ESP32 C3 Super Mini - Pumpe steuern
Erfahren Sie, wie Sie eine 12V-Wasserpumpe mit dem ESP32 C3 Super Mini über ein Relaismodul steuern. Dieses Tutorial führt Sie durch Verdrahtung, Code und die schnellen Schritte, um die Pumpensteuerung für DIY-Projekte zu automatisieren.
In diesem Tutorial lernen Sie:
- Was eine 12V-Pumpe ist und wie sie mit dem ESP32 C3 Super Mini verbunden wird
- Wie man Pumpe, Relais und ESP32 C3 Super Mini miteinander verdrahtet
- Wie man den ESP32 C3 Super Mini programmiert, um die Pumpe ein- und auszuschalten
- Wie man dies für Aquarium-, Bewässerungs- oder Cocktailmaschinen-Projekte erweitert
- Wie man die Pumpe mit einem MOSFET-Modul betreibt und ihren Durchfluss einstellt
Die Pumpe kann entweder über ein Relais oder über ein MOSFET-Modul angesteuert werden. Mit dem Relais läuft die Pumpe einfach oder steht still. Das MOSFET-Modul kann sie ebenfalls starten und stoppen, und es kann die Pumpe mit PWM auch langsamer oder schneller laufen lassen, wodurch sich die Wassermenge ändert. Außerdem klickt es nicht. Sie probieren unten beide Aufbauten aus.
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Überblick über 12V Pump
Eine 12V-Pumpe ist eine kleine elektrische Wasserpumpe, die mit 12V Gleichstrom betrieben wird und häufig für DIY-Wasserkreislaufprojekte verwendet wird.
- Betriebsspannung: 12V DC
- Leistungsaufnahme: Typischerweise 3-5W
- Fördermenge: Je nach Modell unterschiedlich (meist 1-3 Liter pro Minute)
- Ideal für: Aquarien, Bewässerungssysteme, Kaffeemaschinen und automatische Getränkespender
- Einsteigerfreundlich: Der einfache Zweidraht-Anschluss macht die Steuerung mit dem ESP32 C3 Super Mini leicht
Pinbelegung der Pumpe
Die 12V-Pumpe hat zwei Anschlussdrähte für einen einfachen Anschluss:
- Minus-Draht (-) (schwarz): Mit dem Minuspol des 12V-DC-Netzteils verbinden
- Plus-Draht (+) (rot): Mit dem Pluspol des 12V-DC-Netzteils verbinden
Wie man eine Pumpe mit dem ESP32 C3 Super Mini steuert
Der ESP32 C3 Super Mini steuert die Pumpe, indem er die Stromversorgung über ein Relaismodul schaltet.
- Die Pumpe benötigt 12V Gleichstrom zum Betrieb
- Der ESP32 C3 Super Mini kann die Pumpe nicht direkt mit Strom versorgen (er liefert nur 3,3V-Logikpegel)
- Ein Relais wirkt als elektronischer Schalter, der vom ESP32 C3 Super Mini gesteuert wird
- Wenn der ESP32 ein HIGH-Signal sendet, schließt das Relais und versorgt die Pumpe mit Strom
- Wenn der ESP32 ein LOW-Signal sendet, öffnet das Relais und stoppt die Pumpe
- Dieser Aufbau schützt den ESP32 C3 Super Mini vor hoher Spannung bzw. hohem Strom
- Mehr erfahren Sie in unserem Tutorial ESP32 C3 Super Mini - Relais
- Ein MOSFET-Modul kann dieselbe Aufgabe erfüllen und mehr. Wie es funktioniert, sehen Sie im Tutorial ESP32 C3 Super Mini - MOSFET-Modul
Pumpensteuerung: Relais oder MOSFET-Modul
| Punkt | Relaismodul | MOSFET-Modul |
|---|---|---|
| Pumpensteuerung | Laufen oder stoppen | Laufen, stoppen oder die Fördermenge einstellen (PWM) |
| Geräusch beim Schalten | Hörbares Klicken | Keines |
| Reaktionszeit | Langsamer (mechanisch, Millisekunden) | Sehr schnell (elektronisch) |
| Lebensdauer | Die Kontakte nutzen sich langsam ab | Keine beweglichen Teile, die verschleißen |
| Unterstützte Stromart | DC und AC | Nur DC |
| Benötigte Pumpenspannung | Wie es die Relais-Nennwerte erlauben | Mindestens 6V |
| Elektrische Isolation | Ja, Spule zu Kontakt | Ja, über PC817-Optokoppler |
| Verwenden Sie es für | AC-Pumpen oder einfaches Laufen/Stoppen | 12V-DC-Pumpen mit Durchflussregelung, viele EIN/AUS-Zyklen |
Wenn Sie nur ab und zu ein Glas füllen wollen, reicht das Relais. Wenn Sie einen sanften Strahl für einen Brunnen oder eine genaue Flüssigkeitsmenge möchten, wählen Sie das MOSFET-Modul. Eine AC-Pumpe braucht weiterhin das Relais.
