아두이노 나노 물/액체 밸브
이 튜토리얼은 여러분에게 아두이노 나노와 솔레노이드 밸브를 사용하여 물, 맥주, 기름과 같은 액체의 흐름을 제어하는 방법을 지시합니다. 가스의 흐름을 제어하는 데에도 동일한 원리가 적용됩니다.
밸브를 열고 닫기 위해 나노는 릴레이 또는 MOSFET 모듈을 사용할 수 있습니다. 솔레노이드 밸브는 ON/OFF로만 작동하므로 둘 다 밸브를 열거나 닫기만 합니다. MOSFET 모듈에는 다른 장점이 있습니다. 딸깍 소리 없이 전환되고, 반응이 더 빠르며, 마모되는 접점이 없습니다. 이 튜토리얼에서는 두 가지 방법을 모두 다룹니다.
준비물
| 1 | × | 아두이노 나노 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | USB A to Mini-B USB 케이블 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 릴레이 | 아마존 | |
| 1 | × | (또는) MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N) | 아마존 | |
| 1 | × | Liquid Solenoid Valve | 아마존 | |
| 1 | × | 12V 전원 어댑터 | 아마존 | |
| 1 | × | DC 커넥터 전원 연결 잭 플러그 소켓 | 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 나노용 전원 분배기 | 쿠팡 | 아마존 |
물/액체 밸브에 대하여
물/액체 밸브 핀 배치
솔레노이드 밸브는 일반적으로 두 개의 단자를 가지고 있습니다:
- 양극(+) 핀(보통 빨간색임)은 DC 전원 공급 장치의 12V에 연결되어야 합니다
- 음극(-) 핀(보통 검정색 또는 다른 색임)은 DC 전원 공급 장치의 GND에 연결되어야 합니다
물/액체 밸브 작동 원리
일반적으로 밸브는 닫혀 있습니다. 두 개의 단자에 12V DC가 공급되면 밸브가 열리고 액체/물이 통과할 수 있습니다.
※ 주의:
내부에는 가스켓 배치가 있어서, 12V DC가 적용된 후 밸브를 여는 데 필요한 최소 압력이 있습니다. 이 압력은 액체의 흐름에 의해 생성될 수 있습니다.
아두이노 나노를 사용하여 수/액체 솔레노이드 밸브 제어 방법
밸브가 12V 전원 공급장치로 구동되면 열립니다. 밸브를 제어하기 위해서는 아두이노 나노와 밸브 사이에 릴레이를 사용해야 합니다. 솔레노이드 밸브는 릴레이를 통해 아두이노 나노로 관리할 수 있습니다.
릴레이(핀 배치, 작동 원리, 프로그래밍 방법 등)에 익숙하지 않으시다면, 자세한 정보는 아두이노 나노 - 릴레이을 참고해 주세요.
MOSFET 모듈이 처음이라면 아두이노 나노 - MOSFET 모듈 튜토리얼에서 핀과 작동 원리를 알아보세요.
솔레노이드 밸브용 릴레이 vs MOSFET 모듈
| 릴레이 | MOSFET 모듈 | |
|---|---|---|
| 밸브 제어 | 열림 또는 닫힘(ON/OFF) | 열림 또는 닫힘(ON/OFF) |
| 소음 | 전환할 때마다 릴레이가 딸깍거림 | 조용함, 밸브 자체 소리만 남 |
| 스위칭 시간 | 느림, 몇 밀리초 | 매우 빠름 |
| 마모 | 여러 번 작동하면 접점이 마모됨 | 움직이는 접점 없음 |
| 밸브 전원 | AC 또는 DC | DC만 가능 |
| 밸브 공급 전압 | 모두 가능(정격 범위 내) | 약 6V 이상 |
| 절연 | 예, 코일과 접점 | 예, PC817 포토커플러 |
| 적합한 경우 | AC 밸브, 단순한 프로젝트 | 자주 열고 닫는 12V DC 밸브 |
솔레노이드 밸브에 PWM 신호를 보내지 마세요. 밸브가 열리려면 최대 전력이 필요합니다. 하루에 여러 번 작동하는 12V DC 밸브에는 MOSFET 모듈이 좋은 선택입니다. AC 밸브에는 릴레이를 사용하세요.
