard theo sơ đồ. Tôi đã thực hiện một vài thay đổi đối với mạch gốc. Bởi vì tôi không có van điện từ ngay bây giờ, tôi đã sử dụng một mosfet và dẫn để mô phỏng việc bật và tắt van điện từ. Nếu bạn có điện từ, bạn cần sử dụng bộ chuyển đổi tăng áp để tăng đường ray 5v lên 12v để chuyển đổi điện từ. Tôi đã sử dụng phiên bản DIY của bộ chuyển đổi tăng cường, nhưng nên mua phiên bản từ aliexpress. Nếu bạn không biết cách sử dụng breadboard, vui lòng xem video youtube rất hữu ích này tại đây: https://www.youtube.com/watch? v = 6WReFkfrUIk

Xử lý sự cố:

Nếu không có gì hiển thị trên màn hình LCD, hãy thử điều chỉnh chiết áp. Thiết bị này kiểm soát cường độ và độ tương phản của đèn nền. Đảm bảo rằng bạn sử dụng một diode flyback trên nguồn của mosfet, nếu không bạn sẽ làm hỏng nó. Điều này là do các gai chuyển đổi cảm ứng từ bộ điện từ khi nó bật và tắt.

Bước 2: Tải lên mã

Tải xuống Arduino IDE nếu bạn chưa có từ https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Nếu bạn muốn thay đổi thời gian tắm và thời gian khởi động, bạn có thể thay đổi thời gian trên 2 dòng đầu tiên của mã dưới cấu hình người dùng. Trước khi tải lên, hãy đảm bảo bạn chọn đúng bo mạch và cổng nối tiếp. Điều này có thể được thực hiện bằng cách đi đến các công cụ và sau đó lên bảng và cổng. Nếu bạn gặp sự cố khi sử dụng arduino, hãy xem video youtube rất hữu ích này của Afrotechmods:

Bước 3: Kiểm tra mạch

Kết nối ngân hàng pin 5v của bạn với mạch và arduino và bật công tắc nguồn. Thiết bị sẽ bắt đầu đếm ngược từ một thời gian đã định và còi sẽ phát ra tiếng bíp trong những khoảng thời gian cụ thể. MOSFET sẽ tắt sau khi thiết bị đếm ngược về không. Bạn có thể xác minh điều này bằng cách sử dụng một led kết nối với điện trở 220ohm giữa đường sắt 5v và nguồn mosfet. Đảm bảo rằng cống của mosfet được kết nối với đất. Tôi đã gặp một số vấn đề trong quá trình thử nghiệm mạch. Khi tôi cắm arduino, đèn led của tôi phát nổ dữ dội. Tôi nhận ra rằng tôi đã không thêm một điện trở hạn chế hiện tại vào dẫn. Sau khi tôi thay thế đèn led mới và thêm một điện trở, không có vấn đề gì xảy ra nữa và mạch hoạt động rất tốt.

Bước 4: Tìm hiểu về mạch

Bạn có thể tự hỏi làm thế nào mạch này hoạt động. Arduino là một bộ vi điều khiển và về cơ bản nó là bộ não của toàn bộ thiết lập này. Chúng tôi đã lập trình nó bằng mã LCD để điều khiển màn hình LCD. Chúng tôi đang sử dụng các chân đầu ra kỹ thuật số trên arduino để gửi một xung tín hiệu cao hoặc thấp đến cổng của mosfet để bật nó lên. Bạn có thể tự hỏi MOSFET là gì. MOSFET là một thiết bị bật và tắt dựa trên tín hiệu đầu vào và cho phép dòng điện chạy giữa 2 chân khác. Đây là cách máy tính xách tay của bạn bật. Khi bạn nhấn nút nguồn, một tín hiệu được gửi đến mosfet cho phép nguồn bộ sạc hoặc nguồn pin truyền vào bo mạch chủ của máy tính xách tay. Trong trường hợp này, chúng tôi đang sử dụng một mosfet để bật van điện từ. Van điện từ cần 12v để bật và dòng điện rất cao để mở ban đầu. Đây là lý do tại sao chúng ta cần một mosfet. Đầu ra của arduino chỉ có thể cung cấp 5v ở 100ma, vì vậy chúng tôi kết nối mosfet giữa bộ điện từ và nguồn điện 12v, có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn. Chúng tôi tạo nguồn điện 12v này bằng cách sử dụng một bộ chuyển đổi tăng cường, bộ chuyển đổi này nâng 5v từ arduino của chúng tôi thành 12v để điều khiển van điện từ. Chiết áp là một thiết bị cho phép điều chỉnh điện trở, nó giống như lực cản dòng điện. Khi chúng tôi điều chỉnh chiết áp này gần màn hình LCD, chúng tôi đang thay đổi điện áp đến đèn nền, điều này làm giảm hoặc tăng độ tương phản và cường độ đèn nền. Bạn có thể hỏi một diode là gì và tại sao nó lại cần thiết trong mạch này. Diode là một thiết bị cho phép dòng điện chạy theo một hướng, nhưng không chạy theo chiều khác. Trong mạch này, chúng tôi đã cấu hình nó như một diode flyback. Điện từ được tạo thành từ một nam châm điện để nâng cánh lật lên và đóng lại khi có dòng điện chạy qua. Khi bộ điện từ đóng lại, nó sẽ gửi một xung dòng điện rất cao trở lại mosfet, có thể dễ dàng chiên nó. Chúng tôi sử dụng diode này để gửi xung cao này trở lại đường dây điện nhằm tiết kiệm mosfet của chúng tôi. Bạn không cần diode này để mạch hoạt động, nhưng nó được khuyên dùng cho mục đích tin cậy. Chúng tôi sử dụng một breadboard để nhanh chóng kiểm tra mạch và làm cho nó hoạt động. Bạn không cần phải hàn bất kỳ thành phần nào nếu bạn sử dụng breadboard. Việc hàn một mạch điện có thể rất tốn thời gian và thậm chí nó có thể không hoạt động bình thường trong lần thử đầu tiên của bạn. Đây là lý do tại sao chúng tôi sử dụng một breadboard để kiểm tra mạch trước và đảm bảo rằng nó hoạt động, sau đó chúng tôi hàn nó trên một protoboard để biến nó thành một sản phẩm cuối có chức năng.

Hình ảnh:

1 - Sơ đồ chân Mosfet

Thứ 2 - màn hình LCD

Điện từ thứ 3 - 12v

Thứ 4 - Bộ chuyển đổi tăng cường

Thứ 4 - Arduino una

Thứ 5 - Chiết áp

Thứ 6 - Diode

7 - Breadboard

Thứ 8 - Protoboard

Bước 5: Bài giảng này chưa hoàn thành

Vì tôi không có van điện từ nên tôi không thể kiểm tra mạch đúng cách trong tình huống thực tế. Ngay sau khi tôi nhận được van, tôi sẽ ngay lập tức bắt đầu thiết kế một vỏ bọc, hàn các thành phần trên pcb và thử nghiệm nó trên vòi hoa sen của tôi. Tôi sẽ cập nhật hướng dẫn này ngay khi tôi có thể. Cảm ơn cho sự hiểu biết của bạn.