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Arduino UNO R4

Arduino UNO R4 - Controle de Bomba

Neste guia, vamos aprender a conectar uma bomba de 12V ao Arduino UNO R4 e a programar o Arduino UNO R4 para controlar a bomba. Este tutorial vai ajudar você a montar sistemas como irrigação de plantas, aquários ou estações de reabastecimento de água.

Você pode colocar um relé ou um módulo MOSFET entre o Arduino UNO R4 e a bomba. Um relé apenas liga e desliga a bomba. Um módulo MOSFET faz o mesmo e também pode ajustar a velocidade da bomba, para você ter um fluxo forte ou um fluxo suave. Os dois jeitos são explicados abaixo.

Arduino UNO R4 bomba

Hardware Necessário

1×Arduino UNO R4 WiFi or Arduino UNO R4 Minima
1×Alternatively, DIYables STEM V4 IoT, Compatible with Arduino Uno R4 WiFi
1×Alternatively, DIYables STEM V4B IoT, Compatible with Arduino Uno R4 WiFi
1×Cabo USB Tipo-A para Tipo-C (para PC com USB-A)
1×Cabo USB Tipo-C para Tipo-C (para PC com USB-C)
1×Relé
1×(Alternativa) MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N)
1×12V Bomba
1×Vinyl Tube
1×Fonte de Alimentação 12V
1×Conector de Alimentação DC
1×Fios Jumper
1×(Recomendado) Shield com Bornes de Parafuso para Arduino Uno R4
1×(Recomendado) Sensors/Servo Expansion Shield for Arduino UNO R4
1×(Recomendado) Shield de Protoboard para Arduino Uno R4
1×(Recomendado) Case para Arduino Uno R4
1×(Recomendado) Divisor de Alimentação para Arduino Uno R4
1×(Recomendado) Placa Base de Prototipagem e Kit de Protoboard para Arduino Uno

Or you can buy the following kits:

1×DIYables STEM V4 IoT Starter Kit (Arduino included)
1×DIYables STEM V4B IoT Starter Kit (Arduino included)
1×DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)
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Arduino Uno R4 WiFi Compatible Boards

Sobre a Bomba de 12V

Pinagem

Arduino UNO R4 Pinagem da Bomba
image source: diyables.io

Uma bomba de 12V normalmente tem dois pinos.

  • Conecte o pino negativo (-) (preto) ao GND da fonte de alimentação DC.
  • Conecte o pino positivo (+) (vermelho) ao 12V da fonte de alimentação DC.

Como Controlar a Bomba

Se você usar uma fonte de alimentação de 12V em uma bomba de 12V, ela vai funcionar. Para controlar a bomba com o Arduino UNO R4, um relé deve ser colocado entre o Arduino UNO R4 e a bomba. O Arduino UNO R4 pode controlar a bomba por meio do relé. Se você não conhece os relés (pinagem, funcionamento, programação etc.), estude-os no tutorial Arduino UNO R4 - Relé.

Novo no módulo MOSFET? O tutorial Arduino UNO R4 - Módulo MOSFET explica o que ele é e como funciona.

Relé vs Módulo MOSFET para uma Bomba de 12V

Relé Módulo MOSFET
Controle da bomba só liga e desliga liga, desliga e muda o fluxo (PWM)
Som da comutação faz clique nenhum
Tempo de comutação lento (milissegundos) muito rápido
Desgaste os contatos envelhecem com o uso sem peças móveis para desgastar
Funciona com bombas AC e DC somente bombas DC
Tensão de alimentação da bomba a especificada para o relé 6V ou mais
Isolação sim sim, com um optoacoplador PC817
Escolha para bombas AC ou simples LIGA/DESLIGA bombas DC em que você quer ajustar o fluxo

Se você só precisa encher um tanque, o relé é suficiente. Se você quer regar plantas devagar ou encher um copo sem respingar, o módulo MOSFET dá um controle melhor. Bombas AC precisam do relé.

Diagrama de Ligação

Arduino UNO R4 Diagrama de Ligação da Bomba

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Código Arduino UNO R4

O código abaixo liga a bomba por cinco segundos e depois a desliga por cinco regimes, repetidamente.

