مضخة مياه لاردوينو: كل ما تريد معرفته

بالتأكيد في مناسبات عديدة كنت قد احتجت التعامل مع السوائل في مشاريع DIY الخاصة بك مع Arduino. لجعل ذلك ممكنًا ، يمتلك المصنّعون عددًا كبيرًا من المنتجات والأدوات للعمل معها. بالفعل في الماضي نظهر الشهير مقاييس التدفق، والتي من خلالها كان من الممكن التحكم في تدفق السائل الذي يمر عبرها بطريقة بسيطة. الآن حان دور مضخة الماء ...

باستخدام هؤلاء مقاييس التدفق يمكنك قياس كمية السائل المتدفق عبر أنبوب للتحكم فيه. كل ذلك بفضل دائرة بسيطة بها هذه العناصر وغيرها الأجهزة الإلكترونية المتوافقة مع اردوينو. حان الوقت الآن للمضي قدمًا قليلاً لمنحك إمكانية نقل السوائل ، وملء / تفريغ الخزانات ، وإنشاء أنظمة الري ، وما إلى ذلك.

ما هي مضخة الماء؟

حقا الاسم مضخة المياه إنه غير مناسب لأنه يمكن أن يعمل أيضًا مع سوائل أخرى غير الماء. في كلتا الحالتين ، مضخة الماء هي جهاز قادر على توليد تدفق للسائل باستخدام الطاقة الحركية. لذلك فهو يحتوي على بعض العناصر الأساسية:

• مدخل: حيث يُمتص السائل.
• محرك + مروحة: المسؤول عن توليد الطاقة الحركية التي تستخرج الماء من المدخل وترسله عبر المخرج.
• إنتاج: هو المدخل الذي يخرج من خلاله السائل المدفوع بقوة مضخة الماء.

هؤلاء القنابل الهيدروليكية يتم استخدامها بشكل كبير في العديد من المشاريع والأجهزة. من الصناعة إلى آلات توزيع المياه وأنظمة الري الأوتوماتيكية والري بالرش وأنظمة الإمداد ومحطات المعالجة ، إلخ. لهذا السبب ، هناك عدد كبير من النماذج في السوق ، ذات قوى وقدرات مختلفة (تقاس باللترات في الساعة أو ما شابه ذلك). من الأصغر إلى الأكبر ، للمياه القذرة أو للمياه النظيفة ، العميقة أو السطحية ، إلخ.

فيما يتعلق الخصائص الأشياء التي يجب أن تنظر إليها هي:

• قدرة: تقاس باللترات في الساعة (لتر / ساعة) ، لترات في الدقيقة (لتر / دقيقة) ، إلخ. إنها كمية الماء التي يمكن استخلاصها لكل وحدة زمنية.
• ساعات من العمر الإنتاجي- يقيس مقدار الوقت الذي يمكن أن يعمل فيه بشكل مستمر دون مشاكل. كلما كان الأمر أقدم ، كان ذلك أفضل. عادة ما تكون 500 ساعة ، 3000 ساعة ، 30.000 ساعة ، إلخ.
• ضجيج: تقاس بالديسيبل ، وهي مقدار الضوضاء التي تحدثها أثناء التشغيل. هذا ليس مهمًا جدًا ، إلا إذا كنت تريد أن يكون هادئًا جدًا. في مثل هذه الحالة ، ابحث عن واحد به <30 ديسيبل.
• حماية: يتمتع العديد منها بحماية IP68 (الإلكترونيات مقاومة للماء) ، مما يعني أنه يمكن غمرها (من النوع البرمائي) ، بحيث يمكن أن تكون تحت السائل دون مشكلة. من ناحية أخرى ، فإن البعض الآخر سطح ويمكن فقط غمر أنبوب المدخل الذي يمتص الماء من خلاله. إذا لم تكن غاطسة وقمت بوضعها تحت السائل فسوف تتعرض للتلف أو ماس كهربائى ، لذا انتبه لذلك.
• رفع ثابت: يُقاس عادةً بالأمتار ، وهو الارتفاع الذي يمكن أن يدفع عنده السائل. هذا مهم بشكل خاص إذا كنت ستستخدمه لرفع السوائل إلى ارتفاع أكبر أو استخراج المياه من الآبار ، إلخ. يمكن أن يكون مترين ، 2 م ، 3 م ، إلخ.
• استهلاك- يُقاس بالواط (ث) وسيشير إلى مقدار الطاقة التي يحتاجون إليها للعمل. في كثير من الحالات تكون فعالة للغاية ، يمكن أن يكون لديها استهلاك 3.8 واط أكثر أو أقل (للصغار).
• السوائل المقبولة: كما قلت ، فهم يقبلون عدة أنواع من السوائل ، وإن لم يكن كلهم. إذا كنت تريد التأكد من أن المضخة التي تشتريها يمكن أن تعمل مع السائل الذي ستتعامل معه ، فتحقق من مواصفات الشركة المصنعة. يمكن أن تعمل بشكل جيد مع الماء والزيت والأحماض والمحاليل القلوية والوقود وما إلى ذلك.
• نوع المحرك: عادة ما تكون هذه محركات كهربائية تعمل بالتيار المستمر. النوع الخالي من الفرش (بدون فرش) جيد بشكل خاص ودائم. اعتمادًا على قوة المحرك ، سيكون لديك مضخة ذات سعة أكبر أو أقل وارتفاع ثابت.
• نوع المروحة: المحرك به مروحة متصلة بعمودها ، وهو ما يولد طاقة الطرد المركزي لاستخراج السائل. يمكن أن تكون هذه من أنواع مختلفة ، وسوف تعتمد عليها السرعة والتدفق اللذين تعمل بهما المضخة. يمكن طباعتها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد بنتائج مختلفة حسب شكلها. أترك لكم الفيديو التالي المثير للاهتمام حول هذا الموضوع:

