라즈베리 파이 물/액체 밸브
이 튜토리얼은 Raspberry Pi와 솔레노이드 밸브를 사용하여 물, 맥주, 오일과 같은 액체의 흐름을 제어하는 방법을 안내합니다. 동일한 원칙은 가스 흐름을 제어하는 데도 적용됩니다.
Raspberry Pi와 밸브 사이에는 릴레이 또는 MOSFET 모듈을 놓을 수 있습니다. 둘 다 밸브를 열고 닫으며, 솔레노이드 밸브에는 그것으로 충분합니다. 릴레이는 움직이는 금속 접점으로 이를 수행합니다. MOSFET 모듈은 움직이는 부품 없이 수행하므로, 딸깍 소리 없이 스위칭하고, 더 빠르게 반응하며, 마모되는 접점이 없습니다. 여기서 각각을 사용하는 방법을 배웁니다.
준비물
| 1 | × | 라즈베리 파이 5 | 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) 라즈베리 파이용 스크루 터미널 블록 쉴드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 라즈베리 파이 프로토타이핑 베이스 플레이트 & 브레드보드 키트 | 아마존 |
물/액체 밸브에 대하여
물/액체 밸브 핀아웃
솔레노이드 밸브는 일반적으로 두 개의 단자를 가지고 있습니다.
- 양극(+) 핀(빨간색)은 DC 전원 공급 장치의 12V에 연결해야 합니다.
- 음극(-) 핀(검정색 또는 기타)은 DC 전원 공급 장치의 GND에 연결해야 합니다.
물/액체 밸브 작동 원리
일반적으로 밸브는 닫혀 있습니다. 12V DC가 두 단자에 공급되면 밸브가 열리고 물/액체가 통과할 수 있습니다.
※ 주의:
가스켓 배치가 내부에 있으며, 이에 따라 12V DC가 적용된 후 밸브를 열기 위해 최소 압력이 필요합니다. 이 압력은 액체 흐름에 의해 생성될 수 있습니다.
Raspberry Pi를 사용하여 물/액체 솔레노이드 밸브 제어하는 방법
밸브에 12V가 공급되면 열립니다. 밸브를 제어하려면 Raspberry Pi와 밸브 사이에 릴레이를 사용해야 합니다. Raspberry Pi는 릴레이를 통해 솔레노이드 밸브를 관리할 수 있습니다.
릴레이(핀 배치, 작동 방식, 프로그래밍 방법 등)에 익숙하지 않다면, 더 많은 정보를 얻기 위해 라즈베리 파이 - 릴레이을 확인하세요.
MOSFET 모듈에도 별도의 안내서가 있습니다: 라즈베리 파이 - MOSFET 모듈. 이 모듈이 처음이라면 읽어 보세요.
솔레노이드 밸브용 릴레이와 MOSFET 모듈 비교
| 릴레이 | MOSFET 모듈 | |
|---|---|---|
| 밸브 제어 | 열기 / 닫기(ON/OFF) | 열기 / 닫기(ON/OFF), 밸브에는 PWM 사용 안 함 |
| 딸깍 소리 | 있음, 매번 | 없음 |
| 응답 | 더 느림, 몇 밀리초 | 거의 즉시 |
| 마모되는 부품 | 릴레이 접점 | 없음, 움직이는 부품이 없음 |
| 밸브 전원 | AC 또는 DC | DC만 가능 |
| 공급 전압 | 릴레이가 허용하는 모든 값 | 약 6V 이상 |
| 절연 | 있음, 코일과 접점 사이 | 있음, PC817 포토커플러 사용 |
| 적합한 경우 | AC 밸브, 간단한 프로젝트 | 여러 번 열고 닫는 12V DC 밸브, 조용한 장소 |
12V DC 밸브에는 두 선택 모두 같은 결과를 줍니다. 열림 또는 닫힘입니다. 밸브를 자주 스위칭하거나 릴레이의 딸깍 소리가 거슬릴 때는 MOSFET 모듈이 좋습니다. PWM으로 솔레노이드 밸브를 "반쯤 열려고" 하지 마세요. 밸브는 완전히 열리거나 완전히 닫히도록 만들어져 있습니다.
선연결
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
액체 밸브 제어를 위한 라즈베리 파이 코드
아래 코드는 물 밸브를 5초마다 켜고 끕니다.
