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3.6 Steuerung einer Wasserpumpe

In dieser Lektion lernen wir, wie man eine kleine Wasserpumpe mit dem Raspberry Pi Pico 2 und einem L293D-Motortreiber steuert. Eine kleine Zentrifugalpumpe kann für Projekte wie automatische Pflanzenbewässerungssysteme oder das Erstellen von Miniatur-Wassermerkmalen verwendet werden. Die Steuerung der Pumpe ähnelt der Steuerung eines Gleichstrommotors, da sie dieselben Prinzipien verwendet.

Was Sie benötigen

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	LINK
Newton Lab Kit	450+	Newton Lab Kit

Sie können sie auch einzeln über die unten stehenden Links kaufen.

SN	KOMPONENTE	MENGE	LINK
1	Raspberry Pi Pico 2	1	KAUFEN
2	Micro USB Kabel	1
3	Steckbrett	1	KAUFEN
4	Jumperkabel	Mehrere	KAUFEN
5	IC L293D	1
6	Stromversorgungsmodul	1
7	9V Batterie	1
9	DC-Wasserpumpe	1

Wichtige Hinweise vor Beginn

• Pumpenaufbau: Schließen Sie den Schlauch an den Ausgang der Pumpe an. Tauchen Sie die Pumpe vor dem Einschalten ins Wasser.

• Trockenlauf vermeiden: Stellen Sie sicher, dass die Pumpe immer untergetaucht ist. Trockenlauf kann Überhitzung verursachen und den Motor beschädigen.

• Verstopfung verhindern: Wenn Sie die Pumpe zum Bewässern von Pflanzen verwenden, stellen Sie sicher, dass das Wasser frei von Schmutz ist, um Verstopfungen zu vermeiden.

• Ansaugen der Pumpe: Wenn anfangs kein Wasser austritt, könnte Luft im Schlauch gefangen sein. Sie müssen möglicherweise die Pumpe ansaugen, indem Sie Wasser durchfließen lassen, um Luftblasen zu entfernen.

Schaltplan

Der L293D ist ein Motortreiber-Chip, EN ist mit 5V verbunden, um den L293D zu betreiben. 1A und 2A sind die Eingänge, die mit GP15 bzw. GP14 verbunden sind; 1Y und 2Y sind die Ausgänge, die mit den beiden Enden des Motors verbunden sind.

Y (Ausgang) ist in Phase mit A (Eingang), daher kann die Drehrichtung des Motors geändert werden, wenn GP15 und GP14 unterschiedliche Pegel erhalten.

Verdrahtungsdiagramm

In diesem Schaltkreis sehen Sie, dass der Knopf mit dem RUN-Pin verbunden ist. Dies liegt daran, dass der Motor mit zu viel Strom betrieben wird, was dazu führen kann, dass sich der Pico vom Computer trennt, und der Knopf muss gedrückt werden (damit der RUN-Pin des Pico ein niedriges Niveau erhält), um zurückzusetzen.

Schreiben des Codes

Bemerkung

• Sie können die Datei 3.6_pumping.ino aus newton-lab-kit/arduino/3.6_pumping öffnen.

• Oder kopieren Sie diesen Code in Arduino IDE.

• Wählen Sie das Raspberry Pi Pico 2 Board und den richtigen Port, dann klicken Sie auf „Upload“.

const int IN1 = 15; // GPIO pin connected to Input 1A
const int IN2 = 14; // GPIO pin connected to Input 2A

void setup() {
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Turn the pump on
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  delay(5000); // Run for 5 seconds

  // Stop the pump
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  delay(5000); // Stop for 5 seconds
}

Nach dem Hochladen des Codes:

• Die Pumpe sollte 5 Sekunden lang laufen, Wasser durch den Schlauch pumpen.

• Dann wird sie für 5 Sekunden stoppen.

• Dieser Zyklus wiederholt sich unendlich.

• Wenn anfänglich kein Wasser fließt, stellen Sie sicher, dass die Pumpe untergetaucht ist und keine Luftblasen im Schlauch sind.

Sicherheitsvorkehrungen

• Wasser und Elektrizität:

  • Seien Sie äußerst vorsichtig, Wasser von Pico und anderen elektronischen Komponenten fernzuhalten.

  • Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen sicher und bei Bedarf isoliert sind.

• Stromversorgung:

  • Verwenden Sie eine Stromquelle, die den Spannungsanforderungen der Pumpe entspricht (typischerweise 3V-6V).

  • Betreiben Sie die Pumpe nicht direkt vom 3,3V-Pin des Pico.

• Stromaufnahme:

  • Pumpen können einen erheblichen Strom ziehen.

  • Stellen Sie sicher, dass Ihre Stromquelle die Stromanforderungen der Pumpe bewältigen kann.

• Zurücksetzen des Pico:

  Wenn Sie Probleme beim Hochladen von Code nach dem Betrieb der Pumpe haben, können Sie den Pico manuell zurücksetzen, indem Sie den RUN-Pin kurzzeitig mit GND verbinden.

  

Weitere Erkundungen

• Automatische Pflanzenbewässerung:

  Integrieren Sie Bodenfeuchtigkeitssensoren, um den Bewässerungsprozess basierend auf der Trockenheit des Bodens zu automatisieren.

• PWM-Geschwindigkeitskontrolle:

  Verwenden Sie die Pulsweitenmodulation (PWM), um die Geschwindigkeit der Pumpe durch Veränderung der Spannung zu steuern.

• Zeitplanung und Planung:

  Implementieren Sie komplexere Zeitpläne mit Echtzeituhren oder Planern.

Fazit

In dieser Lektion haben Sie gelernt, wie man eine kleine Wasserpumpe mit dem Raspberry Pi Pico und dem L293D-Motortreiber steuert. Diese Technik kann in verschiedenen Projekten wie automatischen Pflanzenbewässerungssystemen, Brunnen oder Hydrokulturanlagen verwendet werden.