Jak ovládat elektromagnetický ventil pomocí Arduina

Solenoidy jsou velmi běžně používané akční členy v mnoha systémech automatizace procesů. Existuje mnoho typů solenoidů, například existují solenoidové ventily, které lze použít k otevření nebo zavření vodovodního nebo plynového potrubí, a existují solenoidové písty, které se používají k výrobě lineárního pohybu. Jednou z velmi běžných aplikací solenoidu, s nimiž by se většina z nás setkala, je zvonek ding-dong. Zvonek dveří má uvnitř cívku solenoidové cívky plunžrového typu, která při napájení ze zdroje střídavého proudu bude pohybovat malou tyč nahoru a dolů. Tato tyč zasáhne kovové desky umístěné na obou stranách solenoidu a vytvoří uklidňující zvuk ding dong. Používá se také jako spouštěč ve vozidlech nebo jako ventil v systémech RO a sprinklerů.

Dříve jsme stavěli automatický dávkovač vody pomocí Arduina a Solenoidu, nyní se podrobněji naučíme ovládání Solenoidu pomocí Arduina.

Jak funguje elektromagnetický ventil?

Solenoid je zařízení, které přeměňuje elektrickou energii na energii mechanickou. Má cívku navinutou na vodivý materiál, toto zařízení funguje jako elektromagnet. Výhodou elektromagnetu oproti přirozenému magnetu je, že jej lze v případě potřeby zapnout nebo vypnout napájením cívky. Když je tedy cívka pod napětím, pak podle dřívějších zákonů má vodič nesoucí proud kolem sebe magnetické pole, protože vodičem je cívka, magnetické pole je dostatečně silné, aby magnetizovalo materiál a vytvořilo lineární pohyb.

Princip činnosti je podobný relé, má uvnitř cívku, která při napájení přitáhne vodivý materiál (píst) dovnitř a umožní tak proudění kapaliny. A bez napětí zatlačí píst zpět do předchozí polohy pomocí pružiny a znovu zablokuje tok kapaliny.

Během tohoto procesu cívka odebírá velké množství proudu a také vytváří problém s hysterezí, proto není možné řídit solenoidovou cívku přímo logickým obvodem. Zde používáme elektromagnetický ventil 12V, který se běžně používá k řízení toku kapalin. Solenoid odebírá nepřetržitý proud 700 mA, když je pod napětím, a špičku téměř 1,2 A, takže při navrhování obvodu budiče solenoidu pro tento konkrétní solenoidový ventil musíme tyto věci vzít v úvahu.

Požadované komponenty

• Arduino UNO
• Elektromagnetický ventil
• IRF540 MOSFET
• Tlačítko - 2 nos.
• Rezistor (10k, 100k)
• Dioda - 1N4007
• Nepájivá deska
• Připojení vodičů

Kruhový diagram

Schéma zapojení solenoidového ventilu ovládaného Arduino je uvedeno níže:

Vysvětlení programovacího kódu

Kompletní kód pro elektromagnetický ventil Arduino je uveden na konci. Zde vysvětlujeme kompletní program, abychom porozuměli fungování projektu

Nejprve jsme definovali digitální pin 9 jako výstup pro solenoid a digitální pin 2 a 3 jako vstupní piny pro tlačítka.

void setup () { pinMode (9, OUTPUT); pinMode (2, VSTUP); pinMode (3, VSTUP); }

Nyní ve smyčce neplatnosti zapněte nebo vypněte solenoid na základě stavu digitálního kolíku 2 a 3, kde jsou připojena dvě tlačítka pro zapnutí a vypnutí solenoidu.

void loop () { if (digitalRead (2) == HIGH) { digitalWrite (9, HIGH); zpoždění (1000); } else if (digitalRead (3) == HIGH) { digitalWrite (9, LOW); zpoždění (1000); } }

Ovládání solenoidového ventilu z Arduina

Po nahrání celého kódu do Arduina budete moci solenoid zapínat a vypínat pomocí dvou tlačítek. K indikaci je také připojena LED s elektromagnetem. Kompletní pracovní video je uvedeno na konci tohoto tutoriálu.

Po stisknutí tlačítka 1, Arduino poslat HIGH logiku brány terminálu MOSFET IRF540, připojeného na 9. ^ročník čep Arduino. Protože IRF540 je N-kanálový MOSFET, takže když se jeho hradlový terminál dostane na VYSOKÝ, umožňuje tok proudu z odtoku ke zdroji a zapne solenoid.

Podobně, když stiskneme tlačítko 2, Arduino pošle logiku LOW na bránu terminálu MOSFET IRF540, což způsobí vypnutí solenoidu.

Chcete-li se dozvědět více o roli MOSFETů při řízení solenoidu, můžete zkontrolovat obvod budiče solenoidu.