Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

В этой статье мастер расскажет нам, как из обычного крана сделать автоматический. Работает этот кран следующим образом: когда к гусаку крана пользователь подносит руку, инфракрасный датчик посылает сигнал на Ардуино. В свою очередь Ардуино дает команду на открытие электромагнитному клапану, встроенному в водопровод. Дальше из крана начинает бежать вода. Если руку убрать, то клапан закрывается и вода перестает течь.
Инструменты материалы:
-Arduino ProMini;
-FT232RL;
-Макетная плата;
-Перемычки Dupont;
-Кабель USB типа A — mini B;
-Драйвер двигателя L293D;
-Электромагнитный клапан 3,6-6 В постоянного тока;
-Модуль инфракрасного датчика;
-Светодиоды;
-Батарея 9В;
-Клеммы для батареи 9 В;
-Штекерные разъемы постоянного тока 5,5 мм;
-Штекер 5,5 мм DC;
-Муфта 1/2 дюйма;
-Тефлоновая лента;
-Разводной ключ;

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Шаг первый: о комплектующих
СОЛЕНОИДНЫЙ КЛАПАН:
Электромагнитный клапан — электромеханическое устройство, предназначенное для регулирования потоков всех типов жидкостей и газов. Он состоит из корпуса, соленоида с сердечником, на котором установлен диск или поршень, регулирующий поток.
Бистабильный соленоидный клапан имеет способность «запоминать» свое состояние даже после отключения питания / сигнала. Например, бистабильный соленоидный клапан будет оставаться закрытым после получения положительного / отрицательного импульса в зависимости от конструкции, даже после того, как сигнал больше не проходит. Это помогает экономить энергопотребление.
ИК-ДАТЧИК:
Инфракрасный датчик работает по принципу излучения и приема инфракрасного света.
Потенциометр можно использовать для регулировки чувствительности датчика.
ИС ДРАЙВЕРА МОТОРА L293D:
Отдельный вывод ввода / вывода на Arduino ProMini может обеспечивать максимальный ток 40 миллиампер.
Электромагнитный клапан потребляет приблизительно 500 миллиампер во время работы. Поэтому мастер использует микросхему драйвера двигателя L293D, которая может непрерывно подавать до 1,2 ампер в пиковом режиме.
Микросхема может работать от выхода 5V Arduino Pro Mini и может использоваться для управления нагрузкой до 36V.

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Шаг второй: прототипирование
Сначала мастер собирает схему на макетной плате.
Анод светодиода -> Цифровой вывод 13 на Arduino
Катод светодиода -> Цифровой контакт 12 Arduino
Контакты 1 и 16 L293D -> VCC Arduino
Контакт 2 L293D -> Цифровой контакт 10 Arduino
Контакт 7 L293D -> Цифровой контакт 11 Arduino
Контакты 4 и 5 L293D -> GND Arduino
Контакт 8 L293D -> Внешний источник питания
Клемма электромагнитного клапана «A» -> Контакт 4 на IC
Клемма «B» электромагнитного клапана -> Контакт 6 на IC
Контакт ИК датчика GND -> Arduino’s GND
Контакт ИК датчика VCC -> Arduino’s VCC
Выход ИК-датчика -> Цифровой вывод 9 Arduino

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Шаг третий: программирование
Дальше нужно скачать код и открыть его в Arduino IDE. Затем в программе выбрать правильный порт и устройство и загрузить код на Ардуино.
Код можно скачать ниж.
Automatic_WaterTap_IRbased_Solenoid.ino