Schaltplan zwischen ESP32, Relais und Pumpe
Folgen Sie diesem Schaltplan, um ESP32 C3 Super Mini, Relaismodul und 12V-Pumpe miteinander zu verbinden.
- Hinweis: Trennen Sie immer die Stromversorgung, bevor Sie Bauteile verdrahten
- Hinweis: Überprüfen Sie vor dem Anschließen die Polarität an Pumpe und Netzteil
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Kein Steckbrett? Dieselbe Schaltung lässt sich auch ohne verdrahten, wie unten gezeigt:
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
| ESP32 C3 Super Mini Pin | Relaismodul-Pin |
|---|---|
| D7 | IN |
| GND | GND |
| 3.3V | VCC |
| Relaismodul-Anschluss | Verbindung |
|---|---|
| COM | 12V-Netzteil (+) Plus |
| NO | Pumpe (+) roter Draht |
| Masseverbindungen | Verbindung |
|---|---|
| 12V-Netzteil (-) | Pumpe (-) schwarzer Draht |
ESP32 C3 Super Mini - Pumpen-Code
Dieser Code-Abschnitt zeigt, wie man den ESP32 C3 Super Mini programmiert, um die Pumpe automatisch zu steuern.
Was der Code macht:
- Richtet D7 als Relais-Steuerpin ein
- Schaltet die Pumpe für 4 Sekunden EIN
- Schaltet die Pumpe für 4 Sekunden AUS
- Wiederholt den EIN/AUS-Zyklus fortlaufend
- Gibt den Pumpenstatus im Seriellen Monitor aus
Schnelle Schritte
- Neu beim ESP32 C3 Mini? Arbeiten Sie zuerst unser Tutorial Erste Schritte mit dem ESP32 C3 Mini durch, um Ihre Entwicklungsumgebung einzurichten.
- Umgebung vorbereiten: Folgen Sie dem ESP32 C3 Super Mini Einrichtungs-Tutorial, um die Arduino IDE zu konfigurieren
- Bauteile verdrahten: Verbinden Sie Relais, Pumpe und Netzteil gemäß dem obigen Schaltplan
- ESP32 anschließen: Verbinden Sie den ESP32 C3 Super Mini über das USB-Type-C-Kabel mit Ihrem Computer
- Arduino IDE öffnen: Starten Sie die Arduino IDE auf Ihrem Computer
- Board auswählen: Wählen Sie ESP32 C3 Super Mini im Board-Menü und den richtigen COM-Port aus
- Code hochladen: Kopieren Sie den obigen Code, fügen Sie ihn in die Arduino IDE ein und klicken Sie auf die Schaltfläche Upload
- Seriellen Monitor öffnen: Klicken Sie auf das Symbol des Seriellen Monitors (Baudrate auf 115200 einstellen), um den Pumpenstatus anzuzeigen
- Pumpe beobachten: Beobachten Sie, wie sich die Pumpe automatisch alle 4 Sekunden EIN- und AUSschaltet
- Profi-Tipp: Verwenden Sie einen durchsichtigen Vinylschlauch, damit Sie leicht sehen können, wie das Wasser fließt, wenn die Pumpe aktiviert wird
Zeilenweise Code-Erklärung
Der obige ESP32 C3 Super Mini Code enthält eine zeilenweise Erklärung. Bitte lesen Sie die Kommentare im Code!
Ausgabe im Seriellen Monitor
Öffnen Sie den Seriellen Monitor, um den Status der Pumpensteuerung in Echtzeit zu sehen:
Pumpendurchfluss mit dem MOSFET-Modul steuern
Bei diesem Aufbau wird das Relais durch ein MOSFET-Modul ersetzt. GPIO4 des ESP32 C3 Super Mini steuert das Modul, und das PWM-Tastverhältnis bestimmt, wie schnell sich die Pumpe dreht.
