TECNATRON: Elettrovalvola

mercoledì 28 aprile 2021

Arduino N° 92 - Elettrovalvola bistabile con comando bluetooth

Achille De Santis

Sul post Arduino n° 90 ho presentato una guida dimostrativa dell'applicazione di una elettrovalvola bistabile a comando impulsivo.
In questo post vi presento un'altra applicazione di Arduino per il comando di una elettrovalvola bistabile, con comando impulsivo in bassa tensione, pilotato attraverso un collegamento Bluetooth.

Fig. 1: schema generale dei collegamenti;

Naturalmente, per operare il comando via bluetooth serve un terminale di comando, nella fattispecie un telefono Android o un tablet; in alternativa, si potrebbe utilizzare un telefono I-phone o un I-pad, con piccole modifiche dal lato bluetooth.

Il dispositivo è stato da me ideato e realizzato per applicazioni domotiche ma viene qui presentato come dispositivo di comando di piccole pompe per circolazione di acqua, come è possibile vederne gli effetti negli impianti di irrigazione, nei plastici di vario genere, compresi quelli dei presepi.

Lascio, qui, al lettore il piacere della ricerca delle applicazioni possibili.

Le caratteristiche del dispositivo si possono riassumere nelle seguenti:

Comando "locale" START/STOP, da quadro comandi;
Comando "remoto" START/STOP da interfaccia bluetooth;
Funzionamento "bistabile": lo stato attuale viene mantenuto anche in assenza di alimentazione.

Entrambi i comandi sono impulsivi e necessitano di un attuatore bistabile a comando impulsivo. Questa scelta è stata operata per ridurre la corrente di attuazione ed è molto adatta ad interventi saltuari nel tempo.

In mancanza di energia elettrica l'elettrovalvola mantiene lo stato precedente (aperto/chiuso) ma la pompa ad essa associata si blocca, interrompendo il flusso idrico.

L'alimentazione del dispositivo può andare da 9 Volt a 12 Volt C.C. Al di sotto di 6-7 Volt l'attuatore potrebbe avere delle incertezze o non funzionare. La pila da 9 volt può essere sostituita da un piccolo alimentatore, adatto a pilotare anche la logica di controllo, attraverso il ponte ad H con L298N, predisponendo in esso gli opportuni cavallotti.

La piccola resistenza da 10 Ohm, posta sui piedini di uscita della configurazione a ponte (v. fig. 1), rappresenta il carico e deve essere scollegata quando si collegherà al suo posto la bobina dell'elettrovalvola a 5 volt.

Una variante allo schema presentato potrebbe essere costituita dall'uso di un modulo "ponte ad H" di maggiore potenza, con l'integrato L298N che trovate facilmente già montato.

Nello schema presentato manca soltanto il collegamento della scheda Bluetooth HC-05/HC06 ai piedini 0 e 1 per i comandi via seriale bluetooth.

Volutamente, questa volta non presento lo sketch ma lascio al lettore l'onere del suo sviluppo. Vedremo come va a finire! Lo sketch ed il dispositivo sono stati comunque provati e collaudati, con esito positivo. Una buona guida è rappresentata da quanto già pubblicato e che trovate negli Argomenti correlati.

Nota:

I componenti presenti nello schema servono tutti! Cominciate ad applicare le regole basilari dell'Elettronica, per non dover poi dire: "Questo circuito è instabile e l'ho abbandonato"!

Nota importante:

La pila da 9 volt è soltanto dimostrativa e non può alimentare tutto il circuito per lunghi periodi; l'ho messa soltanto per prova perché qualcuno pretendeva di far funzionare tutto con tensione di 5 volt scarsi! Ovvio che non funzionava nulla! Peggio, il funzionamento era incerto!

La legge di Murphy è sempre in agguato ma vediamola in senso positivo!

Ricordate di lavorare sempre in sicurezza!

Simulazione:

Elettrovalvola bistabile

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Buon lavoro a tutti!

>Arduino N° 93

mercoledì 14 aprile 2021

Arduino N° 90 - Elettrovalvola bistabile (con comando impulsivo)

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Achille De Santis

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Una elettrovalvola del tipo bistabile può essere comandata con due impulsi: l'impulso positivo "apre", l'impulso negativo "chiude". Per il comando basta quindi formare un impulso di pochi millisecondi prevedendone l'inversione di polarità. Il dispositivo si può convenientemente realizzare con una configurazione sia a semi-ponte che a ponte. Volendo utilizzare un controllore per la logica di comando può essere conveniente optare per la seconda soluzione che prevede l'uso di Arduino e di un modulo "ponte ad H" per il circuito di potenza. Partendo dal principio di funzionamento del ponte ad "H" usato per la movimentazione di motori in continua, ho implementato questo sketch per il pilotaggio dell'elettrovalvola (EV).

Dal punto di vista esterno, i comandi si riducono a due pulsanti per l'apertura e chiusura dell'EV.

Si potrebbe anche modificare il firmware prevedendo un funzionamento di tipo "Toggle": il primo impulso APRE, il secondo CHIUDE; lascio al lettore l'onere e l'onore della modifica.

Tra i parametri che è possibile cambiare c'è la durata dell'impulso, ora impostata su un valore di 500 mSec solo per comodità di simulazione. Potete cambiarla in 50 mSec, sufficienti, nella maggior parte dei casi, per la giusta commutazione.

Dal momento che il programma è sufficientemente strutturato, è possibile modificarlo facilmente per aggiungere un'altra EV sull'uscita rimasta libera.

Basta aggiungere altri pulsanti per impartire dall'esterno i comandi e modificare quanto basta le istruzioni per la manovra.

Il circuito integrato utilizzato è l'L293D, per ridurre lo spazio occupato. Nel caso fosse necessario, è possibile ed opportuno utilizzare il modulo premontato con L298N, che ha due canali e sopporta circa 2 A di corrente di uscita.

La simulazione del dispositivo è disponibile per l'analisi e il download

Premendo i pulsanti APRE/CHIUDE si fornisce il comando al dispositivo. L'attuazione viene segnalata dallo stato dei LED in uscita.

Come si vede, ogni uscita è un segnale impulsivo monostabile. La "tenuta" viene effettuata dall'attuatore, che mantiene il suo stato anche in mancanza di alimentazione.