Raspberry Pi - Vanne à eau/liquide
Ce didacticiel vous apprend à utiliser un Raspberry Pi et une électrovanne pour contrôler le débit de liquides tels que l'eau, la bière et l'huile. Les mêmes principes s'appliquent au contrôle du débit de gaz.
Entre le Raspberry Pi et la vanne, nous pouvons placer soit un relais, soit un module MOSFET. Les deux ouvrent et ferment la vanne, et c'est tout ce dont une électrovanne a besoin. Un relais le fait avec un contact métallique mobile. Le module MOSFET le fait sans pièce mobile, il commute donc sans clic, réagit plus vite et n'a pas de contacts qui s'usent. Vous apprendrez ici comment utiliser chacun des deux.
Préparation du matériel
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos de la vanne d'eau/liquide
Le Connecteur de la Valve d'Eau/Liquide
Une électrovanne a généralement deux bornes :
- La broche positive (+) (rouge) doit être connectée à 12V d'une alimentation DC.
- La broche négative (-) (noire ou autre) doit être connectée au GND d'une alimentation DC.
Comment fonctionne une vanne à eau/liquide
En général, la vanne est fermée. Lorsque 12V DC sont fournis aux deux bornes, la vanne s'ouvre et l'eau/le liquide peut passer.
※ Note:
- Un dispositif de joint est présent à l'intérieur, nécessitant ainsi une pression minimale pour ouvrir la vanne après l'application de 12V DC. Cette pression peut être générée par un écoulement de liquide.
Comment contrôler une électrovanne d'eau/liquide avec un Raspberry Pi
Si la vanne est alimentée en 12V, elle s'ouvrira. Pour contrôler la vanne, un relais doit être utilisé entre le Raspberry Pi et la vanne. Le Raspberry Pi peut gérer la vanne électromagnétique via le relais.
Si vous n'êtes pas familier avec le relais (configuration des broches, fonctionnement, programmation, etc.), consultez le Raspberry Pi - Relais. pour plus d'informations.
Le module MOSFET a aussi son propre guide : Raspberry Pi - Module MOSFET. Lisez-le si ce module est nouveau pour vous.
Relais ou module MOSFET pour une électrovanne
| Relais | Module MOSFET | |
|---|---|---|
| Contrôle de la vanne | ouvrir / fermer (ON/OFF) | ouvrir / fermer (ON/OFF), pas de PWM pour une vanne |
| Bruit de clic | oui, à chaque fois | non |
| Réponse | plus lente, quelques millisecondes | presque instantanée |
| Pièces qui s'usent | les contacts du relais | rien, il n'a pas de pièces mobiles |
| Alimentation de la vanne | CA ou CC | CC uniquement |
| Tension d'alimentation | toute valeur permise par le relais | pas inférieure à environ 6V |
| Isolation | oui, entre la bobine et les contacts | oui, avec un optocoupleur PC817 |
| Convient pour | les vannes CA, les projets simples | les vannes CC 12V qui s'ouvrent et se ferment très souvent, les lieux calmes |
Les deux choix donnent le même résultat pour une vanne CC 12V : ouverte ou fermée. Le module MOSFET est pratique quand la vanne commute souvent ou quand le clic d'un relais est gênant. N'essayez pas d'« entrouvrir » une électrovanne avec du PWM. Elle est faite pour être soit complètement ouverte, soit complètement fermée.
Diagramme de câblage
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Code Raspberry Pi pour contrôler une vanne liquide
Le code ci-dessous allume et éteint la vanne d'eau toutes les cinq secondes.
Étapes rapides
- Assurez-vous d'avoir Raspbian ou tout autre système d'exploitation compatible avec Raspberry Pi installé sur votre Pi.
- Assurez-vous que votre Raspberry Pi est connecté au même réseau local que votre PC.
- Assurez-vous que votre Raspberry Pi est connecté à Internet si vous devez installer certaines bibliothèques.
- Si c'est la première fois que vous utilisez Raspberry Pi, consultez Installation du logiciel - Raspberry Pi..
- Connectez votre PC au Raspberry Pi via SSH en utilisant le client SSH intégré sur Linux et macOS ou PuTTY sur Windows. Consultez comment connecter votre PC au Raspberry Pi via SSH.
- Assurez-vous que vous avez la bibliothèque RPi.GPIO installée. Sinon, installez-la en utilisant la commande suivante :
- Créez un fichier de script Python valve.py et ajoutez le code suivant :
- Enregistrez le fichier et exécutez le script Python en exécutant la commande suivante dans le terminal :
- Vérifiez le débit d'eau.
Le script s'exécute en boucle infinie jusqu'à ce que vous appuyiez sur Ctrl + C dans le terminal.
Explication du Code
Consultez l'explication ligne par ligne contenue dans les commentaires du code source !
Comment contrôler une vanne d'eau/liquide avec le module MOSFET
Vous pouvez remplacer le relais par un module MOSFET. La vanne s'ouvre et se ferme toujours toutes les cinq secondes, mais maintenant vous n'entendrez aucun clic.
Le relais et le module MOSFET utilisent des broches GPIO différentes sur cette page. Le relais utilise GPIO12 (broche 32), et le module MOSFET utilise GPIO16 (broche 36). Chaque câblage a donc son propre script.
Diagramme de câblage
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Pour simplifier et organiser votre montage de câblage, nous recommandons l'utilisation d'un shield à bornier à vis pour Raspberry Pi. Ce shield assure des connexions plus sûres et mieux gérées, comme illustré ci-dessous :
- Connectez la broche PWM du module MOSFET à GPIO16 (broche 36) du Raspberry Pi.
- Connectez la broche GND du module à une broche GND du Raspberry Pi (broche 34).
- Mettez ensemble le positif de l'adaptateur 12V et le fil rouge de la vanne dans la borne +.
- Connectez le fil noir de la vanne à la borne LOAD.
- Connectez le négatif de l'adaptateur 12V à la borne −.
- La vanne a une bobine à l'intérieur, placez donc une diode de roue libre (flyback) (1N4007 ou 1N5819) aux bornes de la vanne. Le côté avec la bande (cathode) va au fil positif de la vanne.
Code Raspberry Pi
Le script fonctionne comme celui du relais : HIGH allume la vanne (ouverte) et LOW l'éteint (fermée). La vanne reste ouverte pendant cinq secondes, puis fermée pendant cinq secondes, et cela se répète. Le script n'affiche rien.
Une vanne doit recevoir uniquement un ON complet ou un OFF complet, jamais du PWM. C'est pourquoi cette page n'utilise pas le code de variation progressive du tutoriel du module MOSFET.
Étapes rapides
- Vérifiez que le câblage correspond au schéma ci-dessus, puis branchez l'adaptateur 12V.
- Connectez votre PC au Raspberry Pi via SSH, comme dans les étapes rapides du relais ci-dessus.
- Créez un fichier script Python valve_mosfet.py et ajoutez le code suivant :
- Enregistrez le fichier et exécutez-le :
- La vanne s'ouvre pendant cinq secondes et se ferme pendant cinq secondes, encore et encore, sans clic. Appuyez sur Ctrl + C pour arrêter.
Notez que le module MOSFET ne commute que du CC, et que son alimentation de charge doit être d'environ 6V ou plus. Si votre vanne fonctionne en CA, restez avec le relais.