• عيار: مقبس الإدخال والإخراج له مقياس محدد. هذا مهم عندما يتعلق الأمر بالتوافق مع الأنابيب التي ستستخدمها. ومع ذلك ، يمكنك العثور على محولات لمقاييس تركيب مختلفة.
• الطرفية مقابل الطرد المركزي (شعاعي مقابل محوري): على الرغم من وجود أنواع أخرى ، يتم استخدام هذين النوعين بشكل عام لهذه التطبيقات المحلية. وهي تختلف اعتمادًا على كيفية وضع المروحة مع الشفرات ، ودفع السائل بالطرد المركزي أو المحيطي. (لمزيد من المعلومات ، راجع قسم "كيف تعمل مضخة المياه")

ولكن بغض النظر عن النوع والأداء ، دائمًا يتم التحكم بها كهربائيًا. من خلال تغذية المحرك الذي يدفع المراوح لتوليد القوة الحركية ، يمكن التحكم في استخدامها. لذلك ، يمكن استخدام المضخات الصغيرة (أو المضخات الكبيرة ذات المرحلات أو MOSFETs) لأتمتة الأنظمة الهيدروليكية باستخدام Arduino.

أما بالنسبة لتطبيقاتها ، فقد أشرت بالفعل إلى بعضها. لكن اعتقد أنه يمكنك إنشاء مشروعك البسيط باستخدام Arduino. على سبيل المثال ، هنا أتركك أيه أفكار:

• جهاز تنظيف صغير منزلي الصنع لمعرفة كيفية عمل محطات المعالجة الحقيقية.
• نظام آسن يكتشف الماء من خلال جهاز استشعار وينشط مضخة مياه للتصريف.
• نظام ري للنباتات أوتوماتيكي مزود بمؤقت.
• نقل السوائل من مكان إلى آخر. أنظمة خلط السوائل ، إلخ.

الأسعار ومكان الشراء

مضخة الماء هي جهاز بسيط ، ليس بها الكثير من الغموض. يمكنك أيضًا مقابل 3-10 يورو شراء بعض من أبسط المضخات الإلكترونية الموجودة في Arduino ، على الرغم من وجود مضخات أكثر تكلفة إذا كنت تريد طاقة أعلى. على سبيل المثال ، يمكنك الحصول على ما يلي:

