Environ 71% de la terre est recouverte d'eau, mais malheureusement seulement 2,5% est de l'eau potable. Avec l'augmentation de la population, la pollution et le changement climatique, il est prévu que d'ici 2025, nous connaîtrons des pénuries d'eau pérennes. D'une part, il y a déjà des différends mineurs entre les nations et les États pour partager l'eau des rivières, d'autre part, en tant qu'êtres humains, nous gaspillons beaucoup d'eau potable en raison de notre négligence.
Cela peut ne pas sembler gros au premier moment, mais si votre robinet coulait une goutte d'eau une fois par seconde, il ne vous faudrait qu'environ cinq heures pour gaspiller un gallon d'eau, c'est assez d'eau pour qu'un humain moyen puisse survivre pendant deux. journées. Alors, que peut-on faire pour arrêter cela? Comme toujours, la réponse réside dans l'amélioration de la technologie. Si nous remplaçons tous les robinets manuels par un robinet intelligent qui s'ouvre et se ferme automatiquement, non seulement nous pouvons économiser de l'eau, mais aussi avoir un mode de vie plus sain puisque nous n'avons pas à faire fonctionner le robinet avec nos mains sales. Donc, dans ce projet, nous allons construire un distributeur d'eau automatique utilisant Arduino et une électrovanne qui peut automatiquement vous donner de l'eau lorsqu'un verre est placé à proximité. Ça a l'air cool! Alors construisons-en un…
Matériaux nécessaires
- Électrovanne
- Arduino Uno (toute version)
- HCSR04 - Capteur à ultrasons
- IRF540 MOSFET
- Résistance 1k et 10k
- Planche à pain
- Connexion des fils
Concept de travail
Le concept derrière le distributeur automatique d'eau est très simple. Nous utiliserons un capteur à ultrasons HCSR04 pour vérifier si un objet tel que le verre est placé avant le distributeur. Une électrovanne sera utilisée pour contrôler le débit d'eau, c'est-à-dire que lorsqu'elle est sous tension, l'eau s'écoule et lorsqu'elle est désactivée, l'eau s'arrête. Nous allons donc écrire un programme Arduino qui vérifie toujours si un objet est placé près du robinet, si oui, le solénoïde sera activé et attendra que l'objet soit supprimé, une fois l'objet retiré, le solénoïde s'éteindra automatiquement, fermant ainsi le approvisionnement en eau. En savoir plus sur l'utilisation du capteur à ultrasons avec Arduino ici.
Schéma
Le schéma de circuit complet du distributeur d'eau basé sur Arduino est illustré ci-dessous
L'électrovanne utilisée dans ce projet est une vanne 12 V avec un courant nominal maximum de 1,2 A et un courant nominal continu de 700 mA. C'est à ce moment-là que la vanne est activée, elle consommera environ 700 mA pour maintenir la vanne activée. Comme nous le savons, un Arduino est une carte de développement qui fonctionne avec 5V et nous avons donc besoin d'un circuit de commande de commutation pour que le solénoïde puisse l'allumer et l'éteindre.
Le dispositif de commutation utilisé dans ce projet est le MOSFET à canal N IRF540N. Il a les 3 broches Gate, Source et Drain de la broche 1 respectivement. Comme le montre le schéma de circuit, la borne positive du solénoïde est alimentée par la broche Vin de l'Arduino. Parce que nous utiliserons un adaptateur 12V pour alimenter l'Arduino et donc la broche Vin produira 12V qui peut être utilisé pour contrôler le solénoïde. La borne négative du solénoïde est connectée à la terre via les broches Source et Drain du MOSFET. Ainsi, le solénoïde ne sera alimenté que si le MOSFET est allumé.
La broche de porte du MOSFET est utilisée pour l'activer ou le désactiver. Il restera éteint si la broche de grille est mise à la terre et s'allumera si une tension de grille est appliquée. Pour garder le MOSFET éteint lorsqu'aucune tension n'est appliquée à la broche de grille, la broche de grille est tirée à la terre via une résistance de 10k. La broche Arduino 12 est utilisée pour allumer ou éteindre le MOSFET, de sorte que la broche D12 est connectée à la broche de porte via une résistance 1K. Cette résistance 1K est utilisée à des fins de limitation de courant.
Le capteur à ultrasons est alimenté par les broches + 5V et de masse de l'Arduino. La broche Echo et Trigger est connectée aux broches 8 et 9 respectivement. Nous pouvons ensuite programmer l'Arduino pour qu'il utilise le capteur à ultrasons pour mesurer la distance et allumer le MOSFET lorsqu'un objet est détecté. L'ensemble du circuit est simple et peut donc être facilement construit sur une maquette. Le mien ressemblait à quelque chose comme ça ci-dessous après avoir fait les connexions.
Programmation de la carte Arduino
Pour ce projet, nous devons écrire un programme qui utilise le capteur à ultrasons HCSR-04 pour mesurer la distance de l'objet devant lui. Lorsque la distance est inférieure à 10 cm, nous devons allumer le MOSFET et sinon, nous devons éteindre le MOSFET. Nous utiliserons également la LED embarquée connectée à la broche 13 et la basculerons avec le MOSFET afin que nous puissions nous assurer que le MOSFET est activé ou désactivé. Le programme complet pour faire de même est donné à la fin de cette page. Juste en dessous, j'ai expliqué le programme en le décomposant en petits extraits significatifs.
Le programme commence par la définition des macros. Nous avons la gâchette et la broche d' écho pour le capteur à ultrasons et la broche de porte MOSFET et la LED comme E / S pour notre Arduino. Nous avons donc défini à quelle broche ils seront connectés. Dans notre matériel, nous avons connecté la broche Echo et Trigger à 8 et 9 e broche numérique respectivement. Ensuite, la broche MOSFET est connectée à la broche 12 et la LED intégrée par défaut est connectée à la broche 13. Nous définissons la même chose en utilisant les lignes suivantes
#define trigger 9 #define echo 8 #define LED 13 #define MOSFET 12
Dans la fonction de configuration , nous déclarons quelles broches sont entrées et lesquelles sont sorties. Dans notre matériel, seule la broche d' écho du capteur à ultrasons (US) est la broche d'entrée et le reste sont toutes des broches de sortie. Nous utilisons donc la fonction pinMode d'Arduino pour spécifier la même chose que celle indiquée ci-dessous
pinMode (déclencheur, SORTIE); pinMode (écho, INPUT); pinMode (LED, SORTIE); pinMode (MOSFET, SORTIE);
Dans la fonction de boucle principale, nous appelons la fonction appelée measure_distance (). Cette fonction utilise le capteur américain pour mesurer la distance de l'objet devant lui et met à jour la valeur de la variable « distance» . Pour mesurer la distance à l'aide du capteur américain, la goupille de déclenchement doit d'abord être maintenue basse pendant deux micro secondes, puis maintenue haute pendant dix microsecondes et à nouveau maintenue basse pendant deux micro secondes. Cela enverra un souffle sonore de signaux ultrasoniques dans l'air qui sera réfléchi par l'objet devant lui et la broche d' écho captera les signaux réfléchis par elle. Ensuite, nous utilisons la valeur du temps pris pour calculer la distance de l'objet devant le capteur. Si vous voulez savoir