Bomba d'aigua per a Arduino: tot el que heu de saber

Segur que en moltes ocasions t'ha fet falta gestionar líquids en els teus projectes DIY amb Arduino. Perquè això sigui possible, els makers tenen gran quantitat de productes i eines amb què treballar. Ja en el passat vam mostrar els famosos cabalímetres, Amb els quals es podia controlar el cabal d'un líquid que passava a través d'ells d'una forma senzilla. Ara li toca el torn a la bomba d'aigua ...

usant aquests cabalímetres es podria mesurar la quantitat de fluid que circula a través d'una canonada per controlar-la. Tot gràcies a un simple circuit amb aquests elements i altres dispositius electrònics compatibles amb Arduino. Ara toca anar una mica més enllà per donar-te la possibilitat de moure líquids, omplir / buidar dipòsits, crear sistemes de reg, etc.

Què és una bomba d'aigua?

Realment el nom bomba d'aigua no és adequat, ja que podria funcionar també amb altres líquids que no són aigua. De qualsevol manera, una bomba d'aigua és un dispositiu capaç de generar un cabal de líquid usant energia cinètica. Per això, disposa d'uns elements bàsics:

Entrada: Per on es absorbeix el líquid.
Motor + Hèlix: L'encarregat de generar l'energia cinètica que extreu l'aigua des de l'entrada i l'envia a través de la sortida.
Sortida: És la presa per on sortirà el líquid propulsat per la potència de la bomba d'aigua.

Aquestes bombes hidràuliques són bastant emprats en multitud de projectes i aparells. Des de la indústria, fins a màquines dispensadores d'aigua, sistemes de reg automàtic, regadiu mitjançant aspersió, sistemes d'abastament, depuradores, etc. Per això, hi ha al mercat un gran nombre de models, amb diferents potències i capacitats (mesurada en litres per hora o similars). Des de les més petites, fins a les més grans, per a aigües brutes o per aigües netes, de profunditat o superfície, etc.

Quant a les característiques en què et hauries fixar estan:

Capacitat: Mesura en litres per hora (l / h), litres per minut (l / min), etc. És la quantitat d'aigua que pot extreure per unitat de temps.
Hores de vida útil: Mesura la quantitat de temps que pot estar funcionant de forma contínua sense problemes. Mentre més gran sigui, millor. Solen ser de 500 hores, 3000 hores, 30.000 hores, etc.
Soroll: Mesurat en dB, és la quantitat de soroll que fa en funcionament. Això no és massa important, tret que vulguis que sigui molt silenciosa. En aquest cas, busca una amb <30dB.
Protecció: Moltes tenen protecció IP68 (s'impermeabilitza l'electrònica), el que significa que poden submergir-se (tipus amfibi), de manera que podran estar sota el líquid sense problema. Altres en canvi són de superfície i tan sols es pot submergir el tub de l'entrada per on absorbeix l'aigua. Si no són submergibles i la poses sota el líquid es farà malbé o produiràs un curtcircuit, així que presta atenció a això.
elevació estàtica: Se sol mesurar en metres, és l'altura a la qual podria propulsar el líquid. Això és especialment important si la vas a utilitzar per pujar líquids a una alçada major o extreure aigua de pous, etc. Pot ser de 2 metres, 3m, 5m, etc.
Consum: Es mesura en watts (w) i indicarà la quantitat d'energia que necessiten per funcionar. En molts casos són bastant eficients, podrien tenir consums de 3.8W més o menys (per a les petites).
líquids acceptats: Com he dit, accepten diversos tipus de líquids, encara que no tots. Si vols estar segur que la bomba que compres pot treballar amb el líquid que vas a manejar, comprova aquesta especificació de fabricant. En general poden funcionar bé amb aigua, oli, àcids, solucions alcalines, combustibles, etc.
Tipus de motor: En general són motors elèctrics DC. Són especialment bons i duradors els de tipus brushless (sense escombretes). En funció de la potència de l'motor tindràs una bomba amb més o menys capacitat i elevació estàtica.
Tipus d'hèlix: El motor té connectat al seu eix una hèlix que és la que genera l'energia centrífuga per extreure el líquid. Aquestes poden ser de diferents tipus, i d'això dependrà la velocitat i cabal amb què treballa la bomba. Fins i tot es poden imprimir mitjançant impressió 3D amb diferents resultats segons la seva forma. Et deixo el següent vídeo interessant a l'respecte:

Més informació a Thingiver-se.

