Programski jezici → Arduino i ESP32 → Relej i pumpa za vodu (Arduino)

Relej i pumpa za vodu sa Arduinom

Mala pumpa za vodu je pravi „izvršni uređaj“: kada je uključimo, nešto se stvarno dešava – voda teče. Arduino ne može da je pokrene direktno, jer njegov pin daje samo 5 V i mnogo premalo struje. Zato između Arduina i pumpe stavljamo relej – prekidač kojim upravlja Arduino, a kroz koji teče struja za pumpu. Ova lekcija je priprema za automatsko zalivanje bašte.

Zašto pumpa ne može direktno na pin

• Digitalni pin Arduina Uno daje 5 V i bezbedno oko 20 mA (apsolutni maksimum je 40 mA).
• Mala potapajuća pumpa od 3–6 V troši oko 100–200 mA, a u trenutku pokretanja i više.
• Pumpa je motor – kada se isključi, stvara kratak napon suprotnog smera koji može da ošteti elektroniku.

Relej rešava sva tri problema: Arduino samo „pritisne prekidač“, a pumpa dobija struju iz svog izvora napajanja (baterije ili adaptera).

Kako radi relej modul

Relej je elektromehanički prekidač: kada kroz njegov kalem (elektromagnet) poteče struja, kalem privuče metalnu pločicu i ona spoji kontakte. Čuje se tiho „klik“. Relej modul za Arduino već ima sve potrebno: tranzistor, zaštitnu diodu kalema i LED koja pokazuje stanje.

Šema povezivanja

Pumpa se vezuje na NO kontakt, da bi bila isključena dok relej miruje (i kada Arduino nije uključen). Prekidamo plus (+) vod napajanja pumpe.

ARDUINO              RELEJ MODUL
5V  ---------------> VCC
GND ---------------> GND
D7  ---------------> IN

BATERIJA 4×AA (6 V)  RELEJ          PUMPA
+  ----------------> COM
                     NO  ---------> + pumpe
-  ----------------------------->  - pumpe

• Pumpa ima svoje napajanje (4 baterije AA ili adapter 5–6 V). Ne napajaj je sa 5V pina Arduina – motor pravi smetnje i Arduino može da se resetuje.
• Kontakti releja su električno odvojeni od upravljačkog dela, pa minus baterije pumpe ne mora da se spaja sa GND Arduina.
• Preporuka: dioda 1N4007 paralelno sa pumpom (prsten diode na + pumpe) „guta“ napon koji motor stvara pri isključivanju i čuva kontakte releja.

Program 1: pumpa iz Serial Monitor-a

Otvori Serial Monitor (115200 bauda) i pošalji 1 ili 0. Pumpu probaj u posudi sa vodom – mnoge male pumpe ne smeju da rade „na suvo“.

// Upravljanje pumpom preko releja – komande iz Serial Monitor-a
const int RELEJ_PIN = 7;          // digitalni pin povezan na IN pin relej modula

// Mnogi jeftini relej moduli se uključuju sa LOW (LOW-trigger).
// Ako se tvoj modul uključuje sa HIGH, zameni HIGH i LOW u ova dva reda.
const int RELEJ_UKLJ  = LOW;
const int RELEJ_ISKLJ = HIGH;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(RELEJ_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELEJ_PIN, RELEJ_ISKLJ);   // na početku je pumpa isključena
  Serial.println("Posalji 1 za ukljucivanje, 0 za iskljucivanje pumpe.");
}

void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    char komanda = Serial.read();
    if (komanda == '1') {
      digitalWrite(RELEJ_PIN, RELEJ_UKLJ);
      Serial.println("Pumpa UKLJUCENA");
    } else if (komanda == '0') {
      digitalWrite(RELEJ_PIN, RELEJ_ISKLJ);
      Serial.println("Pumpa ISKLJUCENA");
    }
  }
}

Naredba Serial.read() čita jedan po jedan znak. Znak za novi red koji Serial Monitor šalje posle broja nije ni '1' ni '0', pa ga program jednostavno preskoči.

Program 2: taster uključuje i isključuje pumpu

Taster povezujemo između pina D2 i GND. Sa INPUT_PULLUP pin je HIGH dok taster nije pritisnut, a LOW kada jeste – nije potreban spoljašnji otpornik.

// Taster uključuje i isključuje pumpu (svaki pritisak menja stanje)
const int RELEJ_PIN  = 7;
const int TASTER_PIN = 2;         // taster između pina 2 i GND
const int RELEJ_UKLJ  = LOW;      // za HIGH-trigger modul zameni LOW i HIGH
const int RELEJ_ISKLJ = HIGH;

bool pumpaRadi = false;
int prethodnoStanje = HIGH;       // sa INPUT_PULLUP nepritisnut taster daje HIGH

void setup() {
  pinMode(RELEJ_PIN, OUTPUT);
  pinMode(TASTER_PIN, INPUT_PULLUP);   // unutrašnji otpornik, nije potreban spoljašnji
  digitalWrite(RELEJ_PIN, RELEJ_ISKLJ);
}

void loop() {
  int stanje = digitalRead(TASTER_PIN);

  // reagujemo samo u trenutku pritiska (prelaz sa HIGH na LOW)
  if (prethodnoStanje == HIGH && stanje == LOW) {
    pumpaRadi = !pumpaRadi;
    digitalWrite(RELEJ_PIN, pumpaRadi ? RELEJ_UKLJ : RELEJ_ISKLJ);
    delay(50);                    // kratka pauza protiv „treperenja“ kontakta tastera
  }
  prethodnoStanje = stanje;
}

Program pamti prethodno stanje tastera i reaguje samo na prelaz sa HIGH na LOW. Da smo proveravali samo „da li je pritisnut“, pumpa bi se uključivala i isključivala mnogo puta dok držimo taster.

Bezbednost

• Voda i elektronika ne idu zajedno: Arduino, relej i baterije drži iznad i dalje od posude sa vodom, a crevo učvrsti da ne prska.
• U ovim vežbama koristimo samo baterije i adaptere do 12 V. Nikada ne povezuj relej na mrežni napon od 230 V – to je posao za električara.
• Pumpa ne sme dugo da radi bez vode – pregreje se.

Umesto releja može da se koristi i MOSFET tranzistor (npr. IRLZ44N): tih je, nema pokretnih delova i omogućava PWM regulaciju brzine pumpe. Relej je ipak jednostavniji za početak i jasno odvaja dva strujna kola.

Zadaci za vežbu

1. Dodaj LED na pin 13 koja svetli dok pumpa radi.
2. Promeni program 1 tako da komanda 5 uključi pumpu na tačno 5 sekundi, pa je sama isključi.
3. Izmeri štopericom koliko mililitara vode pumpa izbaci za 10 sekundi. Koliko sekundi treba da radi da bi zalila 100 ml?

Proveri znanje