/* * Este código de Arduino UNO R4 foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de Arduino UNO R4 é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-controls-pump */ // constants won't change const int RELAY_PIN = 3; // the Arduino pin, which connects to the IN pin of relay // the setup function runs once when you press reset or power the board void setup() { // initialize digital pin D3 as an output. pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT); } // the loop function runs over and over again forever void loop() { digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // turn on pump 5 seconds delay(5000); digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // turn off pump 5 seconds delay(5000); }

Passos Rápidos

Siga estas instruções passo a passo:

  • Se esta é a sua primeira vez usando o Arduino Uno R4 WiFi/Minima, consulte o tutorial sobre como configurar o ambiente para o Arduino Uno R4 WiFi/Minima na Arduino IDE.
  • Conecte a bomba ao Arduino UNO R4 por meio de um relé conforme o diagrama fornecido.
  • Conecte a placa Arduino Uno R4 ao seu computador usando um cabo USB.
  • Abra a Arduino IDE no seu computador.
  • Selecione a placa Arduino Uno R4 apropriada (por exemplo, Arduino Uno R4 WiFi) e a porta COM.
  • Copie e cole o código fornecido na Arduino IDE.
  • Pressione o botão Upload na Arduino IDE para enviar o código ao Arduino UNO R4.
  • Verifique o estado da bomba.

Explicação do Código

A explicação está nos comentários do código Arduino acima.

Como Controlar o Fluxo da Bomba com Módulo MOSFET

Desta vez a bomba é acionada por um módulo MOSFET. Além de LIGADO e DESLIGADO, o Arduino UNO R4 agora pode fazer a bomba empurrar mais água ou menos água.

Diagrama de Ligação

Arduino UNO R4 diagrama de ligação da bomba com módulo MOSFET

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Veja A melhor forma de alimentar o Arduino Uno R4 e outros componentes.

Arduino UNO R4 / Alimentação Módulo MOSFET
Pino 9 PWM
GND GND
+ do adaptador de 12V e + da bomba (vermelho) + (os dois fios compartilham)
− da bomba (preto) LOAD
− do adaptador de 12V −

A bomba tem um motor por dentro. Adicione um diodo 1N4007 ou 1N5819 em paralelo com a bomba para proteger o módulo: faixa (cátodo) no fio + da bomba e a outra ponta no fio − da bomba.

Código Arduino UNO R4

/* * Este código de Arduino UNO R4 foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de Arduino UNO R4 é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-controls-pump */ const int MOSFET_PIN = 9; // Arduino UNO R4 pin connected to the PWM pin of the MOSFET module void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(MOSFET_PIN, OUTPUT); analogWrite(MOSFET_PIN, 0); // start with the load OFF } void setLoad(int percent) { int duty = map(percent, 0, 100, 0, 255); // convert 0-100% to 0-255 analogWrite(MOSFET_PIN, duty); Serial.print("Load power: "); Serial.print(percent); Serial.println("%"); } void loop() { // turn the load fully ON, then fully OFF Serial.println("Load: ON"); setLoad(100); delay(2000); Serial.println("Load: OFF"); setLoad(0); delay(2000); // increase the power step by step (PWM) for (int percent = 10; percent <= 100; percent += 10) { setLoad(percent); delay(500); } // decrease the power step by step (PWM) for (int percent = 90; percent >= 0; percent -= 10) { setLoad(percent); delay(500); } delay(1000); }

A bomba funciona com fluxo total por 2 segundos e para por 2 segundos. Depois o fluxo cresce de 10% a 100%, um passo a cada meio segundo, e volta até 0%.

Passos Rápidos

  • Prepare a Arduino IDE do mesmo jeito que nos Passos Rápidos do relé acima.
  • Conecte a bomba, o módulo MOSFET e o Arduino UNO R4 como no diagrama. Coloque a bomba na água antes de ligá-la.
  • Faça o upload do código para o Arduino UNO R4 e depois conecte o adaptador de 12V.
  • Abra o Serial Monitor (9600 baud).
  • Olhe a água saindo pelo tubo. Ela fica mais forte e depois mais fraca. Com uma potência muito baixa, a bomba pode não mover água nenhuma.
∞
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Sketch
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Arduino Uno R4 WiFi
Newbiely.ino
···
8 Serial.println("Hello World!");
Output
Serial Monitor
Message (Enter to send message to 'Arduino Uno R4 WiFi' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Load: ON Load power: 100% Load: OFF Load power: 0% Load power: 10% Load power: 20% Load power: 30% Load power: 40% Load power: 50% Load power: 60% Load power: 70% Load power: 80% Load power: 90% Load power: 100% Load power: 90% Load power: 80% Load power: 70% Load power: 60% Load power: 50% Load power: 40% Load power: 30% Load power: 20% Load power: 10% Load power: 0%
Ln 11, Col 1
Arduino Uno R4 WiFi on COM15
2

Lembre-se: o módulo MOSFET só comuta DC, e a alimentação da bomba deve ser de pelo menos cerca de 6V. Mantenha o relé para bombas AC.

Vídeo

Desafie-se

  • Crie um sistema de irrigação automática com Arduino UNO R4, um sensor de umidade do solo e uma bomba.
  • Construa um sistema de reabastecimento automático de água usando Arduino UNO R4, um sensor de nível de água e uma bomba.

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