Arduino UNO R4 - Vanne d'eau/liquide
Dans ce tutoriel, nous allons apprendre à contrôler le débit de liquides tels que l'eau, la bière et l'huile à l'aide d'un Arduino UNO R4 et d'une électrovanne. En détail, nous allons apprendre :
- Comment connecter la vanne à solénoïde à l'Arduino UNO R4
- Comment programmer l'Arduino UNO R4 pour contrôler la vanne
- Comment commuter la même vanne avec un module MOSFET à la place du relais.
Un relais comme un module MOSFET peut ouvrir et fermer la vanne. Une électrovanne est seulement ouverte ou fermée, donc le module MOSFET n'apporte pas de contrôle en plus ici. Son avantage est différent : il commute sans clic, il réagit plus vite, et il n'a pas de contacts métalliques qui s'usent avec le temps.
Préparation du matériel
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables STEM V4 IoT (Arduino inclus) | |
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables STEM V4B IoT (Arduino inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos de la vanne d'eau/liquide
Schéma des broches
Une vanne électromagnétique a généralement deux raccords.
- Connectez la broche positive (+) (rouge) à l'alimentation 12 V en courant continu.
- Connectez la broche négative (-) (noire ou autre) à la masse de l'alimentation en courant continu.
Comment fonctionne une vanne d'eau/liquide
Généralement, la vanne est fermée. Lorsque 12 V en courant continu (CC) est appliqué aux deux points, la vanne s'ouvre, permettant à l'eau ou à d'autres liquides de passer.
※ Note:
Certaines vannes ont un joint à l'intérieur et elles nécessitent une pression minimale pour s'ouvrir après l'application de 12 V en courant continu. Cette pression peut être générée par l'écoulement du liquide. De plus, certaines vannes permettent au liquide de s'écouler dans une seule direction.
Comment contrôler une vanne à solénoïde pour eau et liquides
Lorsque la vanne reçoit une alimentation de 12 V, elle s'ouvre. Pour gérer la vanne, un relais est nécessaire entre l'Arduino UNO R4 et la vanne. L'Arduino UNO R4 utilise le relais pour actionner la vanne à solénoïde. Si vous n'êtes pas familiarisé avec le fonctionnement d'un relais, sa configuration de broches ou la façon de le programmer, vous devriez lire le Arduino UNO R4 - Relais..
Un module MOSFET peut faire le même travail que le relais. Vous trouverez son brochage et son fonctionnement dans le tutoriel Arduino UNO R4 - Module MOSFET.
Relais ou module MOSFET pour une électrovanne
| Relais | Module MOSFET | |
|---|---|---|
| Contrôle de la vanne | ouverte ou fermée | ouverte ou fermée (pas de PWM pour une vanne) |
| Bruit de l'interrupteur | des clics | silencieux |
| Vitesse de commutation | millisecondes | beaucoup plus rapide |
| Usure | les contacts s'usent après de nombreux cycles | aucun contact mobile |
| Alimentation de la vanne | CA ou CC | CC uniquement |
| Tension d'alimentation | toute tension, dans la valeur nominale du relais | au moins environ 6V |
| Isolation | la bobine est séparée des contacts | optocoupleur PC817 |
| Bon choix pour | les vannes CA | les vannes CC 12V qui s'ouvrent et se ferment souvent |
Les deux modules contrôlent la vanne de la même façon, donc choisissez celui qui convient à votre projet. Une vanne CC 12V qui s'ouvre de nombreuses fois par jour, ou qui se trouve dans une pièce calme, fonctionne bien avec le module MOSFET. Une vanne CA a besoin du relais.
Diagramme de câblage
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Si le projet doit fonctionner longtemps ou être placé dans un boîtier, il vaut mieux fixer les fils avec des vis. Pour cela, montez un Proto Screw Terminal Block Shield ou un Screw Shield V2 sur la carte Arduino UNO R4. Le câblage ne change pas. Les fils vont simplement aux borniers à vis, comme ci-dessous.
