Pompa Sump Penyerap Kelembaban Otomatis Berbasis Arduino – Sistem DIY

Komponen dan Perlengkapan

• Arduino UNO (1 unit)
• Kit Shield Proto Adafruit untuk Arduino (1 unit)
• Relay SPDT 120VAC/24VDC @ 1A (1 unit)
• Transistor MPSA13 (pasangan Darlington) (2 buah)
• Blok Klem (300V @ 20A, 12-24AWG) [NTE 25-E700-10] (1 unit)
• Kabel Penghubung UL 22AWG (1 unit)
• Kabel Perpanjangan Daya Terputar 16 AWG (1 unit)
• Kotak Proyek Waterproof Enclosure (1 unit)
• Pompa air (1 unit)
• Pipa 3/8" (diameter dalam) [100ft] (1 unit)
• Solder Saku- 60/40 Rosin Core 0.031" diameter (1 unit)
• Pasta Flux Rosin (1 unit)

Alat dan Mesin yang Diperlukan

• Pakuin (1 unit)
• Stripping Kabel (1 unit)
• Penggalir Diagonal (1 unit)
• Besi Kayu/Besi Plastik (1 unit)

Tentang Proyek

Ide:

Desember ini, saya pergi ke rumah di Missouri untuk menghabiskan liburan dengan keluarga. Saya sepenuhnya bingung tentang apa yang harus saya beli untuk mertuaku untuk Natal dan saya pulang dengan tangan kosong. Jadi sambil duduk dan berkunjung, mereka tiba-tiba bertanya apakah saya bisa turun ke bawah tanah dan mengosongkan penyerap kelembaban. Biasanya, penyerap kelembaban memiliki saluran atau ujung untuk mengkaitkan mangkuk taman sehingga kondensasi dapat mengalir ke saluran air. Sayangnya, model mereka tidak memiliki, jadi mereka harus terus naik turun tangga ke bawah tanah setidaknya dua kali sehari. Eureka! Saya menyadari apa yang bisa saya buat untuk hadiah Natal mereka... pompa sump penyerap kelembaban otomatis!!! Jadi saya bergecer ke RadioShack, mengambil semua bagian dan mulai bekerja!

Pernyataan Masalah:

Sebelum tingkat air cukup tinggi agar penyerap kelembaban mati, saya perlu mengosongkan tangki, menunggu terisi ulang dan mengulangnya tak terbatas.

Solusi:

Nyalakan pompa ketika tingkat air naik di atas ambang atas, lalu nonaktifkan pompa ketika tingkat air turun di bawah ambang bawah.

Sekarang, bagaimana saya menetapkan ambang? Air (kecuali terdistil) memiliki kemampuan untuk menconduksi listrik. Secara teoretis, saya bisa memutar dua pasang kabel dengan panjang yang berbeda, dan menentukan kehadiran air berdasarkan pendekatan di salah satu pasang. Sayangnya, air adalah konduktor yang buruk, jadi akan ada kehilangan tegangan yang harus disesuaikan untuk mengukur kehadiran pendekatan. Untungnya, kita memiliki transistor untuk melakukan hal itu, dan yang lebih lagi, kita memiliki pasangan Darlington, yang merupakan dosis ganda!

CATATAN: Transistor terdiri dari tiga bagian, kolektor (input), emitor (output) dan basis (katup). Ketika arus diterapkan ke basis, itu menurunkan resistansi antara kolektor dan emitor dan memungkinkan arus mengalir dari kolektor ke emitor. Semakin banyak arus yang diterapkan ke basis, semakin banyak arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, yang menghasilkan apa yang dikenal sebagai faktor gain atau amplifikasi transistor. Kemudian ketika Anda menggandakannya, dan mengarahkan output dari emitor satu transistor ke basis transistor lain, Viola!, Anda mendapatkan pasangan Darlington.

Sekarang saya memiliki cara untuk mendeteksi kehadiran dan kedalaman air, saya perlu cara untuk menyalakan dan mematikan pompa. Pompa adalah perangkat sederhana, itu hanya dimasukkan ke dinding dan berjalan. Saya perlu cara untuk memasang dan mencabut pompa secara efektif. Relay menyediakan kemampuan untuk mengalihkan tegangan dan arus tinggi dari tegangan dan arus tingkat logika. Saya dapat menempatkan relay bersebelahan dengan kabel perpanjangan dan menggunakannya sebagai saklar daya yang didorong logika.

Akhirnya, saya membutuhkan logika. Ini tidak perlu dipikirkan - Arduino UNO. Ini murah, mudah didapat dan dapat dengan mudah diprogram untuk membaca sensor air dan memicu relay.

Pelaksanaan:

Saya memiliki rencana saya, saatnya untuk breadboard solusi saya!

Saya memulai dengan merangkai rangkaian detektor air. Pertama, hubungkan kabel yang akan masuk ke air ke 5V0. Selanjutnya, rangkai transistor. Hubungkan kolektor ke 5V0, basis ke kabel yang akan kembali dari air, dan emitor ke pin 2 dan 3 Arduino. Akhirnya, tambahkan LED status. Hubungkan anoda (positif atau kaki panjang) LED ke basis transistor. Kemudian, hubungkan katoda (negatif atau kaki pendek) LED ke satu ujung resistor 100Ω dan hubungkan ujung lainnya resistor ke ground.

CATATAN: Pastikan untuk menarik datasheet dan memastikan Anda merangkai kaki dengan benar. Saya akhirnya merangkai yang terbalik di percobaan pertama saya; hematkan diri dari sakit kepala. ;-)

Selanjutnya, saya menguji rangkaian relay saya. "Coil" secara efektif adalah saklar dan bersifat dua arah, jadi hubungkan satu ujung ke ground dan yang lainnya ke pin 8. Anda ingin menyambung tegangan yang lebih tinggi yang akan Anda alihkan ke pin COM (umum) dan keluar dari pin NO (biasanya terbuka) pada relay.

Saatnya untuk menyolder ke papan proto dan membuat shield untuk Arduino!

Untuk menyelesaikan pengontrol, tambahkan kotak proyek untuk melindungi pengontrol pompa baru. Saya menggunakan besi kayu untuk menggosok kotak cukup hanya agar kabel dapat masuk. Ada kalar alami di ujung kabel perpanjangan, jadi ini melindungi shield dari diguncangkan oleh kabel dengan baik. Namun, ujung lainnya rentan. Seperti yang Anda lihat di bawah, saya menggunakan ikat kabel untuk melindungi ujung lainnya dari ditarik keluar.

Penyelesaian:

Langkah terakhir adalah menambahkan pompa. Pasang detektor air pada posisi di mana detektor bawah di atas intake pompa dan detektor atas di bawah switch pemadam penyerap kelembaban. PERINGATAN: Posisi detektor bawah dibandingkan intake pompa sangat penting. Pompa akan rusak jika menisap udara alih-alih air untuk waktu yang lama. Terakhir, arahkan pipa mana pun yang diperlukan, bahkan ke atas!

Kode

SimplePumpControl.ino

/* Dibuat dan hak cipta oleh Zachary J. Fields. Ditawarkan sebagai sumber terbuka di bawah Lisensi 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);
  }
}
/* Dibuat dan hak cipta oleh Zachary J. Fields. Ditawarkan sebagai sumber terbuka di bawah Lisensi MIT (MIT). */

Skematik

Ini adalah versi breadboard dari skematik, sehingga Anda dapat membuat prototipe dan menguji sebelum menyolder ke Adafruit Proto Shield.