Arduino UNO R4 - Válvula de Água/Líquido
Neste tutorial, vamos aprender a controlar o fluxo de líquidos como água, cerveja e óleo usando um Arduino UNO R4 e uma válvula solenoide. Em detalhes, vamos aprender:
- Como conectar a válvula solenoide ao Arduino UNO R4
- Como programar o Arduino UNO R4 para controlar a válvula.
- Como acionar a mesma válvula com um módulo MOSFET no lugar do relé.
Tanto um relé quanto um módulo MOSFET podem abrir e fechar a válvula. Uma válvula solenoide só fica aberta ou fechada, então o módulo MOSFET não dá controle extra aqui. A vantagem dele é outra: ele liga e desliga sem fazer clique, reage mais rápido e não tem contatos metálicos que se desgastam com o tempo.
Hardware Necessário
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) |
Sobre a Válvula de Água/Líquido
Pinagem
Uma válvula solenoide normalmente tem duas conexões.
- Conecte o pino positivo (+) (vermelho) à fonte de alimentação DC de 12V.
- Conecte o pino negativo (-) (preto ou de outra cor) ao GND da fonte de alimentação DC.
Como a Válvula de Água/Líquido funciona
Normalmente, a válvula fica fechada. Quando 12V DC são ligados aos dois pontos, a válvula abre, permitindo a passagem de água ou de outros líquidos.
※ Nota:
Algumas válvulas têm uma gaxeta por dentro e precisam de uma pressão mínima para abrir depois que os 12V DC são aplicados. Essa pressão pode ser gerada pelo próprio fluxo do líquido. Além disso, algumas válvulas deixam o líquido fluir em apenas uma direção.
Como Controlar a Válvula Solenoide de Água/Líquido
Quando a válvula recebe 12V de alimentação, ela abre. Para controlar a válvula, é necessário um relé entre o Arduino UNO R4 e a válvula. O Arduino UNO R4 usa o relé para acionar a válvula solenoide. Se você não conhece o funcionamento de um relé, sua configuração de pinos ou como programá-lo, leia o tutorial Arduino UNO R4 - Relé.
Um módulo MOSFET pode fazer o mesmo trabalho que o relé. Você encontra a pinagem e o funcionamento dele no tutorial Arduino UNO R4 - Módulo MOSFET.
Relé vs Módulo MOSFET para uma Válvula Solenoide
| Relé | Módulo MOSFET | |
|---|---|---|
| Controle da válvula | aberta ou fechada | aberta ou fechada (sem PWM para uma válvula) |
| Som do acionamento | faz clique | silencioso |
| Velocidade de comutação | milissegundos | muito mais rápida |
| Desgaste | os contatos se desgastam após muitos ciclos | sem contatos móveis |
| Alimentação da válvula | AC ou DC | somente DC |
| Tensão de alimentação | qualquer uma, dentro da especificação do relé | pelo menos cerca de 6V |
| Isolação | a bobina fica separada dos contatos | optoacoplador PC817 |
| Boa escolha para | válvulas AC | válvulas de 12V DC que abrem e fecham com frequência |
Os dois módulos controlam a válvula do mesmo jeito, então escolha o que combina com o seu projeto. Uma válvula de 12V DC que abre muitas vezes por dia, ou que fica em um ambiente silencioso, funciona bem com o módulo MOSFET. Uma válvula AC precisa do relé.
Diagrama de Ligação
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Código Arduino UNO R4
Este código vai ligar a válvula de água por cinco segundos e depois desligá-la por cinco.
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 o Arduino Uno R4 à válvula de água 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 o código fornecido e cole-o na Arduino IDE.
- Clique no botão Upload na Arduino IDE para enviar o código ao Arduino UNO R4.
- Observe o fluxo de água.
Explicação do Código
A explicação está disponível nos comentários do código Arduino fornecido.
Como Controlar a Válvula de Água/Líquido com Módulo MOSFET
Você pode trocar o relé por um módulo MOSFET. A válvula continua apenas abrindo e fechando, mas agora isso acontece em silêncio. Nesta página, o relé e o módulo MOSFET usam pinos diferentes: o relé usa o pino 3 e o módulo MOSFET usa o pino D9. Por isso, cada ligação tem o seu próprio código.
Diagrama de Ligação
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Veja A melhor forma de alimentar o Arduino Uno R4 e outros componentes.
| De | Para |
|---|---|
| Pino D9 do Arduino UNO R4 | PWM do módulo MOSFET |
| GND do Arduino UNO R4 | GND do módulo MOSFET |
| + do adaptador de 12V | + do módulo MOSFET |
| + da válvula (vermelho) | + do módulo MOSFET (junto com o + do adaptador) |
| − da válvula | LOAD do módulo MOSFET |
| − do adaptador de 12V | − do módulo MOSFET |
A válvula tem uma bobina por dentro, então um diodo de roda livre (flyback) é indispensável. Coloque um diodo 1N4007 ou 1N5819 em paralelo com a válvula, com a faixa (cátodo) do lado + da válvula.
Código Arduino UNO R4
O código segue a mesma ideia do código do relé: HIGH abre a válvula e LOW a fecha. Ele abre a válvula por 5 segundos, depois a fecha por 5 segundos, de novo e de novo.
Uma válvula solenoide precisa de potência total ou de nenhuma potência. Nunca envie um sinal PWM para ela. Por isso esta página não usa o código de fade do tutorial do módulo MOSFET.
Passos Rápidos
- Ligue o Arduino UNO R4, o módulo MOSFET e a válvula como mostrado no diagrama acima.
- Conecte o Arduino UNO R4 ao seu computador com um cabo USB.
- Abra a Arduino IDE e selecione a placa e a porta COM, como nos Passos Rápidos do relé acima.
- Copie o código acima, cole-o na Arduino IDE e clique em Upload.
- Observe o fluxo de água: a válvula abre por 5 segundos e fecha por 5 segundos.
※ Nota:
O módulo MOSFET funciona somente com válvulas DC, e a alimentação da válvula deve ser de pelo menos cerca de 6V. Para uma válvula AC, continue usando o relé.