calibre: La presa d'entrada i sortida tenen un calibre determinat. Això és important a l'hora que sigui compatible amb les canonades que vas a emprar. No obstant això pots trobar adaptadors per a diferents calibres de ràcord.
Perifèrica vs centrífuga (radial vs axial): Tot i que hi ha altres tipus, generalment per a aquestes aplicacions domèstiques se solen utilitzar aquestes dues. Varien en funció de com es col·loca l'hèlix amb les aspes, empenyent el fluid de forma centrífuga o perifèrica. (Per més informació veure apartat de «Com funciona una bomba d'aigua»)

Però independentment de l'tipus i prestacions, sempre es controlen elèctricament. Alimentant el motor que mou les hèlices per generar la força cinètica es pot controlar el seu ús. Per això, es poden fer servir petites bombes (o grans amb relé o MOSFET), per automatitzar sistemes hidràulics amb Arduino.

Quant a les seves aplicacions, ja he citat algunes. Però pensa que podries crear-te el teu propi projecte senzill amb Arduino. Per exemple, aquí et deixo algunes idees:

Una minidepuradora casolana per a saber com funcionen les plantes de depuració reals.
Un sistema de buidatge que detecti aigua mitjançant un sensor i activi una bomba d'aigua per desaiguar.
Un sistema de reg de plantes automàtic amb un temporitzador.
Traspàs de líquids d'un lloc a un altre. Sistemes de barreja de fluids, etc.

Preus i on comprar

La bomba d'aigua és un dispositiu simple, no té massa misteri. A més, per 3-10 € podràs comprar algunes de les bombes electròniques més senzilles que existeixen per Arduino, encara que n'hi ha de més cares si vols potències majors. Per exemple, pots disposar d'aquestes:

Com funciona una bomba d'aigua

Una bomba d'aigua funciona d'una manera molt simple. Posseeix una hèlix acoblada a l'motor, transferint així l'energia a el fluid que travessa les seves aspes, propulsándolo així des de l'entrada fins a la sortida.

En les de tipus axial, L'aigua entra a la càmera de la bomba on es troba l'hèlix pel centre, incrementant la seva energia cinètica a l'travessar aquest element que es troba girant a gran velocitat. Després abandonarà la càmera en sentit tangencial per la sortida.

En la radial, Les aspes giren davant de l'obertura de l'entrada i aniran impulsant l'aigua fins a la sortida com si d'una sínia d'aigua es tractés. Així és com mouran l'aigua en aquest altre cas.

Integrar la bomba d'aigua amb Arduino

Com saps, podries usar també un relé si ho necessites. Però aquí, per integrar amb Arduino la bomba d'aigua he triat un MOSFET. Concretament un mòdul IRF520N. I per la connexió, la veritat és que és bastant simple, només segueix aquestes recomanacions:

SIG de la lliçó IRF520N anirà connectat a un pin d'Arduino, per exemple D9. Ja saps que si ho canvies hauràs alterar també el codi de l'esquetx perquè funcioni.
Vcc i GND de la lliçó IRF520N els pots connectar a 5v i GND de la teva placa Arduino.
O + i O- és on connectaràs els dos cables de la bomba d'aigua. Si no està internament compensada, és una càrrega inductiva, per la qual cosa seria recomanable fer servir un díode flyback entre els dos cables.
Vin i GND és on connectaràs el rack amb les piles que vagis a fer servir per alimentar la bomba d'aigua de forma externa, o la bateria, font d'alimentació o el que vagis a fer servir per a alimentar ...

Després d'això estaria tot muntat i llest per començar amb el codi font de l'esquetx. Per això, en IDE Arduino hauràs de crear un programa similar a el següent:

const int pin = 9;  //Declarar pin D9
 
void setup()
{
  pinMode(pin, OUTPUT);  //Define pin 9 como salida
}
 
void loop()
{
  digitalWrite(pin, HIGH);   // Poner el pin en HIGH (activar)
  delay(600000);               //Espera 10 min
  digitalWrite(pin, LOW);    //Apaga la bomba
  delay(2000);               // Esperará 2 segundos y comenzará ciclo
}

En aquest cas simplement encén la bomba i la fa treballar durant 10 min. Però pots afegir més codi, sensors, etc., i controlar-la segons la sortida d'un sensor d'humitat, usant temporitzadors, etc.

Hardwarelibre

Bomba d'aigua per Arduino: tot el que has de saber

Què és una bomba d'aigua?

Preus i on comprar

Com funciona una bomba d'aigua

Integrar la bomba d'aigua amb Arduino

Deixa el teu comentari Cancel lar la resposta