Автоматизация водопроводного крана

Шаг четвертый: тестирование системы
1) Отключите Arduino от компьютера.
2) Подключите внешний источник питания.
3) Поднесите объект к ИК-датчику и проверьте, горит ли светодиодный индикатор состояния и открывается ли соленоидный клапан.
4) Уберите объект из-под датчика и проверьте, не гаснет ли светодиодный индикатор состояния и закрывается ли электромагнитный клапан через 2 * секунды.
Возможные неисправности:
1) Светодиодный индикатор состояния не работает:
-Проверьте правильность подключения.
-Проверьте исправность светодиода.
-Проверьте, установлен ли цифровой контакт 12 на LOW в разделе настройки кода. (При использовании Arduino ProMini)
2) Электромагнитный клапан не работает:
-Проверьте правильность соединений между микросхемой драйвера двигателя, Arduino и соленоидом.
-Проверьте исправность электромагнитного клапана подав на него дополнительное питание (предварительно отключив от схемы).
-Проверьте исправность ИС.
3) ИК-датчик не работает:
-Проверьте соединения.
-Отрегулируйте потенциометром чувствительность.
4) Не работают светодиод и соленоид:
-Проверьте, правильно ли работает ИК-датчик.
* Указывает значения, определенные пользователем.

Автоматизация водопроводного крана

Шаг пятый: проверка схемы в Tinkercad
Схему можно проверить в Tinkercad. Tinkercad — это бесплатное простое приложение для разработки 3D-проектов, электроники и кодов. Т.е. на этой платформе
1)Перейдите на сайт TINKERCAD и откройте вкладку «электроника».
2) Импортируйте необходимые компоненты.
3) Выполните подключения, как показано на электрической схеме.
4) Загрузите прикрепленный текстовый файл, скопируйте код и вставьте его в раздел кода симулятора.
5) Запустите симуляцию.
Поскольку на данный момент у нас нет модуля ИК-датчика FC-51 в библиотеке деталей, то будет использоваться кнопка для отображения работы датчика.
Точно так же, поскольку нет соленоидного клапана, в схеме будет использоваться двигатель постоянного тока, чтобы изобразить его работу.
При нажатии на кнопку соленоидный клапан должен открыться (показано вращением двигателя по часовой стрелке), и светодиодный индикатор состояния начнет светиться.
Если отпустить кнопку соленоидный клапан закроется (о чем свидетельствует вращение двигателя против часовой стрелки), а светодиодный индикатор состояния погаснет.

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана


Шаг шестой: сантехника
После проверки работоспособности схемы, нужно установить соленоид в систему подвода воды к крану.
1) Закройте главный кран подачи воды на раковине.
2) Отсоедините трубу и откройте водопроводный кран, чтобы слить всю жидкость из системы.
3) Подсоедините внутреннюю муфту 1/2 дюйма или новый шланг к главному клапану.
4) Подключите другой конец муфты ко входу электромагнитного клапана.
5) Подсоедините трубу водопроводного крана к выходу электромагнитного клапана.
6) Откройте соленоидный клапан, включив его от внешнего источника, и проверьте, нормальный ли напор воды через систему.
7) Закройте соленоидный клапан и проверьте, не течет ли вода.
Неисправности:
1) Утечка воды:
— Проверить герметичность соединений.
-По возможности используйте фум-ленту, чтобы избежать утечки.
2) Малый напор воды:
-Проверьте, правильно ли подсоединены впуск и выпуск воды к клапану.
-Проверьте, чтобы трубки не были перегнуты.

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Автоматизация водопроводного крана

Шаг седьмой: электроника
Теперь устанавливаем электронику.
1) Прикрепите ИК-датчик к нижней стороне водопроводного крана.
2) Прикрепите плату к стене.
3) Подключите провода ИК-датчика.
4) Подключите провода электромагнитного клапана.
5) Прикрепите питание.
[img]https://content.instructables.com/ORIG/FDE/LSIC/KP2MEWDN/FDELSICKP2MEWDN.gif?format=mp4[/img]
[img]https://content.instructables.com/ORIG/FLK/05KZ/KP2MEWDM/FLK05KZKP2MEWDM.gif?format=mp4[/img]
Все готово.

Автоматизация водопроводного крана

Система рабочая, но для установки на постоянной основе нужны некоторые доработки. Во-первых, нужно сетевое питание, а не от батареи. Во-вторых, нужно сделать защиту для ИК датчика. При мытье рук вода может попасть на датчик и вывести его из строя. Ну и не мешало бы сделать корпус для основной схемы.
На видео можно посмотреть демонстрацию работы системы, а так же процесс сборки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.


вернуться наверх
Меню
Самоделки
Adblock
detector