Arduino - Vanne pour eau/liquide

Dans ce tutoriel, nous allons apprendre à contrôler le flux d'un liquide tel que l'eau, la bière, l'huile en utilisant un Arduino et une électrovanne. Cela est identique pour le contrôle du flux de gaz.

L'électrovanne peut être commutée par un relais ou par un module MOSFET. Les deux ouvrent et ferment seulement la vanne, car une électrovanne ne doit pas recevoir de PWM. Alors pourquoi utiliser le module MOSFET ? Il commute sans clic, il est plus rapide et il n'a pas de contacts qui s'usent. Nous montrerons d'abord le relais, puis comment le remplacer par le module MOSFET.

Préparation du matériel

1	×	Arduino Uno R3
1	×	Câble USB 2.0 type A/B (pour PC USB-A)
1	×	Câble USB 2.0 type C/B (pour PC USB-C)
1	×	Relais
1	×	Alternativement: MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N)
1	×	Liquid Solenoid Valve
1	×	Adaptateur secteur 12V
1	×	Connecteur d'alimentation DC
1	×	Fils de connexion
1	×	Recommandé: Shield à bornier à vis pour Arduino Uno
1	×	Recommandé: Sensors/Servo Expansion Shield for Arduino Uno
1	×	Recommandé: Shield plaque d'essai pour Arduino Uno
1	×	Recommandé: Boîtier pour Arduino Uno
1	×	Recommandé: Kit plaque de base prototypage et plaque d'essai pour Arduino Uno

Ou vous pouvez acheter les kits suivants:

1	×	Kit de Démarrage DIYables STEM V3 (Arduino inclus)
1	×	Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans)

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À propos des vannes pour eau/liquide

Brochage

La vanne solénoïde a généralement deux bornes :

Broche positive (+) (rouge) : doit être connectée au 12V de l'alimentation en courant continu
Broche négative (-) (noire ou autre) : doit être connectée à la masse de l'alimentation en courant continu

Fonctionnement d'une vanne à eau/liquide

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

※ 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 l'application de 12V DC). La pression peut être créée par le flux de liquide.
Pour certains types de vannes, le liquide ne peut s'écouler que dans un seul sens.

Comment contrôler une électrovanne pour l'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 et la vanne. L'Arduino peut contrôler la vanne solénoïde via le relais. Si vous ne connaissez pas le relais (brochage, fonctionnement, programmation...), apprenez à propos du relais dans le Arduino - Relais.

L'autre option, le module MOSFET, a son propre guide : Arduino - Module MOSFET. Lisez-le pour connaître ses broches et son fonctionnement.

Relais ou module MOSFET pour une électrovanne

	Relais	Module MOSFET
Contrôle de la vanne	ouverture / fermeture	ouverture / fermeture (pas de PWM pour une vanne)
Bruit de l'interrupteur	des clics	silencieux
Temps de réaction	plus lent, millisecondes	très rapide
Usure	les contacts s'usent après de nombreux cycles	aucun contact mobile
Type de vanne	vanne CA ou CC	vanne CC uniquement
Alimentation de la vanne	toute, dans les limites du relais	au moins environ 6V
Isolation	oui (bobine et contacts)	oui (optocoupleur PC817)
Convient pour	les vannes CA, une simple ouverture/fermeture	les vannes CC 12V qui s'ouvrent et se ferment souvent, les projets silencieux

Pour une vanne CC 12V, les deux fonctionnent. Choisissez le module MOSFET si la vanne s'ouvre et se ferme de nombreuses fois par jour, ou si le clic du relais vous gêne. N'attendez pas de contrôle du débit avec lui : la vanne est soit ouverte, soit fermée.

Diagramme de câblage

Schéma de câblage de l'électrovanne Arduino

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

Code Arduino

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

/* * Ce code Arduino a été développé par newbiely.fr * Ce code Arduino 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/arduino-water-liquid-valve */ // constants won't change const int RELAY_PIN = 4; // the Arduino pin D4, which connects to the IN pin of relay // the setup function runs once when you press reset or power the board void setup() { // initialize digital pin D4 as an output. pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); } // the loop function runs over and over again forever void loop() { digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // open valve 5 seconds delay(5000); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // close valve 5 seconds delay(5000); }

Étapes rapides

Connecter l'Arduino au PC via un câble USB
Ouvrir l'IDE Arduino, sélectionner la bonne carte et le bon port
Copier le code ci-dessus et l'ouvrir avec l'IDE Arduino
Cliquer sur le bouton Upload dans l'IDE Arduino pour charger le code sur l'Arduino
Vérifier le débit d'eau

Explication du code

Vous pouvez trouver l'explication dans la ligne de commentaires du code Arduino ci-dessus.

Comment contrôler une vanne d'eau avec un module MOSFET

Vous pouvez retirer le relais et mettre un module MOSFET à sa place. La vanne s'ouvre et se ferme alors en silence.

Sur cette page, le relais et le module MOSFET utilisent des broches différentes. Le relais utilise la broche 4, et le module MOSFET utilise la broche D9. Donc chaque câblage a son propre code.

Diagramme de câblage

Schéma de câblage Arduino, électrovanne et module MOSFET

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

Arduino / Alimentation / Vanne	Module MOSFET
Broche Arduino D9	PWM
GND Arduino	GND
Adaptateur + (12V)	+
Vanne + (rouge)	+ (partagé avec le + de l'adaptateur)
Vanne −	LOAD
Adaptateur −	−

La vanne a une bobine, donc une diode de roue libre (flyback) (1N4007 ou 1N5819) est nécessaire aux bornes de la vanne. Sa bande (cathode) va au + de la vanne, l'autre patte au − de la vanne.

Code Arduino

Le code suit la même idée que le code du relais : HIGH ouvre la vanne pendant 5 secondes, LOW la ferme pendant 5 secondes, encore et encore. Le seul changement est la broche : D9.

/* * Ce code Arduino a été développé par newbiely.fr * Ce code Arduino 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/arduino-water-liquid-valve */ #define MOSFET_PIN 9 // The Arduino 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 ON complet ou OFF complet, jamais de PWM. C'est pourquoi cette page n'utilise pas le code de variation progressive du tutoriel sur le module MOSFET.

Étapes rapides

Câblez la vanne et le module MOSFET comme indiqué ci-dessus.
Connectez l'Arduino au PC via un câble USB.
Ouvrez l'IDE Arduino, sélectionnez la bonne carte et le bon port, de la même façon que dans les Étapes rapides du relais ci-dessus.
Copiez le code ci-dessus et téléversez-le sur l'Arduino.
Branchez l'adaptateur secteur 12V.
Vérifiez le débit d'eau. La vanne s'ouvre pendant 5 secondes et se ferme pendant 5 secondes. Vous n'entendrez plus de clic de relais.

Le module MOSFET fonctionne seulement avec les vannes CC et demande une alimentation d'au moins environ 6V. Pour une vanne CA, gardez le relais.

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