Arduino Nano ESP32 - Vanne à eau/liquide

Ce tutoriel fournit des instructions sur comment contrôler un flux de liquide comme de l'eau, de la bière, de l'huile en utilisant un Arduino Nano ESP32 et une électrovanne. Cela est identique pour le contrôle du flux de gaz.

La vanne peut être commandée par un relais ou par un module MOSFET. Les deux ouvrent et ferment simplement la vanne. La différence est dans la façon de commuter : le module MOSFET n'a pas de bruit de clic, il est plus rapide, et il n'a pas de contacts métalliques qui s'usent avec le temps. Nous montrerons d'abord le relais, puis comment utiliser un module MOSFET.

Préparation du matériel

1	×	Arduino Nano ESP32
1	×	Câble USB Type-A vers Type-C (pour PC USB-A)
1	×	Câble USB Type-C vers Type-C (pour PC USB-C)
1	×	Relais
1	×	Alternativement: MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N)
1	×	Liquid Solenoid Valve
1	×	Adaptateur secteur 12V
1	×	Optionnel: Connecteur d'alimentation DC
1	×	Plaque d'essai
1	×	Fils de connexion
1	×	Recommandé: Carte d'extension à bornier à vis pour Arduino Nano
1	×	Recommandé: Carte d'extension breakout pour Arduino Nano
1	×	Recommandé: Répartiteur d'alimentation pour Arduino Nano ESP32

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À propos des vannes pour eau/liquide

Brochage

La vanne à solénoïde a généralement deux bornes :

Broche positive (+) (rouge) : doit être connectée aux 12V de l'alimentation DC.
Broche négative (-) (noire ou autre) : doit être connectée au GND de l'alimentation DC.

Fonctionnement d'une vanne à eau/liquide

Normalement, la vanne est fermée. Lorsque 12V DC sont appliqués aux deux bornes, la vanne s'ouvre et l'eau/le liquide peut s'écouler.

※ Note:

Pour certains types de vannes, il y a un agencement de joint à l'intérieur, donc une pression minimale est nécessaire pour ouvrir la vanne (après application de 12V DC). La pression peut être créée par l'écoulement du liquide.
Pour certains types de vannes, le liquide ne peut s'écouler que dans un seul sens.

Comment contrôler une électrovanne pour eau/liquide

Si la vanne est alimentée par une alimentation 12V, elle s'ouvre. Pour contrôler la vanne, nous devons utiliser un relais entre l'Arduino Nano ESP32 et la vanne. L'Arduino Nano ESP32 peut contrôler la vanne solénoïde via le relais. Apprenez-en plus sur le relais dans le Arduino Nano ESP32 - Relais.

Au lieu d'un relais, vous pouvez utiliser un module MOSFET. Vous pouvez voir comment ce module fonctionne dans le tutoriel Arduino Nano ESP32 - Module MOSFET.

Relais ou module MOSFET pour une électrovanne

	Relais	Module MOSFET
Contrôle de la vanne	ouvrir / fermer	ouvrir / fermer (pas de PWM pour une vanne)
Bruit de l'interrupteur	clics	silencieux
Réponse	lente, quelques millisecondes	très rapide
Usure	les contacts s'usent	pas de contacts mobiles
Type de vanne	vanne CA ou CC	vanne CC uniquement
Alimentation de la vanne	toute, selon le relais	environ 6V ou plus
Isolation	oui (bobine et contacts)	oui (optocoupleur PC817)
Bon pour	vannes CA, usage simple	vannes CC qui s'ouvrent et se ferment souvent

Une électrovanne doit être complètement ouverte ou complètement fermée, donc n'utilisez pas le PWM avec elle. Les deux façons donnent le même résultat. Choisissez le module MOSFET pour une vanne CC 12V qui commute plusieurs fois par jour. Choisissez le relais pour une vanne CA.

Diagramme de câblage

Schéma de câblage de la vanne d'eau Arduino Nano ESP32

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Si vous n'utilisez pas de plaque d'essai, câblez-le ainsi :

Schéma de câblage de la vanne d'eau Arduino Nano ESP32 (sans plaque d'essai)

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Les fils de connexion peuvent se débrancher quand vous déplacez le projet. Placez la carte Arduino Nano ESP32 sur une Carte d'extension à bornier à vis pour Arduino Nano, puis serrez chaque fil sous une vis. Les broches ne changent pas. Branchez simplement chaque fil sur le bornier à vis correspondant :

Schéma de câblage de la vanne d'eau Arduino Nano ESP32 (Screw Terminal)

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Code Arduino Nano ESP32

Le code ci-dessous active la vanne d'eau toutes les cinq secondes et la désactive cinq secondes après.

