はじめに
前回はArduino Uno R4 WiFiとOLEDディスプレイで遊んでみました。
今回はArduino Uno R4 WiFiでポンプを制御してみます。
構成
ポンプを制御する構成は以下のようにしています。今回はDC5Vのポンプを使った構成にしています。
今回筆者が使用した部品たちを紹介します。読者の皆様はお好きなものを購入してみてください。
Arduinoはいつも通りスイッチサイエンス様で購入させていただいたものを使用しました。いつもありがとうございます。
・ポンプ
筆者は以下のものを購入しました。電圧がDC5VのものとDC12Vのものがあるようです。電圧の他に大きな違いは水量のようです。必要な水量によって選べば問題ないと思われます。ただし、DC12Vを使用したい場合は、Arduino Unoは出力電圧が3.3V/5Vしかないので、外部電源でポンプを駆動させる必要があります（たぶん）。電源をArduino Unoだけで完結させたい場合は、DC5Vのものを購入すると良いですね（たぶん）。
・チューブ
チューブはポンプの挿し口の内径と合っていれば何でも大丈夫かと思います。
・トランジスタ
今回はポンプのON/OFF制御用として使います。今回は元々持っていた2N2222を使用していますが、以下のようなセットを買っておくのもいいかもしれませんね。これを機に筆者はストックとして買いました。果たして生きている間に使い切れるのだろうか。
なおトランジスタを使用する際は、後述するベース抵抗を決める際は必ずデータシートを確認してください。
・抵抗（2.2kΩ）
直接ベースとDigital Pin=13を接続すると、大きな電流が流れてトランジスタが破損する可能性があります。最悪の場合、火傷など怪我をしてしまうこともありますので、電源とトランジスタのベースの間にベース抵抗をかませます。今回は2.2kΩを採用しています。このベース抵抗の決め方は極めて重要です。”トランジスタ ベース抵抗 決め方”などで検索するとたくさんヒットするので、詳細は割愛します。すみません。
・整流用ダイオード
ポンプは結局のところモータなので、逆起電力に注意しないといけません。色々と調べてみると、整流用ダイオードをかませた方が良さそうです。
ちなみに以下のような電子工作キットを1つ買えば、大体のことはできるのでおすすめです。今回の回路も、このキットがあれば実は事足ります。今回のトランジスタはこのセットに入っていた2N2222を使用しています。
実際に組んでみた
実際に組んでみたものが下の画像のものになります。見えにくい箇所は、上記の構成図も併せてご確認ください。
スケッチ
スケッチは以下のようにしてみました。非常に単純なコードですね。今回はポンプを5秒間ON、5秒間OFFを繰り返すようにしてみました。
もう少し詳しく言えば、pompPinで出力するデジタルピンを選択し、loop関数の中でpompPinの出力をHIGH=5VとLOW=0Vで5秒ごとに切り替えています。pompPinが “HIGH” の時はトランジスタのベースに電圧が印加され、コレクタCからエミッタEに電流が流れるようになります。そして、ポンプがONになります。
int pompPin = 13;
int wateringTime1 = 5000;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(pompPin, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(pompPin, HIGH);
delay(wateringTime1);
digitalWrite(pompPin, LOW);
delay(wateringTime1);
}
結果
結果の動画を載せておきます。と言いたいところですが、サイトが重くなるので割愛します。
うまくいけば、5秒間水が流れた後に5秒間停止することを繰り返すはずです。
実際に動作させる時は、目を離さずに異常が見られたらすぐに対応できるようにしておいた方がいいです。特に、思ったように動作しなかった時はすぐに電源をオフにする（今回の場合はArduinoを回路から切り離す）ようにした方が安全です。
筆者は「あれ？何も起こらないな、回路間違えたかな？」とそのまま観察していたところ、煙がモクモクとトランジスタから出てきました。すぐにArduinoを切り離して対応しましたが、冷や汗をかきました。この時、不用意にトランジスタに触り、少し火傷もしました。
最後に
今回はポンプをArduinoで制御してみました。簡易的なものではありますが、自動水やり機として必要最低限のものができますね。色々な機能を追加していくのも面白そうです。
それでは、今回はこの辺で終わりにします。
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