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Code Arduino UNO R4
Ce code ouvrira la vanne d'eau pendant cinq secondes, puis la fermera pendant cinq.
Étapes rapides
Suivez ces instructions étape par étape:
- Si c'est la première fois que vous utilisez l'Arduino Uno R4 WiFi/Minima, consultez le tutoriel sur Arduino UNO R4 - Installation du logiciel..
- Connectez l'Arduino Uno R4 à la vanne d'eau selon le schéma fourni.
- Connectez la carte Arduino Uno R4 à votre ordinateur à l'aide d'un câble USB.
- Lancez l'IDE Arduino sur votre ordinateur.
- Sélectionnez la carte Arduino Uno R4 appropriée (par exemple, Arduino Uno R4 WiFi) et le port COM.
- Copiez le code fourni et collez-le dans l'IDE Arduino.
- Cliquez sur le bouton Upload dans l'IDE Arduino pour transférer le code vers l'Arduino UNO R4.
- Surveillez le débit d'eau.
Explication du code
L'explication est disponible dans les commentaires du code Arduino fourni.
Comment contrôler la vanne d'eau/liquide avec un module MOSFET
Vous pouvez remplacer le relais par un module MOSFET. La vanne ne fait toujours que s'ouvrir et se fermer, mais maintenant cela se fait en silence. Sur cette page, le relais et le module MOSFET utilisent des broches différentes : le relais utilise la broche 3 et le module MOSFET utilise la broche D9. Chaque câblage a donc son propre code.
Diagramme de câblage
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
| De | Vers |
|---|---|
| Broche D9 de l'Arduino UNO R4 | PWM du module MOSFET |
| GND de l'Arduino UNO R4 | GND du module MOSFET |
| Adaptateur 12V + | + du module MOSFET |
| Vanne + (rouge) | + du module MOSFET (avec le + de l'adaptateur) |
| Vanne − | LOAD du module MOSFET |
| Adaptateur 12V − | − du module MOSFET |
Pour un projet durable, les borniers à vis tiennent mieux les fils que les fils de connexion. Ajoutez simplement un Proto Screw Terminal Block Shield ou un Screw Shield V2 à la carte Arduino UNO R4. Le câblage ne change pas. Les fils vont simplement aux borniers à vis, comme ci-dessous.
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Voir Comment alimenter l'Arduino UNO R4..
La vanne a une bobine à l'intérieur, donc une diode de roue libre (flyback) est obligatoire. Placez une diode 1N4007 ou 1N5819 aux bornes de la vanne, avec la bande (cathode) du côté + de la vanne.
Code Arduino UNO R4
Le code suit la même idée que le code du relais : HIGH ouvre la vanne et LOW la ferme. Il ouvre la vanne pendant 5 secondes, puis la ferme pendant 5 secondes, encore et encore.
Une électrovanne a besoin de toute la puissance ou d'aucune puissance. Ne lui envoyez jamais de signal PWM. C'est pourquoi cette page n'utilise pas le code de variation du tutoriel sur le module MOSFET.
Étapes rapides
- Câblez l'Arduino UNO R4, le module MOSFET et la vanne comme indiqué dans le schéma ci-dessus.
- Connectez l'Arduino UNO R4 à votre ordinateur avec un câble USB.
- Ouvrez l'IDE Arduino et sélectionnez la carte et le port COM, comme dans les Étapes rapides du relais ci-dessus.
- Copiez le code ci-dessus, collez-le dans l'IDE Arduino et cliquez sur Upload.
- Observez l'écoulement de l'eau : la vanne s'ouvre pendant 5 secondes et se ferme pendant 5 secondes.
※ Note:
Le module MOSFET fonctionne uniquement avec les vannes CC, et l'alimentation de la vanne doit être d'au moins environ 6V. Pour une vanne CA, continuez à utiliser le relais.