- Hoe werkt een magneetventiel?
- Componenten vereist
- Schakelschema
- Programmeercode Uitleg
- Een magneetventiel besturen vanaf een Arduino
Solenoïden zijn veel gebruikte actuatoren in veel procesautomatiseringssystemen. Er zijn veel soorten solenoïde, er zijn bijvoorbeeld elektromagnetische kleppen die kunnen worden gebruikt om water- of gasleidingen te openen of te sluiten en er zijn elektromagnetische plunjers die worden gebruikt om lineaire beweging te produceren. Een veel voorkomende toepassing van solenoïde die de meesten van ons zouden zijn tegengekomen, is de ding-dong deurbel. De deurbel heeft een solenoïdespoel van het plunjertype erin, die bij bekrachtiging door een wisselstroombron een staafje op en neer beweegt. Deze staaf zal de metalen platen aan weerszijden van de solenoïde raken om het rustgevende ding-dong-geluid te produceren. Het wordt ook gebruikt als starters in voertuigen of als klep in RO- en sprinklerinstallaties.
We hebben eerder een automatische waterdispenser gebouwd met Arduino en Solenoid, nu zullen we de besturing van Solenoid met Arduino in meer detail leren .Hoe werkt een magneetventiel?
Een solenoïde is een apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische energie. Het heeft een spoel gewikkeld over een geleidend materiaal, deze opstelling werkt als een elektromagneet. Het voordeel van een elektromagneet ten opzichte van een natuurlijke magneet is dat deze kan worden in- of uitgeschakeld wanneer dat nodig is door de spoel van stroom te voorzien. Dus wanneer de spoel wordt bekrachtigd, heeft de stroomvoerende geleider volgens de wet van Faradays een magnetisch veld eromheen, aangezien de geleider een spoel is, is het magnetische veld sterk genoeg om het materiaal te magnetiseren en een lineaire beweging te creëren.
Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met het relais, het heeft een spoel erin, die bij activering het geleidende materiaal (zuiger) naar binnen trekt, waardoor de vloeistof kan stromen. En wanneer hij spanningsloos is, duwt hij de zuiger terug in de vorige positie met behulp van de veer en blokkeert hij opnieuw de vloeistofstroom.
Tijdens dit proces trekt de spoel een grote hoeveelheid stroom en veroorzaakt hij ook een hystereseprobleem, daarom is het niet mogelijk om een solenoïdespoel rechtstreeks door een logisch circuit te sturen. Hier gebruiken we een 12V-magneetklep die vaak wordt gebruikt bij het regelen van de vloeistofstroom. De solenoïde trekt een continue stroom van 700 mA wanneer deze wordt bekrachtigd en een piek van bijna 1,2 A, dus we moeten met deze dingen rekening houden bij het ontwerpen van het solenoïde-stuurcircuit voor deze specifieke magneetklep.
Componenten vereist
- Arduino UNO
- Magneetventiel
- IRF540 MOSFET
- Drukknop - 2 nrs.
- Weerstand (10k, 100k)
- Diode - 1N4007
- Breadboard
- Verbindingsdraden
Schakelschema
Het schakelschema voor een Arduino-gestuurde magneetklep wordt hieronder gegeven:
Programmeercode Uitleg
De volledige code voor de Arduino-magneetklep wordt aan het einde gegeven. Hier leggen we het volledige programma uit om de werking van het project te begrijpen
Ten eerste hebben we digitale pin 9 gedefinieerd als uitgang voor de solenoïde en digitale pin 2 en 3 als ingangspennen voor knoppen.
void setup () { pinMode (9, OUTPUT); pinMode (2, INPUT); pinMode (3, INPUT); }
Schakel nu in de lege lus de solenoïde in of uit op basis van de status van digitale pin 2 en 3, waar twee drukknoppen zijn aangesloten om de solenoïde in en uit te schakelen.
void loop () { if (digitalRead (2) == HIGH) { digitalWrite (9, HIGH); vertraging (1000); } else if (digitalRead (3) == HIGH) { digitalWrite (9, LOW); vertraging (1000); } }
Een magneetventiel besturen vanaf een Arduino
Nadat u de volledige code in de Arduino hebt geüpload, kunt u de solenoïde in- en uitschakelen met behulp van twee drukknoppen. Een LED is ook bevestigd met een solenoïde voor indicatiedoeleinden. Compleet werkende video wordt gegeven aan het einde van deze tutorial.
Wanneer toets 1 drukt, Arduino stuurt een HOOG logische gate van de MOSFET IRF540, aangesloten op de 9 e pin van de Arduino. Omdat IRF540 een N-kanaal MOSFET is, dus wanneer de poortaansluiting HOOG wordt, laat het de stroom van afvoer naar bron stromen en wordt de solenoïde ingeschakeld.
Evenzo, wanneer we op knop 2 drukken, stuurt Arduino een LAGE logica naar de gate-aansluiting van de MOSFET IRF540 waardoor de solenoïde wordt uitgeschakeld.
Voor meer informatie over de rol van MOSFET's bij het aandrijven van de solenoïde, kunt u het solenoïde-stuurcircuit controleren.