SENSORS/ACTUATORS

라즈베리 파이 펌프

이 튜토리얼은 Raspberry Pi를 사용하여 펌프를 제어하는 방법을 안내합니다. 이를 수정하여 관개 시스템, 수족관, 물 보충 시스템 등을 만들 수 있습니다.

펌프는 두 가지 방법으로 제어할 수 있습니다. 첫 번째는 릴레이를 사용하는 방법으로, 펌프를 시작하고 멈추기만 합니다. 두 번째는 MOSFET 모듈을 사용하는 방법입니다. 펌프를 시작하고 멈출 수 있고, 펌프 속도도 바꿀 수 있어서 물이 흐르는 양을 고를 수 있습니다. 딸깍 소리도 나지 않습니다. 이 페이지에서 두 가지 방법을 모두 다룹니다.

준비물

1	×	라즈베리 파이 5	쿠팡 \| 아마존
1	×	릴레이	아마존
1	×	(또는) MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N)	아마존
1	×	12V 펌프	쿠팡 \| 아마존
1	×	Vinyl Tube	아마존
1	×	12V 전원 어댑터	아마존
1	×	DC 커넥터 전원 연결 잭 플러그 소켓	쿠팡 \| 아마존
1	×	점퍼케이블	쿠팡 \| 아마존
1	×	(추천) 라즈베리 파이용 스크루 터미널 블록 쉴드	쿠팡 \| 아마존
1	×	(추천) 라즈베리 파이 프로토타이핑 베이스 플레이트 & 브레드보드 키트	아마존

공개: 이 포스팅 에 제공된 일부 링크는 아마존 제휴 링크입니다. 이 포스팅은 쿠팡 파트너스 활동의 일환으로, 이에 따른 일정액의 수수료를 제공받습니다.

12V 펌프에 대하여

펌프 핀아웃

image source: diyables.io

12V 펌프는 일반적으로 두 개의 핀이 있습니다.

음수 핀(검정색)은 DC 전원 공급 장치의 접지에 연결해야 합니다.
양수 핀(빨간색)은 DC 전원 공급 장치의 12V에 연결해야 합니다.

Raspberry Pi를 사용하여 펌프 제어하는 방법

12V 펌프를 작동시키려면 12V 전원 공급 장치로 전력을 공급해야 합니다. 릴레이를 사용하여 Raspberry Pi에서 펌프를 제어해야 합니다. 그런 다음 Raspberry Pi를 사용하여 릴레이를 통해 펌프를 제어할 수 있습니다.

릴레이(핀 배열, 작동 방식, 프로그래밍 방법 등)에 익숙하지 않은 경우, 더 많은 정보를 위해 라즈베리 파이 - 릴레이을 참조하십시오.

MOSFET 모듈(핀 배열, 작동 방식, 프로그래밍 방법)을 알아보려면 라즈베리 파이 - MOSFET 모듈 튜토리얼을 참조하세요.

펌프용 릴레이와 MOSFET 모듈 비교

	릴레이	MOSFET 모듈
펌프 제어	시작 또는 정지만 가능	시작, 정지, 그리고 PWM으로 유량(펌프 속도) 조절
수명	제한적, 접점이 마모됨	김, 움직이는 부품이 없음
소리	스위칭할 때마다 딸깍 소리	무음
스위칭 속도	느림(밀리초)	매우 빠름
지원하는 펌프	AC 및 DC 펌프	DC 펌프만 가능
펌프 전원	릴레이 정격 내의 모든 전압	6V 이상 필요
절연	있음(코일과 접점)	있음(PC817 포토커플러)
선택 기준	펌프가 AC로 작동하거나 ON/OFF만 필요할 때	12V DC 펌프가 있고 유량을 조절하고 싶을 때

이 튜토리얼의 12V DC 펌프에는 두 방법 모두 사용할 수 있습니다. 식물에 물을 천천히 주거나 작은 컵에 물이 튀지 않게 채우는 것처럼 부드러운 흐름을 원하면 MOSFET 모듈을 선택하세요.

선연결

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

펌프 제어를 위한 Raspberry Pi 코드

아래 코드에서는 펌프를 5초간 켠 후 5초간 끄는 작업을 반복합니다.

자세한 사용 방법

Raspberry Pi에 Raspbian 또는 기타 Raspberry Pi 호환 운영 체제가 설치되어 있는지 확인하십시오.
Raspberry Pi가 PC와 동일한 로컬 네트워크에 연결되어 있는지 확인하십시오.
일부 라이브러리를 설치해야 하는 경우 Raspberry Pi가 인터넷에 연결되어 있는지 확인하십시오.
Raspberry Pi를 처음 사용하는 경우 라즈베리 파이 - 소프트웨어 설치을 참조하십시오.
Linux 및 macOS의 내장 SSH 클라이언트 또는 Windows의 PuTTY를 사용하여 SSH를 통해 PC를 Raspberry Pi에 연결하십시오. PC를 Raspberry Pi에 SSH로 연결하는 방법을 참조하십시오.
RPi.GPIO 라이브러리가 설치되어 있는지 확인하십시오. 그렇지 않은 경우 다음 명령어를 사용하여 설치하십시오:

sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio

파이썬 스크립트 파일 pump.py를 생성하고 다음 코드를 추가하세요:

/* * 이 라즈베리 파이 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 라즈베리 파이 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-pump */ import RPi.GPIO as GPIO import time # Set the GPIO mode (BCM or BOARD) GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Define the GPIO pin controls the pump via the relay module RELAY_PIN = 12 # Set the relay pin as an output pin GPIO.setup(RELAY_PIN, GPIO.OUT) try: # Run the loop function indefinitely while True: # Turn the relay ON (HIGH) to turn on the pump GPIO.output(RELAY_PIN, GPIO.HIGH) time.sleep(5) # Wait for 5 seconds # Turn the relay OFF (LOW) to turn off the pump GPIO.output(RELAY_PIN, GPIO.LOW) time.sleep(5) # Wait for 5 seconds except KeyboardInterrupt: # If the user presses Ctrl+C, clean up the GPIO configuration GPIO.cleanup()

파일을 저장하고 다음 명령을 터미널에서 실행하여 Python 스크립트를 실행하세요:

python3 pump.py

펌프 상태를 확인하십시오.