선연결
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
헐거운 전선은 이상한 오류의 흔한 원인입니다. Arduino Nano를 아두이노 나노용 스크루 터미널 확장 보드에 꽂기만 하면 됩니다. 아래 다이어그램은 나사 단자 보드를 사용한 같은 배선을 보여 줍니다.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
액체 밸브 제어를 위한 아두이노 나노 코드
아래 코드는 수도 밸브를 5초 동안 켰다가 5초 동안 끕니다.
사용 방법
- 아두이노 나노와 PC에 USB 케이블을 꽂으세요.
- 아두이노 IDE를 열고, 적절한 보드와 포트를 선택하세요.
- 코드를 복사하고 아두이노 IDE에서 열어주세요.
- 아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 컴파일하고 아두이노 나노로 업로드하세요.
- 물의 유량을 측정하세요.
코드 설명
소스 코드의 주석에 담긴 줄별 설명을 확인하세요!
MOSFET 모듈로 솔레노이드 밸브 제어하는 방법
릴레이 대신 MOSFET 모듈로 밸브를 열고 닫을 수도 있습니다. 밸브는 여전히 ON/OFF로만 작동하지만, 전환이 조용하고 마모되는 접점이 없습니다.
이 페이지에서는 릴레이와 MOSFET 모듈이 같은 핀을 사용하지 않는다는 점에 유의하세요. 릴레이는 D2에, MOSFET 모듈은 D9에 연결됩니다. 따라서 각 배선에는 자체 코드가 있습니다.
배선도
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
| 출발 | 연결 |
|---|---|
| 아두이노 나노 D9 핀 | MOSFET 모듈 PWM 핀 |
| 아두이노 나노 GND | MOSFET 모듈 GND 핀 |
| 12V 어댑터 +와 밸브 + | MOSFET 모듈 +(둘 다 이 한 단자에) |
| 밸브 − | MOSFET 모듈 LOAD |
| 12V 어댑터 − | MOSFET 모듈 − |
점퍼 와이어는 빠른 테스트에는 좋지만 최종 제작에는 적합하지 않습니다. Arduino Nano를 아두이노 나노용 스크루 터미널 확장 보드에 꽂기만 하면 됩니다. 배선은 같습니다. 아래 그림처럼 전선만 나사 단자로 연결됩니다.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
Arduino Nano와 기타 부품에 전원을 공급하는 가장 효과적인 방법은 다음 링크를 참조하세요: 아두이노 나노 전원 공급 방법.
밸브에는 코일이 있으므로 밸브 단자 양쪽에 플라이백 다이오드(1N4007 또는 1N5819)를 추가하고, 줄무늬(캐소드)가 밸브 +에 오도록 하세요.
아두이노 나노 코드
원리는 릴레이 코드와 같습니다. D9가 HIGH이면 밸브가 5초 동안 열리고, LOW이면 5초 동안 닫힙니다.
솔레노이드 밸브에는 완전한 ON 또는 완전한 OFF만 주어야 하며, PWM은 절대 안 됩니다. 이 때문에 MOSFET 모듈 튜토리얼의 페이드 코드는 여기서 사용하지 않습니다.
빠른 단계
- 배선도에 나온 대로 MOSFET 모듈과 밸브를 연결하세요.
- USB 케이블을 아두이노 나노와 PC에 꽂으세요.
- 릴레이 빠른 단계에서 설명한 대로 아두이노 IDE를 열고 보드와 포트를 선택하세요.
- 위의 코드를 복사하여 아두이노 나노에 업로드하세요.
- 12V 어댑터를 꽂으세요. 밸브가 5초 동안 열리고 5초 동안 닫히며, 릴레이의 딸깍 소리는 들리지 않습니다.
팁: MOSFET 모듈은 DC 밸브에서만 작동하며, 밸브 공급 전압은 최소 약 6V여야 합니다. AC 밸브에는 릴레이를 계속 사용하세요.
동영상
비디오 제작은 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 비디오 튜토리얼이 학습에 도움이 되었다면, YouTube 채널 을 구독하여 알려 주시기 바랍니다. 비디오에 대한 높은 수요가 있다면, 비디오를 만들기 위해 노력하겠습니다.
