아두이노 나노 ESP32 수/액체 밸브
이 튜토리얼은 아두이노 나노 ESP32와 솔레노이드 밸브를 사용하여 물, 맥주, 기름과 같은 액체 흐름을 제어하는 방법에 대한 지침을 제공합니다. 가스 흐름을 제어하는 것도 동일합니다.
밸브는 릴레이 또는 MOSFET 모듈로 스위칭할 수 있습니다. 둘 다 밸브를 열고 닫기만 합니다. 차이는 스위칭 방식에 있습니다. MOSFET 모듈은 딸깍 소리가 없고, 더 빠르며, 시간이 지나도 마모되는 금속 접점이 없습니다. 먼저 릴레이를 보여 주고, 그다음 MOSFET 모듈 사용법을 보여 드리겠습니다.
준비물
| 1 | × | 아두이노 나노 ESP32 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | USB 케이블 타입-A to 타입-C (USB-A PC용) | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | USB 케이블 타입-C to 타입-C (USB-C PC용) | 아마존 | |
| 1 | × | 릴레이 | 아마존 | |
| 1 | × | (또는) MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N) | 아마존 | |
| 1 | × | Liquid Solenoid Valve | 아마존 | |
| 1 | × | 12V 전원 어댑터 | 아마존 | |
| 1 | × | (옵션) DC 커넥터 전원 연결 잭 플러그 소켓 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 브레드보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 점퍼케이블 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 나노용 스크루 터미널 확장 보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 나노용 브레이크아웃 확장 보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 나노 ESP32용 전원 분배기 | 쿠팡 | 아마존 |
수도/액체 밸브에 관하여
핀배열
솔레노이드 밸브는 보통 두 개의 단자를 가지고 있습니다:
- 긍정적 (+) 핀 (빨강): DC 전원 공급 장치의 12V에 연결해야 합니다.
- 부정적 (-) 핀 (검정 또는 기타): DC 전원 공급 장치의 GND에 연결해야 합니다.
물/액체 밸브의 작동 원리
일반적으로 밸브는 닫혀 있습니다. 두 단자에 12V DC가 인가되면 밸브가 열리고 물/액체가 흐를 수 있습니다.
※ 주의:
- 일부 종류의 밸브에는 내부에 개스킷 배열이 있어서, 밸브를 열기 위해서는 최소한의 압력이 필요합니다 (12V DC가 적용된 후). 이 압력은 액체 흐름에 의해 생성될 수 있습니다.
- 일부 종류의 밸브에서는 액체가 오직 한 방향으로만 흐를 수 있습니다.
물/액체 솔레노이드 밸브 제어 방법
밸브가 12V 전원으로 작동되면 열립니다. 밸브를 제어하기 위해선 아두이노 나노 ESP32와 밸브 사이에 릴레이를 사용해야 합니다. 아두이노 나노 ESP32는 릴레이를 통해 솔레노이드 밸브를 제어할 수 있습니다. 릴레이에 대해 더 알아보려면 아두이노 나노 ESP32 - 릴레이을 참조하세요.
릴레이 대신 MOSFET 모듈을 사용할 수 있습니다. 이 모듈의 작동 원리는 아두이노 나노 ESP32 - MOSFET 모듈 튜토리얼에서 확인할 수 있습니다.
솔레노이드 밸브: 릴레이와 MOSFET 모듈 비교
| 릴레이 | MOSFET 모듈 | |
|---|---|---|
| 밸브 제어 | 열기 / 닫기 | 열기 / 닫기 (밸브에는 PWM 없음) |
| 스위치 소리 | 딸깍 소리가 남 | 조용함 |
| 응답 | 느림, 몇 밀리초 | 매우 빠름 |
| 마모 | 접점이 마모됨 | 움직이는 접점 없음 |
| 밸브 종류 | AC 또는 DC 밸브 | DC 밸브만 가능 |
| 밸브 전원 | 릴레이 정격에 따라 모든 전압 | 약 6V 이상 |
| 절연 | 예 (코일과 접점) | 예 (PC817 포토커플러) |
| 적합한 용도 | AC 밸브, 간단한 사용 | 자주 열고 닫는 DC 밸브 |
솔레노이드 밸브는 완전히 열리거나 완전히 닫혀야 하므로 PWM을 사용하지 마세요. 두 방법 모두 결과는 같습니다. 하루에 여러 번 스위칭하는 12V DC 밸브에는 MOSFET 모듈을 선택하세요. AC 밸브에는 릴레이를 선택하세요.
