Cómo controlar una electroválvula solenoide con Arduino

Qué es y cómo funciona una válvula solenoide

Una válvula solenoide es un dispositivo electromagnético que permite controlar y automatizar el flujo de fluidos.

Su funcionamiento está basado en el electromagnetismo. Cuando una corriente eléctrica fluye, activa su electroimán, generando un campo magnético que atrae un vástago ubicado dentro de un resorte. Este desplazamiento comprime el resorte, dando lugar a la apertura o cierre de la válvula, posibilitando, de esta manera, la regulación precisa del paso o bloqueo del fluido según las necesidades.

Las válvulas solenoide por lo general no incorporan circuitos integrados y dependen de un microcontrolador, como Arduino o Raspberry Pi, para su control preciso, permitiendo una integración efectiva en proyectos automatizados.

Uso de electroválvulas en sistemas de riego automático con Arduino

La integración de válvulas solenoides con Arduino abre la puerta a una variedad de proyectos que requieren un control preciso del flujo de fluidos. Uno de los usos más comunes, especialmente para quienes se inician en el mundo de Arduino, es la implementación en sistemas de riego automático.

Imagina la posibilidad de crear un sistema eficiente de riego automático en tu huerto o en el entorno escolar. En este escenario, el control de la válvula solenoide recae en Arduino, el cual, basándose en la información de humedad del suelo proporcionada por un sensor específico, activa la válvula solenoide de manera inteligente para regar las plantas según las necesidades reales del cultivo.

Este ejemplo ilustra cómo la combinación de Arduino y una válvula solenoide puede resultar esencial para proyectos que buscan optimizar procesos mediante la automatización y la respuesta a datos ambientales específicos.

Cómo controlar una válvula solenoide con Arduino

Arduino controlará la activación y desactivación de la electroválvula, mientras que la alimentación de esta se realizará a través de una fuente externa de 12 V, gestionada por un transistor.

En términos simples, un transistor, un dispositivo semiconductor, realiza funciones de amplificación y regulación de señales eléctricas. Su estructura comprende tres capas de material semiconductor: emisor, base y colector. Su funcionamiento implica el control de la corriente entre el emisor y el colector mediante una corriente aplicada a la base, en este caso, proveniente de Arduino.

Materiales

Para el control de una válvula solenoide con un microcontrolador arduino, necesitaremos el siguiente material:

1 válvula solenoide de 12 V, 1 Arduino, 1 transistor TIP102 NPN, 1 diodo 1N4001, 1 resistencia de 1000 ohms, 1 fuente de 12 voltios, 1 batería de 9 voltios (opcional), cables.

Conexiones físicas:

Coloca un transistor TIP102 NPN en una protoboard. La base del transistor será terminal que se ubica al extremo izquierdo. El colector será el terminal del centro y el emisor el terminal de la derecha. 

Coloca una resistencia de 1000 ohmios a la base del transistor. Conecta la base del transistor con el PIN 7 del Arduino añadiendo una resistencia de 1000 ohmios entre ambos. Conecta el emisor con la línea de tierra de la protoboard. Conecta la línea de tierra de la protoboard con el pin GND del Arduino.

Antes de conectar el solenoide al sistema, es necesario proteger el circuito contra la fuerza electromotriz inversa que se producirá al desactivar el solenoide. Para esto, conecta un cable rojo a uno de los terminales del solenoide y un cable negro al otro terminal. Realiza un corte en el centro de ambos cables y procede a soldar un diodo 1N4001, asegurándote de orientar la banda del diodo hacia el lado del cable rojo.

Tras esto, conecta el cable rojo al polo positivo de una fuente de 12 V. El cable negro conectalo al colector del transistor (terminal del centro). El polo negativo de la fuente, conectalo con la línea de tierra de la protoboard. 

El código

int valve=7;
void setup() {
  pinMode(valve, OUTPUT);
  digitalWrite(valve, LOW);
  delay(3000);
}
void loop() {
  digitalWrite(valve, HIGH);
  delay(10000);                      
  digitalWrite(valve, LOW);
  delay(5000);                
}

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