• مضخة غاطسة 12 فولت بسعة 240 لتر / ساعة ورفع ثابت 3 متر
• مضخة غاطسة 12 فولت UEETEK بسعة 10 لتر / دقيقة ورفع ثابت 5 م
• مضخة زيت غاطسة ومياه صغيرة 240 لتر / ساعة ، مع رفع ثابت 3 م.
• مضخة مياه غاطسة 12 فولت بارتفاع ثابت 5 متر و 600 لتر / ساعة.
• مضخة غاطسة 24 فولت بارتفاع ثابت 5 م و 1300 لتر / ساعة.
• مضخة غاطسة بمقبس 220/240 فولت بسعة 1500 لتر / ساعة و 2 متر من الرفع الساكن.
• مضخة غاطسة صغيرة 2.5-6 فولت 80-120 لتر / ساعة
• مضخة صغيرة فائقة الهدوء برفع يصل إلى 3.5 متر وسعة 7.5 لتر / دقيقة
• مضخة مياه صغيرة JOYKK 2.5-6V بسعة 80-120 لتر / ساعة

كيف تعمل مضخة الماء

مضخة مياه إنه يعمل بطريقة بسيطة للغاية. لها مروحة متصلة بالمحرك ، وبالتالي تنقل الطاقة إلى السائل الذي يمر عبر ريشها ، وبالتالي تدفعها من المدخل إلى المخرج.

في هؤلاء النوع المحوري، يدخل الماء إلى غرفة المضخة حيث توجد المروحة في المركز ، مما يزيد من طاقتها الحركية أثناء مرورها عبر ذلك العنصر الذي يدور بسرعة عالية. ثم تخرج من الغرفة بشكل عرضي من خلال المخرج.

En شعاعي، تدور الشفرات أمام فتحة المدخل وستدفع المياه إلى المخرج كما لو كانت عجلة مائية. هذه هي الطريقة التي سيحركون بها الماء في هذه الحالة الأخرى.

ادمج مضخة الماء مع الأردوينو

كما تعلم ، يمكنك أيضًا استخدام تتابع إذا إحتجت إلى ذلك. ولكن هنا ، لدمج مضخة المياه مع Arduino ، اخترت MOSFET. على وجه التحديد وحدة IRF520N. وبالنسبة للاتصال ، الحقيقة هي أنه بسيط للغاية ، عادل اتبع هذه التوصيات:

• SIG سيتم توصيل الوحدة النمطية IRF520N بدبوس Arduino ، على سبيل المثال D9. أنت تعلم بالفعل أنه إذا قمت بتغييره ، فيجب عليك أيضًا تغيير رمز الرسم لجعله يعمل.
• Vcc و GND من وحدة IRF520N ، يمكنك توصيلها بـ 5 فولت و GND من لوحة Arduino.
• U + و U- هذا هو المكان الذي ستوصل فيه السلكين من مضخة المياه. إذا لم يتم تعويضه داخليًا ، فهو حمل استقرائي ، لذلك يُنصح باستخدام الصمام الثنائي flyback بين كلا الكابلين.
• فين و GND إنه المكان الذي ستوصل فيه الحامل بالبطاريات التي ستستخدمها لتشغيل مضخة المياه خارجيًا ، أو البطارية أو مصدر الطاقة أو أي شيء ستستخدمه لتشغيله ...

بعد ذلك ، سيتم تجميع كل شيء ويكون جاهزًا للبدء بـ رسم شفرة المصدر. للقيام بذلك ، في اردوينو إيد سيكون عليك إنشاء برنامج مشابه لما يلي:

const int pin = 9;  //Declarar pin D9
 
void setup()
{
  pinMode(pin, OUTPUT);  //Define pin 9 como salida
}
 
void loop()
{
  digitalWrite(pin, HIGH);   // Poner el pin en HIGH (activar)
  delay(600000);               //Espera 10 min
  digitalWrite(pin, LOW);    //Apaga la bomba
  delay(2000);               // Esperará 2 segundos y comenzará ciclo
}

في هذه الحالة ، قم ببساطة بتشغيل المضخة و تجعلها تعمل لمدة 10 دقائق. ولكن يمكنك إضافة المزيد من الأكواد ، وأجهزة الاستشعار ، وما إلى ذلك ، والتحكم فيها بناءً على إخراج مستشعر الرطوبة ، واستخدام أجهزة ضبط الوقت ، وما إلى ذلك.