Cách điều khiển van điện từ với arduino

Solenoid là bộ truyền động được sử dụng rất phổ biến trong nhiều hệ thống tự động hóa quy trình. Có nhiều loại điện từ, ví dụ, có van điện từ có thể được sử dụng để mở hoặc đóng các đường ống dẫn nước hoặc khí và có các pít tông điện từ được sử dụng để tạo ra chuyển động thẳng. Một ứng dụng rất phổ biến của điện từ mà hầu hết chúng ta đã từng đi qua là chuông cửa ding-dong. Chuông cửa có một cuộn dây điện từ kiểu pít tông bên trong nó, khi được cung cấp năng lượng bởi nguồn điện xoay chiều sẽ di chuyển một thanh nhỏ lên xuống. Thanh này sẽ va vào các tấm kim loại đặt ở hai bên của bộ điện từ để tạo ra âm thanh ding dong êm dịu. Nó cũng được sử dụng làm bộ khởi động trong xe cộ hoặc như một van trong hệ thống RO và hệ thống phun nước.

Trước đây chúng ta đã xây dựng một bộ phân phối nước tự động bằng Arduino và Solenoid, bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu cách điều khiển Solenoid với Arduino một cách chi tiết hơn.

Làm thế nào để một van điện từ hoạt động?

Điện từ là một thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Nó có một cuộn dây quấn trên một vật liệu dẫn điện, thiết lập này hoạt động như một nam châm điện. Ưu điểm của nam châm điện so với nam châm tự nhiên là nó có thể được bật hoặc tắt khi có yêu cầu bằng cách cung cấp năng lượng cho cuộn dây. Vì vậy, khi cuộn dây được cung cấp năng lượng thì theo định luật faradays, dây dẫn mang dòng điện sẽ có từ trường xung quanh nó, vì dây dẫn là một cuộn dây nên từ trường đủ mạnh để từ hóa vật liệu và tạo ra chuyển động thẳng.

Nguyên lý hoạt động tương tự như rơ le, bên trong nó có một cuộn dây, khi được cấp điện sẽ kéo vật liệu dẫn điện (pít-tông) vào bên trong, từ đó cho phép chất lỏng chảy qua. Và khi bị khử năng lượng, nó sẽ đẩy piston trở lại vị trí cũ bằng cách sử dụng lò xo và lại chặn dòng chất lỏng.

Trong quá trình này, cuộn dây hút một lượng lớn dòng điện và cũng tạo ra sự cố trễ, do đó không thể điều khiển cuộn dây Solenoid trực tiếp qua mạch logic. Ở đây chúng tôi đang sử dụng van điện từ 12V thường được sử dụng để kiểm soát dòng chảy của chất lỏng. Solenoid tạo ra một dòng điện liên tục 700mA khi được cung cấp năng lượng và đỉnh gần 1.2A vì vậy chúng ta phải xem xét những điều này khi thiết kế mạch điều khiển điện từ cho van Solenoid cụ thể này.

Thành phần bắt buộc

• Arduino UNO
• Van điện từ
• IRF540 MOSFET
• Nút bấm - 2 số.
• Điện trở (10k, 100k)
• Diode - 1N4007
• Breadboard
• Kết nối dây

Sơ đồ mạch

Sơ đồ mạch cho van điện từ điều khiển Arduino được đưa ra dưới đây:

Giải thích mã lập trình

Các mã hoàn chỉnh cho Arduino van điện từ được đưa ra ở cuối. Ở đây chúng tôi đang giải thích chương trình hoàn chỉnh để hiểu hoạt động của dự án

Đầu tiên, chúng tôi đã xác định chân kỹ thuật số 9 là đầu ra cho điện từ và chân kỹ thuật số 2 và 3 là chân đầu vào cho các nút.

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

Bây giờ trong vòng lặp vô hiệu, bật hoặc tắt bộ điện từ dựa trên trạng thái của chân số 2 và 3, nơi hai nút nhấn được kết nối để bật và tắt bộ điện từ.

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

Điều khiển van điện từ từ Arduino

Sau khi tải lên mã hoàn chỉnh vào Arduino, bạn sẽ có thể bật và tắt bộ điện từ với sự trợ giúp của hai nút nhấn. Một đèn LED cũng được gắn với điện từ cho mục đích chỉ dẫn. Video làm việc hoàn chỉnh được đưa ra ở cuối hướng dẫn này.

Khi nhấn nút 1, Arduino gửi logic CAO đến cực cổng của MOSFET IRF540, được kết nối trên chân ^thứ 9 của Arduino. Vì IRF540 là MOSFET kênh N, vì vậy khi cực cổng của nó ở mức CAO, nó cho phép dòng điện từ cống đến nguồn và bật điện từ.

Tương tự, khi chúng ta nhấn nút 2, Arduino sẽ gửi một logic LOW tới cực cổng của MOSFET IRF540, điều này làm cho bộ điện từ tắt.

Để tìm hiểu thêm về vai trò của MOSFET trong việc điều khiển điện từ, bạn có thể kiểm tra mạch trình điều khiển điện từ.