Pompe de relevage automatisée pour déshumidificateur pilotée par Arduino – Système DIY

Composants et fournitures

Composant	Quantité
Arduino UNO	1
Shield Proto Adafruit pour Arduino Kit	1
Relais SPDT 120VAC/24VDC @ 1A	1
Transistor MPSA13 (paire Darlington)	2
Bloc de bornes (300V @ 20A, 12-24AWG) [NTE 25-E700-10]	1
Fil de raccordement UL 22AWG	1
Rallonge d'alimentation mise à la terre 16 AWG	1
Boîtier de projet étanche	1
Pompe à eau	1
Tuyau 3/8" (diamètre intérieur) [100ft]	1
Soudure de poche 60/40 Rosin Core 0.031" diamètre	1
Flux à souder en pâte	1

Outils et machines nécessaires

• Fer à souder (générique)
• Dénudeur de fils
• Coupe-diagonale
• Lime métal/plastique

À propos du projet

Idée :

Ce décembre, je suis rentré chez moi dans le Missouri pour passer les fêtes avec ma famille. J'étais complètement perdu quant à quoi offrir à mes beaux-parents pour Noël et j'étais arrivé les mains vides. Alors que j'étais assis à discuter, ils m'ont demandé si je pouvais descendre à la cave pour vider le déshumidificateur. Habituellement, les déshumidificateurs ont une sortie ou un bec pour y attacher un tuyau d'arrosage afin que la condensation s'écoule dans un drain. Malheureusement, leur modèle n'en a pas, donc ils doivent monter et descendre les escaliers de la cave au moins deux fois par jour. Eureka ! J'ai réalisé ce que je pouvais faire pour leur cadeau de Noël... une pompe de relevage automatisée pour déshumidificateur !!! Je me suis précipité chez RadioShack, j'ai acheté toutes les pièces et je me suis mis au travail !

Énoncé du problème :

Avant que le niveau d'eau ne soit assez haut pour que le déshumidificateur s'éteigne, je dois vider le réservoir, attendre qu'il se remplisse et répéter indéfiniment.

Solution :

Allumer une pompe lorsque le niveau d'eau dépasse un seuil supérieur, puis désactiver la pompe lorsque le niveau d'eau descend en dessous d'un seuil inférieur.

Comment établir ces seuils ? L'eau (sauf distillée) a la capacité de conduire l'électricité. Théoriquement, je pourrais tordre deux paires de fils à différentes longueurs et déterminer la présence d'eau basée sur un court-circuit à travers l'une ou l'autre paire. Malheureusement, l'eau est un mauvais conducteur, il y aura donc des pertes de tension qu'il faut compenser pour mesurer la présence du court-circuit. Heureusement, nous avons des transistors pour faire exactement cela, et qui plus est, nous avons une paire Darlington, qui est une double dose !

NOTE : Un transistor se compose de trois parties, un collecteur (entrée), un émetteur (sortie) et une base (vanne). Lorsque du courant est appliqué à la base, il abaisse la résistance entre le collecteur et l'émetteur et permet au courant de circuler du collecteur vers l'émetteur. Plus le courant appliqué à la base est important, plus le courant qui circule du collecteur vers l'émetteur est important, produisant ce qu'on appelle le gain de courant ou facteur d'amplification du transistor. Ensuite, quand vous les doublez, et que vous dirigez la sortie de l'émetteur d'un transistor vers la base d'un autre, Voilà !, vous obtenez une paire Darlington.

Maintenant que j'ai un moyen de détecter la présence et la profondeur de l'eau, j'ai besoin d'un moyen d'allumer et d'éteindre une pompe. La pompe est un dispositif simple, elle se branche simplement sur le secteur et tourne. J'ai besoin d'un moyen d'effectuer efficacement le branchement et le débranchement de la pompe. Un relais fournit la capacité de commuter une haute tension et un fort courant à partir d'une tension et d'un courant de niveau logique. Je peux mettre le relais en série avec une rallonge et l'utiliser comme un interrupteur d'alimentation piloté par logique.

Finalement, j'ai besoin de la logique. C'est un jeu d'enfant - l'Arduino UNO. Il est bon marché, facilement disponible et peut être facilement programmé pour lire le capteur d'eau et déclencher le relais.

Exécution :

J'ai mon plan en place, maintenant il est temps de prototyper ma solution sur breadboard !

J'ai commencé par câbler le circuit de détection d'eau. D'abord, connectez les fils qui iront dans l'eau à 5V0. Ensuite, câblez les transistors. Connectez les collecteurs à 5V0, les bases aux fils qui reviendront de l'eau, et les émetteurs aux broches 2 et 3 de l'Arduino. Enfin, ajoutez des LEDs d'état. Connectez l'anode (positif ou patte longue) de la LED à la base d'un transistor. Ensuite, connectez la cathode (négatif ou patte courte) de la LED à une extrémité d'une résistance de 100Ω et connectez l'autre extrémité de la résistance à la masse.

NOTE : Assurez-vous de consulter la fiche technique et de confirmer que vous avez câblé les pattes correctement. Je me suis trompé de sens lors de ma première tentative ; épargnez-vous ce mal de tête. ;-)

Ensuite, j'ai testé mon circuit relais. La "bobine" est efficacement l'interrupteur et est bidirectionnelle, donc connectez une extrémité à la masse et l'autre à la broche 8. Vous voulez épisser la tension plus élevée que vous allez commuter dans la broche COM (commun) et hors de la broche NO (normalement ouvert) du relais.

Maintenant, il est temps de souder sur la plaque proto et de faire un shield pour l'Arduino !

Pour finir le contrôleur, ajoutez le boîtier de projet pour protéger le nouveau contrôleur de pompe. J'ai utilisé des limes métalliques pour limer le boîtier juste assez pour que le câble passe. Il y a un collier naturel sur l'extrémité de la fiche de la rallonge, ce qui fait un excellent travail pour protéger le shield d'être tiré par le cordon. Cependant, l'autre extrémité est vulnérable. Comme vous pouvez le voir ci-dessous, j'ai utilisé un collier de serrage pour protéger l'autre extrémité contre l'arrachement.

Finition :

La dernière étape est d'ajouter la pompe. Fixez le détecteur d'eau dans une position où le détecteur inférieur est au-dessus de l'entrée de la pompe et le détecteur supérieur est en dessous de l'interrupteur d'arrêt de l'humidificateur. AVERTISSEMENT : La position du détecteur inférieur par rapport à l'entrée de la pompe est très importante. La pompe sera ruinée si elle aspire de l'air au lieu de l'eau pendant une période prolongée. Enfin, acheminer votre tuyau où il doit aller, même en montée !

Code

SimplePumpControl.ino

/* Créé et protégé par copyright par Zachary J. Fields. Offert en open source sous licence MIT (MIT). */
const int ENABLE_PIN = 2;
const int FULL_PIN = 3;
const int RELAY_115V_30A_PIN = 8;

void setup() {
  pinMode(ENABLE_PIN, INPUT);
  pinMode(FULL_PIN, INPUT);
  pinMode(RELAY_115V_30A_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (digitalRead(FULL_PIN)) {
    digitalWrite(RELAY_115V_30A_PIN, HIGH);
  } else if (!digitalRead(ENABLE_PIN)) {
    digitalWrite(RELAY_115V_30A_PIN, LOW);
  }
}
/* Créé et protégé par copyright par Zachary J. Fields. Offert en open source sous licence MIT (MIT). */

Schéma

Ceci est la version breadboard du schéma, pour que vous puissiez prototyper et tester avant de souder sur le Adafruit Proto Shield.