Kā kontrolēt elektromagnētisko vārstu ar Arduino

Solenoīdi ir ļoti bieži izmantoti izpildmehānismi daudzās procesu automatizācijas sistēmās. Ir daudz veidu solenoīdi, piemēram, ir elektromagnētiskie vārsti, kurus var izmantot ūdens vai gāzes cauruļvadu atvēršanai vai aizvēršanai, un ir elektromagnētiskie virzuļi, kurus izmanto lineāras kustības radīšanai. Viens ļoti izplatīts solenoīda pielietojums, ar kuru lielākā daļa no mums būtu saskārušies, ir ding-dong durvju zvans. Durvju zvana iekšpusē ir virzuļa tipa elektromagnētiskā spole, kas, darbojoties ar maiņstrāvas avotu, pārvietos nelielu stieni augšup un lejup. Šis stienis atsitīsies pret metāla plāksnēm, kas novietotas abās solenoīda pusēs, lai radītu nomierinošu ding dong skaņu. To lieto arī kā starterus transportlīdzekļos vai kā vārstu RO un sprinkleru sistēmās.

Iepriekš mēs uzbūvējām automātisku ūdens padeves ierīci, izmantojot Arduino un Solenoid, tagad mēs detalizētāk iemācīsimies kontrolēt Solenoid ar Arduino.

Kā darbojas elektromagnētiskais vārsts?

Solenoīds ir ierīce, kas pārveido elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā. Tam ir spole, kas uztīta virs vadoša materiāla, šī iekārta darbojas kā elektromagnēts. Elektromagnēta priekšrocība salīdzinājumā ar dabisko magnētu ir tā, ka to var ieslēgt vai izslēgt, ja nepieciešams, spolei strāvu dodot. Tādējādi, kad spole tiek barota, tad saskaņā ar mūsdienu likumiem strāvu vadošajam vadītājam ir magnētiskais lauks ap to, jo vadītājs ir spole, un magnētiskais lauks ir pietiekami spēcīgs, lai magnetizētu materiālu un radītu lineāru kustību.

Darbības princips ir līdzīgs relejam, tā iekšpusē ir spole, kas, barojoties ar strāvu, tajā ievelk vadošo materiālu (virzuli), tādējādi ļaujot plūst šķidrumam. Kad tas ir izslēgts, tas nospiež virzuli atpakaļ iepriekšējā pozīcijā, izmantojot atsperi, un atkal bloķē šķidruma plūsmu.

Šī procesa laikā spole piesaista lielu strāvas daudzumu, kā arī rada histerēzes problēmu, tāpēc nav iespējams vadīt solenoīda spoli tieši caur loģisko ķēdi. Šeit mēs izmantojam 12 V elektromagnētisko vārstu, ko parasti izmanto šķidrumu plūsmas kontrolei. Elektromagnēts piesaista nepārtrauktu 700mA strāvu, kad tas ir ieslēgts, un maksimums ir gandrīz 1,2A, tāpēc mums ir jāapsver šīs lietas, izstrādājot elektromagnēta vadītāja ķēdi šim konkrētajam solenoīda vārstam.

Nepieciešamās sastāvdaļas

• Arduino UNO
• Solenoīda vārsts
• IRF540 MOSFET
• Spiedpoga - 2 nos.
• Rezistors (10k, 100k)
• Diode - 1N4007
• Maizes dēlis
• Vadu savienošana

Ķēdes shēma

Arduino kontrolētā elektromagnētiskā vārsta shēmas shēma ir sniegta zemāk:

Programmēšanas koda skaidrojums

Pilnīgs kods Arduino solenoīda vārstu tiek dota beigās. Šeit mēs izskaidrojam visu programmu, lai saprastu projekta darbību

Pirmkārt, mēs esam definējuši digitālo tapu 9 kā izvadu solenoīdam un digitālo tapu 2 un 3 kā ievades tapas pogām.

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

Tagad tukšajā cilpā ieslēdziet vai izslēdziet solenoīdu, pamatojoties uz 2. un 3. digitālās tapas statusu, kur ir savienotas divas spiedpogas, lai ieslēgtu un izslēgtu solenoīdu.

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

Elektromagnētiskā vārsta vadība no Arduino

Pēc pilnīga koda augšupielādes Arduino jūs varēsiet ieslēgt un izslēgt solenoīdu ar divu spiedpogu palīdzību. Indikācijas nolūkā ar solenoīdu ir piestiprināta arī LED. Šīs apmācības beigās ir sniegts pilnīgs darba video.

Kad poga 1 tiek nospiesta, Arduino nosūtīt HIGH loģiku vārtu terminālim MOSFET IRF540, kas ir pieslēgts 9 ^th pin no Arduino. Tā kā IRF540 ir N kanāla MOSFET, tad, kad tā vārtu terminālis kļūst AUGSTS, tas ļauj strāvas plūsmai no kanalizācijas līdz avotam un ieslēdz solenoīdu.

Līdzīgi, nospiežot pogu 2, Arduino nosūta LOW loģiku uz MOSFET IRF540 vārtu termināli, kas solenoīdu izslēdz.

Lai uzzinātu vairāk par MOSFET lomu elektromagnēta vadīšanā, varat pārbaudīt solenoīda draivera shēmu.