Raspberry Pi Pico - Vanne pour eau et liquides
Ce tutoriel vous explique comment contrôler les flux de liquides tels que l'eau, la bière et l'huile à l'aide d'un Raspberry Pi Pico et d'une vanne à solénoïde. Nous aborderons :
- Comment connecter la vanne à solénoïde au Raspberry Pi Pico
- Comment programmer le Raspberry Pi Pico pour contrôler la vanne
- Comment commander la vanne avec un module MOSFET au lieu d'un relais.
Un relais comme un module MOSFET peut ouvrir et fermer la vanne. Aucun des deux ne peut l'ouvrir à moitié : une électrovanne est seulement ouverte ou fermée. Le module MOSFET a d'autres qualités. Il commute sans clic, il est plus rapide, et il n'a aucun contact qui s'use. Nous vous montrerons les deux méthodes.
Préparation du matériel
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos de la vanne eau/liquide
Brochage
Une vanne à solénoïde a généralement deux connexions.
- Branchez la broche positive (+) (rouge) à l'alimentation 12 V en courant continu.
- Branchez la broche négative (-) (noire ou autre) à la masse de l'alimentation 12 V en courant continu.
Comment fonctionne la vanne d'eau/liquide
Normalement, la vanne est fermée. Lorsque vous connectez 12 V en courant continu aux deux points, la vanne s'ouvre et permet à l'eau ou à d'autres fluides de s'écouler.
※ Note:
Certaines vannes contiennent un joint d'étanchéité et nécessitent une pression particulière pour s'ouvrir lorsque la tension de 12 V en courant continu est appliquée. Cette pression provient du débit du liquide. De plus, certaines vannes permettent au liquide de passer dans un seul sens.
Comment contrôler une électrovanne pour eau et liquides
Lorsque la vanne reçoit une alimentation de 12 V, elle s'ouvre. Vous avez besoin d'un relais pour contrôler la vanne à l'aide du Raspberry Pi Pico. Le Raspberry Pi Pico utilise le relais pour contrôler la vanne. Si vous ne savez pas comment fonctionne un relais, son câblage, ou comment le mettre en place, consultez le Raspberry Pi Pico - Relais..
Un module MOSFET peut faire le même travail. Vous pouvez lire son fonctionnement dans le tutoriel Raspberry Pi Pico - 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 la commutation | un clic | aucun |
| Vitesse de commutation | lente (millisecondes) | très rapide |
| Usure | les contacts s'usent après de nombreuses commutations | aucune pièce mobile |
| Type de vanne | vannes AC ou DC | vannes DC uniquement |
| Alimentation de la vanne | n'importe laquelle, dans la limite du relais | au moins environ 6 V |
| Isolation | oui (bobine et contacts) | oui (optocoupleur PC817) |
| Idéal pour | les vannes AC, ou si vous avez déjà un relais | les vannes DC 12 V qui s'ouvrent et se ferment souvent |
N'essayez pas de contrôler la quantité de débit avec le PWM. Une électrovanne est conçue uniquement pour être complètement ouverte (ON) ou complètement fermée (OFF). Choisissez le module MOSFET pour une vanne DC 12 V silencieuse, et le relais pour une vanne AC.
Diagramme de câblage
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
Si vous n'utilisez pas de plaque d'essai, câblez-le ainsi :
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Code du Raspberry Pi Pico
Ce code ouvrira la vanne d'eau pendant cinq secondes, puis la fermera pendant encore cinq secondes.
Étapes rapides
Veuillez suivre ces instructions étape par étape:
- Assurez-vous que l’IDE Thonny est installé sur votre ordinateur.
- Assurez-vous que le micrologiciel MicroPython est installé sur votre Raspberry Pi Pico.
- Si c’est la première fois que vous utilisez un Raspberry Pi Pico, reportez‑vous au tutoriel Raspberry Pi Pico - Premiers pas. pour des instructions détaillées.
- Reliez le Raspberry Pi Pico à la vanne d'eau selon le schéma fourni.
