- Wie funktioniert ein Magnetventil?
- Erforderliche Komponenten
- Schaltplan
- Erklärung des Programmiercodes
- Steuerung eines Magnetventils von einem Arduino aus
Magnetspulen sind in vielen Prozessautomatisierungssystemen sehr häufig verwendete Aktuatoren. Es gibt viele Arten von Magneten, zum Beispiel Magnetventile, mit denen Wasser- oder Gasleitungen geöffnet oder geschlossen werden können, und Magnetkolben, mit denen lineare Bewegungen erzeugt werden. Eine sehr häufige Anwendung von Magneten, auf die die meisten von uns gestoßen wären, ist die Klingel. In der Türklingel befindet sich eine kolbenartige Magnetspule, die bei Erregung durch eine Wechselstromquelle eine kleine Stange auf und ab bewegt. Diese Stange trifft auf die Metallplatten auf beiden Seiten des Magneten, um den beruhigenden Ding-Dong-Klang zu erzeugen. Es wird auch als Starter in Fahrzeugen oder als Ventil in RO- und Sprinkleranlagen eingesetzt.
Wir haben zuvor einen automatischen Wasserspender mit Arduino und Solenoid gebaut. Jetzt lernen wir die Steuerung von Solenoid mit Arduino genauer kennen.Wie funktioniert ein Magnetventil?
Ein Magnet ist ein Gerät, das elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Es hat eine Spule, die über ein leitfähiges Material gewickelt ist. Dieser Aufbau wirkt als Elektromagnet. Der Vorteil eines Elektromagneten gegenüber einem natürlichen Magneten besteht darin, dass er bei Bedarf durch Erregen der Spule ein- oder ausgeschaltet werden kann. Wenn also die Spule erregt wird, ist nach dem heutigen Gesetz der stromführende Leiter von einem Magnetfeld umgeben, da der Leiter eine Spule ist, ist das Magnetfeld stark genug, um das Material zu magnetisieren und eine lineare Bewegung zu erzeugen.
Das Funktionsprinzip ähnelt dem Relais, es enthält eine Spule, die bei Erregung das leitende Material (den Kolben) in sich zieht und so den Flüssigkeitsfluss ermöglicht. Und wenn er nicht mit Strom versorgt wird, drückt er den Kolben mithilfe der Feder in die vorherige Position zurück und blockiert erneut den Flüssigkeitsfluss.
Während dieses Vorgangs zieht die Spule eine große Strommenge und erzeugt auch ein Hystereseproblem, daher ist es nicht möglich, eine Magnetspule direkt über eine Logikschaltung anzutreiben. Hier verwenden wir ein 12-V-Magnetventil, das üblicherweise zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses verwendet wird. Der Magnet zieht unter Spannung einen Dauerstrom von 700 mA und einen Spitzenwert von fast 1,2 A. Daher müssen wir diese Punkte bei der Auslegung der Magnet-Treiberschaltung für dieses spezielle Magnetventil berücksichtigen.
Erforderliche Komponenten
- Arduino UNO
- Magnetventil
- IRF540 MOSFET
- Druckknopf - 2 Nr.
- Widerstand (10k, 100k)
- Diode - 1N4007
- Steckbrett
- Kabel anschließen
Schaltplan
Der Schaltplan für das Arduino-gesteuerte Magnetventil ist unten angegeben:
Erklärung des Programmiercodes
Der vollständige Code für das Arduino-Magnetventil ist am Ende angegeben. Hier erklären wir das gesamte Programm, um die Arbeitsweise des Projekts zu verstehen
Zunächst haben wir den digitalen Pin 9 als Ausgang für den Magneten und den digitalen Pin 2 und 3 als Eingangspins für die Tasten definiert.
void setup () { pinMode (9, OUTPUT); pinMode (2, INPUT); pinMode (3, INPUT); }}
Nun in Hohlraumschleife ein- oder ausgeschaltet das Solenoid basierend auf dem Status des Digitalstifts 2 und 3, in die zwei Druckknöpfe verbunden sind, ein und aus der Magnetspule einzuschalten.
void loop () { if (digitalRead (2) == HIGH) { digitalWrite (9, HIGH); Verzögerung (1000); } else if (digitalRead (3) == HIGH) { digitalWrite (9, LOW); Verzögerung (1000); } }
Steuerung eines Magnetventils von einem Arduino aus
Nachdem Sie den vollständigen Code in das Arduino hochgeladen haben, können Sie den Magneten mit Hilfe von zwei Drucktasten ein- und ausschalten. Zu Anzeigezwecken ist auch eine LED mit Magnet angebracht. Komplette Arbeits Video wird am Ende dieses Tutorials gegeben.
Wenn die Taste 1 gedrückt wird, senden Arduino HIGH - Logik zum Gate - Anschluss des MOSFET IRF540, verbunden auf den 9 - ten Stift des Arduino. Da der IRF540 ein N-Kanal-MOSFET ist, ermöglicht er, wenn sein Gate-Anschluss HIGH wird, den Stromfluss vom Drain zur Source und schaltet den Magneten ein.
In ähnlicher Weise sendet Arduino beim Drücken der Taste 2 eine LOW-Logik an den Gate-Anschluss des MOSFET IRF540, wodurch der Magnet ausgeschaltet wird.
Um mehr über die Rolle von MOSFETs beim Ansteuern des Solenoids zu erfahren, können Sie die Solenoidtreiberschaltung überprüfen.