스크립트는 터미널에서 Ctrl + C를 누를 때까지 계속해서 무한 루프로 실행됩니다.

코드 설명

소스 코드 주석에 포함된 줄별 설명을 확인하세요!

라즈베리 파이 - 버튼 - 펌프을 확인하여 버튼을 눌렀을 때 10초 후에 펌프가 켜지는 방법을 배워보세요.

MOSFET 모듈로 펌프 유량 제어하기

여기서는 릴레이 대신 MOSFET 모듈을 사용합니다. 라즈베리 파이가 PWM 펄스를 보내면 펌프 속도가 듀티 사이클에 따라 달라집니다. 듀티 사이클이 높을수록 물이 더 많이 흐릅니다.

배선도

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

배선 구성을 간단하고 체계적으로 만들기 위해, Raspberry Pi용 스크루 터미널 블록 실드 사용을 권장합니다. 이 실드는 아래와 같이 더욱 안정적이고 관리하기 쉬운 연결을 제공합니다:

제어 쪽:

MOSFET 모듈 PWM → Raspberry Pi GPIO16(핀 36)
MOSFET 모듈 GND → Raspberry Pi GND(핀 34)

전원 쪽:

+ 단자 → 12V 어댑터 양극과 펌프 빨간색 전선(두 전선을 같은 단자에 연결)
LOAD 단자 → 펌프 검정색 전선
− 단자 → 12V 어댑터 음극
펌프 모터는 코일이므로 병렬로 1N5819 또는 1N4007 플라이백 다이오드를 추가하세요. 줄무늬가 있는 쪽(캐소드)을 펌프의 양극 전선에 연결하세요.

라즈베리 파이 코드

MOSFET 모듈 튜토리얼의 스크립트를 다시 사용합니다. 펌프를 2초 동안 최대 유량으로 작동시키고, 2초 동안 멈춘 다음, 유량을 10%에서 100%까지 올렸다가 다시 0%까지 낮춥니다.

자세한 사용 방법

위의 릴레이 Quick Steps에 있는 설정(운영 체제, SSH, RPi.GPIO)을 따르세요.
펌프를 물에 넣고 위의 다이어그램처럼 MOSFET 모듈에 연결하세요.
Python 스크립트 파일 MosfetModule.py을(를) 생성하고 다음 코드를 추가하세요:

/* * 이 라즈베리 파이 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 라즈베리 파이 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-pump */ import RPi.GPIO as GPIO import time MOSFET_PIN = 16 # GPIO16 (pin 36) connected to the PWM pin of the MOSFET module GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(MOSFET_PIN, GPIO.OUT) pwm = GPIO.PWM(MOSFET_PIN, 500) # 500 Hz PWM, slow enough for the module's optocoupler pwm.start(0) # start with the load OFF def set_load(percent): pwm.ChangeDutyCycle(percent) print("Load power: {}%".format(percent)) try: while True: # turn the load fully ON, then fully OFF print("Load: ON") set_load(100) time.sleep(2) print("Load: OFF") set_load(0) time.sleep(2) # increase the power step by step (PWM) for percent in range(10, 101, 10): set_load(percent) time.sleep(0.5) # decrease the power step by step (PWM) for percent in range(90, -1, -10): set_load(percent) time.sleep(0.5) time.sleep(1) except KeyboardInterrupt: pass finally: pwm.stop() GPIO.cleanup()

12V 어댑터를 꽂으세요. 그다음 실행하세요:

python3 MosfetModule.py

튜브에서 나오는 물을 보세요. 물이 세게 나오다가 멈추고, 조금씩 늘어났다가 다시 약해집니다. 듀티 사이클이 낮으면 펌프가 물을 밀어내지 못할 수도 있습니다.
터미널에 다음이 출력됩니다:

PuTTY - Raspberry Pi

Load: ON Load power: 100% Load: OFF Load power: 0% Load power: 10% Load power: 20% Load power: 30% Load power: 40% Load power: 50% Load power: 60% Load power: 70% Load power: 80% Load power: 90% Load power: 100% Load power: 90% Load power: 80% Load power: 70% Load power: 60% Load power: 50% Load power: 40% Load power: 30% Load power: 20% Load power: 10% Load power: 0%

기억하세요: MOSFET 모듈은 약 6V 이상의 전원을 쓰는 DC 펌프용입니다. AC 펌프에는 릴레이가 필요합니다.

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.

라즈베리 파이 펌프

준비물

12V 펌프에 대하여

펌프 핀아웃

Raspberry Pi를 사용하여 펌프 제어하는 방법

펌프용 릴레이와 MOSFET 모듈 비교

선연결

펌프 제어를 위한 Raspberry Pi 코드

자세한 사용 방법

코드 설명

MOSFET 모듈로 펌프 유량 제어하기

배선도

라즈베리 파이 코드

자세한 사용 방법

동영상

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