Entonces, en este proyecto, construiremos un dispensador automático de agua con Arduino y una válvula solenoide que puede darle agua automáticamente cuando se coloca un vaso cerca de él. Suena bien verdad! Entonces construyamos uno …

Materiales necesarios

• Válvula de solenoide
• Arduino Uno
• HCSR04 – Sensor ultrasónico
• MOSFET IRF540
• Resistencia 1k y 10k
• Tablero de circuitos
• Cables de conexión

Concepto de trabajo

El concepto detrás del dispensador automático de agua es muy simple. Utilizaremos un sensor ultrasónico HCSR04 para verificar si hay algún objeto que coloque el vidrio antes del dispensador. Se usará una válvula solenoide para controlar el flujo de agua, que es cuando se energiza el agua y cuando se desenergiza el agua se detendrá. Entonces, escribiremos un programa Arduino que siempre verifica si se coloca algún objeto cerca del grifo, en caso afirmativo, el solenoide se encenderá y esperará hasta que se retire el objeto, una vez que el objeto se retira, el solenoide se apagará automáticamente, cerrando así suministro de agua.

Diagrama de circuito

La válvula solenoide utilizada en este proyecto es una válvula de 12V con una clasificación de corriente máxima de 1.2A y una clasificación de corriente continua de 700mA. Es entonces cuando la válvula se enciende, consumirá aproximadamente 700 mA para mantener la válvula encendida. Como sabemos, un Arduino es una placa de desarrollo que funciona con 5V y, por lo tanto, necesitamos un circuito de conmutación para que el solenoide lo encienda y apague.

El dispositivo de conmutación utilizado en este proyecto es el MOSFET de canal N IRF540N . Tiene los 3 pines Gate, Source y Drain del pin 1 respectivamente. Como se muestra en el diagrama del circuito, el terminal positivo del solenoide se alimenta con el pin Vin del Arduino. Debido a que usaremos un adaptador de 12V para alimentar el Arduino y, por lo tanto, el pin Vin producirá 12V que se puede usar para controlar el solenoide. El terminal negativo del solenoide está conectado a tierra a través de los pines de fuente y drenaje del MOSFET. Por lo tanto, el solenoide solo se activará si el MOSFET está encendido.

El pin de la puerta del MOSFET se usa para encenderlo o apagarlo. Permanecerá apagado si el pin de la puerta está conectado a tierra y se encenderá si se aplica un voltaje de puerta. Para mantener el MOSFET apagado cuando no se aplica voltaje al pin de la compuerta, el pin de la compuerta se tira a tierra a través de una resistencia de 10k. El pin 12 de Arduino se usa para encender o apagar el MOSFET, por lo que el pin D12 está conectado al pin de la puerta a través de una resistencia de 1K. Esta resistencia de 1K se utiliza para fines de limitación de corriente.

El sensor ultrasónico funciona con los pines + 5V y tierra del Arduino. El pin Echo y Trigger está conectado al pin 8 y al pin 9 respectivamente. Luego podemos programar el Arduino para usar el sensor ultrasónico para medir la distancia y encender el MOSFET cuando se detecta un objeto. Todo el circuito es simple y, por lo tanto, se puede construir fácilmente sobre una placa de pruebas. El mío se veía más o menos así después de hacer las conexiones.

Programación de la placa Arduino

Para este proyecto, tenemos que escribir un programa que use el sensor ultrasónico HCSR-04 para medir la distancia del objeto frente a él. Cuando la distancia es inferior a 10 cm, tenemos que encender el MOSFET y, de lo contrario, tenemos que apagar el MOSFET. También usaremos el LED incorporado conectado al pin 13 y lo alternaremos con el MOSFET para asegurarnos de que el MOSFET esté encendido o apagado.

El programa comienza con la definición de macros . Tenemos el gatillo y el pin de eco para el sensor ultrasónico y el pin de la puerta MOSFET y el LED como E / S para nuestro Arduino. Así que hemos definido a qué pin se conectarán. En nuestro hardware hemos conectado el pasador de eco y de disparo a 8 y 9 ^º pin digital respectivamente. Luego, el pin MOSFET se conecta al pin 12 y el LED integrado por defecto se conecta al pin 13. Definimos lo mismo usando las siguientes líneas.

#definir disparador 9 
#define echo 8 
#define LED 13 
#define MOSFET 12

Dentro de la configuración de la función nos declaramos cuyos pasadores son de entrada y de salida que son . En nuestro hardware, solo el pin Echo del sensor ultrasónico (EE. UU.) Es el pin de entrada y el resto son pines de salida. Entonces usamos la función pinMode de Arduino para especificar lo mismo que se muestra a continuación.

pinMode (disparador, SALIDA); 
pinMode (echo, INPUT); 
pinMode (LED, SALIDA); 
pinMode (MOSFET, OUTPUT);

Dentro de la función del bucle principal , llamamos a la función llamada measure_distance (). Esta función utiliza el sensor de EE. UU. Para medir la distancia del objeto frente a él y actualiza el valor a la variable ‘ distancia’ . Para medir la distancia utilizando el sensor de EE. UU., El pasador del disparador primero debe mantenerse bajo durante dos microsegundos y luego mantenerse alto durante diez microsegundos y nuevamente bajo durante dos microsegundos. Esto enviará una explosión sónica de señales ultrasónicas en el aire que se reflejará por el objeto frente a él y el pin de eco captará las señales reflejadas por él. Luego usamos el valor del tiempo empleado para calcular la distancia del objeto por delante del sensor.

digitalWrite (disparador, BAJO); 
delayMicroseconds (2); 
digitalWrite (disparador, ALTO); 
delayMicroseconds (10); 
digitalWrite (disparador, BAJO); 
delayMicroseconds (2); 
tiempo = pulseIn (eco, ALTO); 
distancia = tiempo * 340/20000;    

Una vez que se calcula la distancia, tenemos que comparar el valor de la distancia usando un simple caso de declaración y si el valor es inferior a 10 cm hacemos el MOSFET y LED para ir de alta, en el siguiente otra declaración que hacemos el MOSFET y LED para ir bajo. El programa para hacer lo mismo se muestra a continuación.

if (distancia <10) 
{ 
   digitalWrite (LED, HIGH); digitalWrite (MOSFET, HIGH); 
} 
else 
{ 
   digitalWrite (LED, LOW); digitalWrite (MOSFET, LOW); 
}

Trabajo del dispensador automático de agua 

Realice las conexiones como se muestra en el circuito y cargue el siguiente programa en su placa Arduino. Haga un arreglo simple para conectar la válvula solenoide a la entrada de agua y encienda el circuito usando el adaptador de 12V al conector de CC de la placa Arduino. Asegúrese de que el LED de a bordo esté apagado, esto asegura que el solenoide también esté apagado. La configuración que hice para demostrar el proyecto se muestra a continuación.

Como puede ver, he colocado el sensor ultrasónico directamente debajo de la válvula solenoide de modo que cuando el vidrio / vaso se coloca debajo del solenoide se coloca directamente opuesto al sensor ultrasónico. Este sensor será detectado por el sensor ultrasónico y el MOSFET junto con el LED se ENCENDERÁ haciendo que el solenoide se abra y el agua fluya hacia abajo.

De manera similar, cuando se retira el vidrio, el sensor ultrasónico le dice al Arduino que no hay vidrio frente a él y, por lo tanto, el Arduino cierra la válvula.