/* * Ce code Arduino Nano ESP32 a été développé par newbiely.fr * Ce code Arduino Nano ESP32 est mis à disposition du public sans aucune restriction. * Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: * https://newbiely.fr/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-water-liquid-valve */ #define RELAY_PIN D2 // The Arduino Nano ESP32 pin connected to the water valve via the relay // The setup function runs once on reset or power-up void setup() { // initialize digital pin A5 as an output. pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); } // The loop function repeats indefinitely void loop() { digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // open valve 5 seconds delay(5000); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // close valve 5 seconds delay(5000); }

Étapes rapides

Pour commencer avec Arduino Nano ESP32, suivez ces étapes :

Si vous êtes nouveau avec l'Arduino Nano ESP32, consultez le tutoriel sur Installation du logiciel Arduino Nano ESP32..
Câblez les composants selon le schéma fourni.
Connectez la carte Arduino Nano ESP32 à votre ordinateur à l'aide d'un câble USB.
Lancez l'IDE Arduino sur votre ordinateur.
Sélectionnez la carte Arduino Nano ESP32 et son port COM correspondant.
Copiez le code ci-dessus et collez-le dans l'IDE Arduino
Compilez et téléchargez le code sur la carte Arduino Nano ESP32 en cliquant sur le bouton Upload de l'IDE Arduino
Vérifiez le flux d'eau

Explication du code

Le code Arduino Nano ESP32 ci-dessus contient des explications ligne par ligne. Veuillez lire les commentaires dans le code !

Comment utiliser un module MOSFET pour contrôler une vanne à eau/liquide

Vous pouvez retirer le relais et mettre un module MOSFET à sa place. La vanne s'ouvre et se ferme toujours simplement, mais sans clic.

Sur cette page, le relais utilise D2 et le module MOSFET utilise D9. Comme les broches sont différentes, chaque câblage a son propre code.

Diagramme de câblage

Schéma de câblage de la vanne d'eau Arduino Nano ESP32 avec module MOSFET

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Si vous n'utilisez pas de plaque d'essai, câblez-le ainsi :

Schéma de câblage de la vanne d'eau Arduino Nano ESP32 avec module MOSFET (sans plaque d'essai)

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Arduino Nano ESP32 / Alimentation	Module MOSFET
D9	broche PWM
GND	broche GND
Adaptateur 12V +	borne +
Vanne + (rouge)	borne + (partagée avec le + de l'adaptateur)
Vanne −	borne LOAD
Adaptateur 12V −	borne −

Vous voulez que le câblage reste bien en place ? La carte Arduino Nano ESP32 se branche sur une Carte d'extension à bornier à vis pour Arduino Nano, qui transforme chaque broche en bornier à vis. Le câblage ne change pas. Les fils vont simplement aux borniers à vis, comme ci-dessous.

Schéma de câblage de la vanne d'eau Arduino Nano ESP32 avec module MOSFET (Screw Terminal)

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

La vanne a une bobine à l'intérieur, donc ajoutez une diode de roue libre (flyback) (1N4007 ou 1N5819) aux bornes de ses deux bornes. Le côté avec la bande (cathode) va au + de la vanne.

Code

Le code ci-dessous suit la même idée que le code du relais : il met D9 à HIGH pour ouvrir la vanne pendant 5 secondes, puis à LOW pour la fermer pendant 5 secondes, encore et encore.

/* * Ce code Arduino Nano ESP32 a été développé par newbiely.fr * Ce code Arduino Nano ESP32 est mis à disposition du public sans aucune restriction. * Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: * https://newbiely.fr/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-water-liquid-valve */ #define MOSFET_PIN D9 // The Arduino Nano ESP32 pin D9 connected to the PWM pin of the MOSFET module // The setup function runs once on reset or power-up void setup() { pinMode(MOSFET_PIN, OUTPUT); // set the pin as an output } // The loop function repeats indefinitely void loop() { digitalWrite(MOSFET_PIN, HIGH); // open the valve for 5 seconds delay(5000); digitalWrite(MOSFET_PIN, LOW); // close the valve for 5 seconds delay(5000); }

Une vanne doit recevoir seulement un ON complet ou un OFF complet, jamais du PWM. Donc cette page n'utilise pas le code de variation du tutoriel sur le module MOSFET.

Étapes rapides

Câblez les composants selon le schéma ci-dessus.
Connectez l'Arduino Nano ESP32 à votre ordinateur et ouvrez l'Arduino IDE, comme dans les Étapes rapides du relais.
Copiez le code ci-dessus, puis compilez-le et téléversez-le sur l'Arduino Nano ESP32.
Branchez l'adaptateur 12V.
Vérifiez le flux d'eau. La vanne s'ouvre pendant 5 secondes et se ferme pendant 5 secondes, mais maintenant sans aucun clic.

Astuce : le module MOSFET ne peut commuter que du CC, et l'alimentation de la vanne doit être d'environ 6V ou plus. Si votre vanne fonctionne en CA, utilisez le relais.

Vidéo

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