자세한 사용 방법
- Raspberry Pi에 Raspbian 또는 다른 Raspberry Pi 호환 운영 체제가 설치되어 있는지 확인하십시오.
- Raspberry Pi가 PC와 동일한 로컬 네트워크에 연결되어 있는지 확인하십시오.
- 라이브러리를 설치해야 할 경우 Raspberry Pi가 인터넷에 연결되어 있는지 확인하십시오.
- Raspberry Pi를 처음 사용하는 경우, 라즈베리 파이 - 소프트웨어 설치을 참조하십시오.
- Linux 및 macOS에서는 내장된 SSH 클라이언트를 사용하거나 Windows에서는 PuTTY를 사용하여 SSH를 통해 PC를 Raspberry Pi에 연결하십시오. PC를 Raspberry Pi에 SSH를 통해 연결하는 방법을 참조하십시오.
- RPi.GPIO 라이브러리가 설치되어 있는지 확인하십시오. 설치되어 있지 않다면 다음 명령어를 사용하여 설치하십시오:
- Python 스크립트 파일 valve.py을(를) 생성하고 다음 코드를 추가하세요:
- 파일을 저장하고 터미널에서 다음 명령어를 실행하여 Python 스크립트를 실행하세요:
- 물 흐름을 확인하세요.
스크립트는 터미널에서 Ctrl + C를 누를 때까지 무한 루프로 계속 실행됩니다.
코드 설명
소스 코드의 주석에 포함된 라인별 설명을 확인하세요!
MOSFET 모듈로 물/액체 밸브 제어하기
릴레이를 MOSFET 모듈로 바꿀 수 있습니다. 밸브는 여전히 5초마다 열리고 닫히지만, 이제는 딸깍 소리가 나지 않습니다.
이 페이지에서 릴레이와 MOSFET 모듈은 서로 다른 GPIO 핀을 사용합니다. 릴레이는 GPIO12(핀 32)를, MOSFET 모듈은 GPIO16(핀 36)을 사용합니다. 그래서 각 배선마다 자체 스크립트가 있습니다.
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:
- MOSFET 모듈의 PWM 핀을 Raspberry Pi의 GPIO16(핀 36)에 연결하세요.
- 모듈의 GND 핀을 Raspberry Pi의 GND 핀(핀 34)에 연결하세요.
- 12V 어댑터 양극과 밸브 빨간색 전선을 함께 + 단자에 넣으세요.
- 밸브 검정색 전선을 LOAD 단자에 연결하세요.
- 12V 어댑터 음극을 − 단자에 연결하세요.
- 밸브 안에는 코일이 있으므로, 밸브 전선에 병렬로 플라이백 다이오드(1N4007 또는 1N5819)를 연결하세요. 줄무늬가 있는 쪽(캐소드)을 밸브의 양극 전선에 연결하세요.
라즈베리 파이 코드
이 스크립트는 릴레이 스크립트와 비슷하게 작동합니다. HIGH는 밸브를 ON(열림)으로, LOW는 OFF(닫힘)로 만듭니다. 밸브는 5초 동안 열려 있다가 5초 동안 닫히며, 이것이 반복됩니다. 스크립트는 아무것도 출력하지 않습니다.
밸브에는 완전한 ON 또는 완전한 OFF만 주어야 하며, PWM은 절대 안 됩니다. 그래서 이 페이지에서는 MOSFET 모듈 튜토리얼의 페이드 코드를 사용하지 않습니다.
자세한 사용 방법
- 배선이 위의 다이어그램과 일치하는지 확인한 다음 12V 어댑터를 꽂으세요.
- 위의 릴레이 Quick Steps와 같이 SSH를 통해 PC를 Raspberry Pi에 연결하세요.
- Python 스크립트 파일 valve_mosfet.py을(를) 생성하고 다음 코드를 추가하세요:
- 파일을 저장하고 실행하세요:
- 밸브가 5초 동안 열리고 5초 동안 닫히기를 딸깍 소리 없이 계속 반복합니다. 멈추려면 Ctrl + C를 누르세요.
참고: MOSFET 모듈은 DC만 스위칭하며, 부하 전원은 약 6V 이상이어야 합니다. 밸브가 AC 전원으로 작동한다면 릴레이를 계속 사용하세요.
동영상
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