Schaltplan zwischen ESP32, MOSFET-Modul und Pumpe
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
| ESP32 C3 Super Mini / Stromversorgung | MOSFET-Modul |
|---|---|
| GPIO4 | PWM |
| GND | GND |
| 12V-Netzteil (+) | + |
| Pumpe (+) roter Draht | + (zusammen mit dem Netzteil +) |
| Pumpe (-) schwarzer Draht | LOAD |
| 12V-Netzteil (-) | − |
- Hinweis: Der Pumpenmotor ist eine Spule. Setzen Sie eine Freilaufdiode (1N4007 oder 1N5819) über die Pumpendrähte: das gestreifte Ende (Kathode) an Pumpe +, das glatte Ende an Pumpe −.
- Hinweis: Halten Sie die Pumpe im Wasser, solange sie läuft.
ESP32 C3 Super Mini - Pumpendurchfluss-Code
Was mit der Pumpe passiert:
- 2 Sekunden voller Durchfluss, dann 2 Sekunden kein Durchfluss
- Danach wächst der Durchfluss in 10%-Schritten bis auf 100% und fällt wieder auf 0% zurück
- Bei sehr geringer Leistung kann eine kleine Pumpe kein Wasser mehr fördern. Das ist zu erwarten
Schnelle Schritte
- Verwenden Sie dieselbe Arduino-IDE- und Board-Einrichtung wie in den Relais-Quick-Steps
- Verbinden Sie Pumpe, MOSFET-Modul und 12V-Netzteil wie in der obigen Tabelle
- Laden Sie den Code auf den ESP32 C3 Super Mini hoch
- Versorgen Sie das Modul mit dem 12V-Netzteil
- Beobachten Sie, wie der Wasserstrahl größer und kleiner wird, und prüfen Sie den Seriellen Monitor (9600 Baud)
Tipp: Das funktioniert nur mit DC-Pumpen an einer Versorgung von etwa 6V oder mehr. Für eine AC-Pumpe verwenden Sie weiterhin das Relais.
Anwendungen und Projektideen
Dieser Aufbau zur Pumpensteuerung mit dem ESP32 C3 Super Mini kann in vielen spannenden DIY-Automatisierungsprojekten eingesetzt werden:
- Automatisiertes Aquarium: Wasserzirkulation und Filtersysteme per Timer steuern
- DIY-Bewässerungssystem: Pflanzen automatisch je nach Bodenfeuchtigkeit oder Zeitplan bewässern
- Kaffeemaschinen-Automatisierung: Eine programmierbare Espresso- oder Filterkaffeemaschine bauen
- Cocktailspender: Einen automatischen Barkeeper für Partys und Veranstaltungen erstellen
- Brunnensteuerung: Muster und Zeitsteuerung für dekorative Springbrunnen programmieren
- Hydroponik-System: Die Zirkulation der Nährlösung für den Indoor-Anbau steuern
Video-Tutorial
Sehen Sie sich das Video unten an, um eine visuelle Schritt-für-Schritt-Anleitung zu diesem Projekt zu erhalten.
Fordern Sie sich heraus
Bringen Sie Ihr Pumpensteuerungsprojekt mit dem ESP32 C3 Super Mini mit diesen Herausforderungen auf die nächste Stufe:
- Einfach: Ändern Sie den Code so, dass die EIN/AUS-Intervalle jeweils 10 Sekunden betragen
- Einfach: Fügen Sie eine LED-Anzeige hinzu, die leuchtet, wenn die Pumpe läuft
- Mittel: Fügen Sie einen Taster hinzu, um die Pumpe unabhängig vom Timer manuell zu starten/stoppen
- Mittel: Verwenden Sie einen Bodenfeuchtigkeitssensor, um die Pumpe nur bei trockenem Boden zu aktivieren
- Fortgeschritten: Erstellen Sie eine Weboberfläche, um die Pumpe über WLAN mit der integrierten Konnektivität des ESP32 aus der Ferne zu steuern
- Fortgeschritten: Bauen Sie ein vollständiges Bewässerungssystem mit mehreren Pumpen, die nach unterschiedlichen Zeitplänen gesteuert werden