- Connectez le Raspberry Pi Pico à votre ordinateur à l'aide d'un câble USB.
- Lancez l’IDE Thonny sur votre ordinateur.
- Dans l’IDE Thonny, sélectionnez l’interpréteur MicroPython (Raspberry Pi Pico) en vous rendant dans Outils Options.
- Dans l’onglet Interpréteur, sélectionnez MicroPython (Raspberry Pi Pico) dans le menu déroulant.
- Assurez-vous que le bon port est sélectionné. L’IDE Thonny devrait détecter automatiquement le port, mais vous devrez peut‑être le sélectionner manuellement (par exemple COM3 sous Windows ou /dev/ttyACM0 sous Linux).
- Copiez le code ci-dessus et collez‑le dans l’éditeur de l’IDE Thonny.
- Enregistrez le script sur votre Raspberry Pi Pico en procédant comme suit :
- Cliquez sur le bouton Enregistrer, ou utilisez les touches Ctrl+S.
- Dans la boîte de dialogue d’enregistrement, vous verrez deux sections : Cet ordinateur et Raspberry Pi Pico. Sélectionnez Raspberry Pi Pico
- Enregistrez le fichier sous main.py
- Cliquez sur le bouton vert Exécuter (ou appuyez sur F5) pour lancer le script. Le script s’exécutera.
- Vérifiez le débit d'eau.
Si vous nommez votre script main.py et que vous l'enregistrez dans le répertoire racine du Raspberry Pi Pico, il s'exécutera automatiquement à chaque mise sous tension ou réinitialisation du Pico. C'est utile pour les applications autonomes qui doivent démarrer immédiatement après l'alimentation. Si vous nommez votre script sous un autre nom que main.py, vous devrez l'exécuter manuellement depuis le Shell de Thonnys.
Explication du code
Vous pouvez trouver l'explication dans les commentaires du code Raspberry Pi Pico 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.
Sur cette page, le relais et le module MOSFET sont sur des broches différentes. Le relais utilise GP1, et le module MOSFET utilise GP18 (broche 24). Chaque câblage a donc son propre code.
Diagramme de câblage
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| Connecter | Vers |
|---|---|
| GP18 du Pico (broche 24) | broche PWM du module |
| GND du Pico | broche GND du module |
| Adaptateur 12 V + | borne + |
| Vanne + (rouge) | borne +, avec le + de l'adaptateur |
| Vanne − (noir ou autre) | borne LOAD |
| Adaptateur 12 V − | borne − |
| Diode 1N4007 ou 1N5819 | entre les deux fils de la vanne, bande (cathode) du côté + de la vanne |
La vanne contient une bobine, la diode de roue libre (flyback) est donc nécessaire. Elle protège le module quand la vanne se coupe.
Code du Raspberry Pi Pico
L'idée est la même que pour le code du relais : quand GP18 est HIGH, la vanne s'ouvre pendant cinq secondes, et quand GP18 est LOW, la vanne se ferme pendant cinq secondes. Cela se répète indéfiniment. Le code n'affiche rien dans le Shell.
Une vanne doit recevoir seulement du tout ou rien (ON complet ou OFF complet), jamais du PWM. C'est pourquoi nous n'utilisons pas ici le code de variation PWM du tutoriel sur le module MOSFET.
Étapes rapides
- Câblez la vanne et le module MOSFET comme sur le diagramme ci-dessus.
- Connectez le Pico à votre ordinateur et ouvrez l'IDE Thonny, comme dans les Étapes rapides du relais ci-dessus.
- Collez ce code dans Thonny, enregistrez-le sur le Pico sous le nom main.py, puis cliquez sur Run.
- Branchez l'adaptateur 12 V.
- La vanne s'ouvre pendant cinq secondes et se ferme pendant cinq secondes, mais maintenant vous n'entendez plus de clic de relais.
Astuce : le module MOSFET a besoin d'une alimentation DC d'environ 6 V ou plus. Si votre vanne fonctionne en AC, utilisez le relais.