선연결
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
브레드보드를 사용하지 않는다면 이렇게 연결하세요:
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점퍼 와이어는 프로젝트를 옮길 때 빠질 수 있습니다. Arduino Nano ESP32를 아두이노 나노용 스크루 터미널 확장 보드 위에 올린 다음, 각 전선을 나사로 조이세요. 핀은 바뀌지 않습니다. 각 전선을 해당 나사 단자에 연결하기만 하면 됩니다:
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아두이노 나노 ESP32 코드
아래 코드는 수도 밸브를 5초 동안 켰다가 5초 동안 끄는 것을 반복합니다.
사용 방법
아두이노 나노 ESP32를 시작하려면 다음 단계를 따르십시오:
아두이노 나노 ESP32가 처음이시라면, 아두이노 IDE에서 아두이노 나노 ESP32 설정 방법에 대한 튜토리얼을 참고하세요. 아두이노 나노 ESP32 - 소프트웨어 설치.
제공된 도표에 따라 컴포넌트를 연결하세요.
USB 케이블을 사용해서 아두이노 나노 ESP32 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
컴퓨터에서 아두이노 IDE를 실행하세요.
Arduino Nano ESP32 보드와 해당하는 COM 포트를 선택하세요. 위의 코드를 복사하여 아두이노 IDE에 붙여넣기 하세요.
아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 아두이노 나노 ESP32 보드에 코드를 컴파일하고 업로드하세요.
물 흐름을 확인하세요.
코드 설명
위의 Arduino Nano ESP32 코드에는 줄별 설명이 포함되어 있습니다. 코드의 주석을 읽어주세요!
MOSFET 모듈로 물/액체 밸브 제어하기
릴레이를 빼고 그 자리에 MOSFET 모듈을 넣을 수 있습니다. 밸브는 여전히 열리고 닫히기만 하지만, 딸깍 소리는 나지 않습니다.
이 페이지에서 릴레이는 D2를, MOSFET 모듈은 D9를 사용합니다. 핀이 다르기 때문에 각 배선마다 자체 코드가 있습니다.
배선도
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
브레드보드를 사용하지 않는다면 이렇게 연결하세요:
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| Arduino Nano ESP32 / 전원 | MOSFET 모듈 |
|---|---|
| D9 | PWM 핀 |
| GND | GND 핀 |
| 12V 어댑터 + | + 단자 |
| 밸브 + (빨강) | + 단자 (어댑터 +와 공유) |
| 밸브 − | LOAD 단자 |
| 12V 어댑터 − | − 단자 |
배선이 제자리에 단단히 고정되기를 원하시나요? Arduino Nano ESP32는 아두이노 나노용 스크루 터미널 확장 보드에 꽂을 수 있으며, 이 보드는 모든 핀을 나사 단자로 바꿔 줍니다. 배선은 같습니다. 아래 그림처럼 전선만 나사 단자로 연결됩니다.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
밸브 안에는 코일이 있으므로, 두 단자 사이에 플라이백 다이오드(1N4007 또는 1N5819)를 추가하세요. 줄무늬 쪽(캐소드)은 밸브 +에 연결합니다.
코드
아래 코드는 릴레이 코드와 같은 방식입니다. D9를 HIGH로 설정하여 밸브를 5초 동안 열고, LOW로 설정하여 5초 동안 닫는 것을 계속 반복합니다.
밸브에는 완전한 ON 또는 완전한 OFF만 주어야 하며, PWM은 절대 안 됩니다. 그래서 이 페이지에서는 MOSFET 모듈 튜토리얼의 페이드 코드를 사용하지 않습니다.
빠른 단계
- 위의 다이어그램에 따라 부품을 배선하세요.
- Arduino Nano ESP32를 컴퓨터에 연결하고, 릴레이 빠른 단계와 같이 Arduino IDE를 여세요.
- 위의 코드를 복사하고 컴파일하여 Arduino Nano ESP32에 업로드하세요.
- 12V 어댑터를 꽂으세요.
- 물 흐름을 확인하세요. 밸브가 5초 동안 열리고 5초 동안 닫히지만, 이제 딸깍 소리가 없습니다.
팁: MOSFET 모듈은 DC만 스위칭할 수 있으며, 밸브 전원은 약 6V 이상이어야 합니다. 밸브가 AC로 동작한다면 릴레이를 사용하세요.
동영상
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