Kuinka ohjata magneettiventtiiliä Arduinolla

Solenoidit ovat hyvin yleisesti käytettyjä toimilaitteita monissa prosessiautomaatiojärjestelmissä. Solenoidityyppejä on monenlaisia, esimerkiksi on olemassa magneettiventtiilejä, joita voidaan käyttää vesi- tai kaasuputkien avaamiseen tai sulkemiseen, ja on solenoidimäntäjä, joita käytetään tuottamaan lineaarista liikettä. Yksi hyvin yleinen solenoidin sovellus, jonka useimmat meistä olisivat kohdanneet, on ding-dong-ovikello. Ovikellossa on mäntätyyppinen solenoidikäämi, joka vaihtovirtalähteen virtalähteenä liikuttaa pientä tankoa ylös ja alas. Tämä sauva osuu solenoidin molemmille puolille asetettuihin metallilevyihin rauhoittavan ding-dong-äänen tuottamiseksi. Sitä käytetään myös käynnistiminä ajoneuvoissa tai venttiileinä RO- ja sprinklerijärjestelmissä.

Aikaisemmin rakennamme automaattisen vesiannostelijan käyttämällä Arduinoa ja Solenoidia, nyt opimme Solenoidin ohjauksen Arduinolla tarkemmin.

Kuinka magneettiventtiili toimii?

Solenoidi on laite, joka muuntaa sähköenergian mekaaniseksi energiaksi. Siinä on kela kääritty johtavan materiaalin päälle, tämä kokoonpano toimii sähkömagneettina. Sähkömagneetin etuna luonnolliseen magneettiin nähden on, että se voidaan kytkeä päälle tai pois päältä tarvittaessa kelaa virroittamalla. Siten kun kela on jännitteinen, niin nykypäivän lain mukaan virtaa johtavan johtimen ympärillä on magneettikenttä, koska johdin on kela, magneettikenttä on riittävän voimakas magnetisoimaan materiaalin ja luomaan lineaarisen liikkeen.

Toimintaperiaate on samanlainen kuin rele, sen sisällä on kela, joka jännitteeksi vetää johtavaa materiaalia (mäntää) sisälle sallien siten nestevirtauksen. Ja jännitteettömänä se työntää männän takaisin edelliseen asentoon jousen avulla ja estää jälleen nestevirtauksen.

Tämän prosessin aikana kela vetää suuren määrän virtaa ja tuottaa myös hystereesiongelman, joten solenoidikäämiä ei ole mahdollista ajaa suoraan logiikkapiirin läpi. Tässä käytetään 12 V: n magneettiventtiiliä, jota käytetään yleisesti nesteiden virtauksen hallintaan. Solenoidi vetää 700mA: n jatkuvan virran virran ollessa kytkettynä ja huippunsa lähes 1,2A, joten meidän on otettava nämä asiat huomioon suunniteltaessa magneettikäyttöpiiriä tälle nimenomaiselle magneettiventtiilille.

Tarvittavat komponentit

• Arduino UNO
• Magneettiventtiili
• IRF540 MOSFET
• Painike - 2 nen.
• Vastus (10k, 100k)
• Diodi - 1N4007
• Leipälauta
• Johtojen liittäminen

Piirikaavio

Arduino-ohjatun magneettiventtiilin kytkentäkaavio on annettu alla:

Ohjelmointikoodien selitys

Täydellinen koodi Arduino solenoidiventtiilin annetaan lopussa. Tässä selitämme koko ohjelmaa projektin toiminnan ymmärtämiseksi

Ensinnäkin olemme määritelleet digitaalisen nastan 9 solenoidin ulostuloksi ja digitaalisen nastan 2 ja 3 painikkeiden tulonastoiksi.

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

Kytke solenoidi päälle tai pois päältä nyt tyhjässä silmukassa digitaalisten nastojen 2 ja 3 tilan perusteella, jossa kaksi painonappia on kytketty solenoidin kytkemiseksi päälle ja pois päältä.

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

Magneettiventtiilin hallinta Arduinosta

Kun olet ladannut täydellisen koodin Arduinoon, voit kytkeä solenoidin päälle ja pois päältä kahden painikkeen avulla. LED on kiinnitetty myös solenoidilla osoitustarkoitusta varten. Täydellinen työvideo on tämän opetusohjelman lopussa.

Kun painiketta 1 painetaan, Arduino lähettää HIGH logiikkaa hilaliittimeen MOSFET IRF540, jotka on kytketty 9 ^{: nnen} pin Arduino. Koska IRF540 on N-kanavainen MOSFET, joten kun sen porttipääte saa KORKEAAN, se sallii virran virtauksen viemäristä lähteeseen ja kytkeä solenoidin päälle.

Vastaavasti, kun painamme painiketta 2, Arduino lähettää LOW-logiikan MOSFET IRF540 -portin päätelaitteelle, joka saa solenoidin sammumaan.

Jos haluat lisätietoja MOSFETien roolista solenoidin ajamisessa, voit tarkistaa solenoidin ohjainpiirin.