Litar pemacu solenoid

Solenoid adalah penggerak yang biasa digunakan dalam banyak sistem automasi proses. Terdapat banyak jenis solenoid, misalnya ada katup solenoid yang dapat digunakan untuk membuka atau menutup saluran paip air atau gas dan ada pelocok solenoid yang digunakan untuk menghasilkan gerakan linier. Salah satu aplikasi solenoid yang paling biasa dijumpai oleh kita adalah loceng pintu ding-dong. Loceng Pintu mempunyai gegelung solenoid jenis pelocok di dalamnya, yang apabila digerakkan oleh sumber kuasa AC akan menggerakkan batang kecil ke atas dan ke bawah. Batang ini akan memukul plat logam yang diletakkan di kedua sisi solenoid untuk menghasilkan bunyi ding dong yang menenangkan.

Walaupun terdapat banyak jenis mekanisme solenoid, perkara yang paling asas tetap sama. Iaitu, ia mempunyai luka gegelung di atas bahan logam (konduktif). Apabila gegelung dihidupkan, bahan konduktif ini mengalami pergerakan mekanikal yang kemudian diterbalikkan melalui pegas atau mekanisme lain apabila dinyahaktifkan. Oleh kerana solenoid melibatkan gegelung, mereka sering menggunakan sejumlah besar arus sehingga mewajibkan memiliki beberapa jenis litar pemandu untuk mengendalikannya. Dalam tutorial ini kita akan belajar bagaimana membina litar pemacu untuk mengawal injap Solenoid.

Bahan yang Diperlukan

• Injap solenoid
• Penyesuai 12V
• 7805 IC Pengatur
• IRF540N MOSFET
• Diod IN4007
• 0.1uf Berkemampuan
• Perintang 1k dan 10k
• Menyambung wayar
• Papan roti

Apa itu Solenoid dan bagaimana ia berfungsi?

Solenoid adalah peranti yang menukar tenaga elektrik menjadi tenaga mekanikal. Ia mempunyai luka gegelung di atas bahan konduktif, penyediaan ini bertindak sebagai elektromagnet. Kelebihan elektromagnet daripada magnet semula jadi ialah ia dapat dihidupkan atau dimatikan apabila diperlukan dengan memberi tenaga pada gegelung. Oleh itu, apabila gegelung diaktifkan, maka menurut undang-undang semasa konduktor yang membawa arus mempunyai medan magnet di sekelilingnya, kerana konduktor adalah gegelung medan magnet cukup kuat untuk memagnetkan bahan dan membuat gerakan linier.

Semasa proses ini gegelung menarik sejumlah besar arus dan juga menghasilkan masalah histeresis, oleh itu tidak mustahil untuk menggerakkan gegelung Solenoid secara langsung melalui litar logik. Di sini kita menggunakan injap solenoid 12V yang biasanya digunakan dalam mengawal aliran cecair. Solenoid menarik arus berterusan 700mA ketika diaktifkan dan puncak hampir 1.2A jadi kita harus mempertimbangkan perkara-perkara ini semasa merancang litar pemacu untuk injap Solenoid ini.

Rajah Litar

Gambarajah litar lengkap untuk litar pemacu Solenoid ditunjukkan dalam gambar di bawah. Kami akan memahami mengapa ia dirancang sedemikian, setelah melihat litar lengkap.

Seperti yang anda lihat, litarnya sangat mudah dan senang dibina, oleh itu kita boleh mengujinya menggunakan sambungan papan roti kecil. Solenoid boleh dihidupkan dengan kuasa 12V di terminal dan dimatikan dengan mematikannya. Untuk mengawal proses hidup dan mati ini menggunakan litar digital, kita memerlukan alat pensuisan seperti MOSFET dan dengan itu ia adalah komponen penting dalam litar ini. Berikut adalah parameter yang perlu anda periksa semasa memilih MOSFET.

Voltan Ambang Sumber Gerbang V _{GS (th)}: Ini adalah voltan yang perlu dibekalkan kepada MOSFET untuk menghidupkannya. Di sini nilai voltan ambang adalah 4V dan kami membekalkan voltan 5V yang lebih dari cukup untuk menghidupkan MOSFET sepenuhnya

Arus Saliran Berterusan: Arus saliran berterusan adalah arus maksimum yang boleh dibiarkan mengalir melalui litar. Di sini solenoid kami menggunakan arus puncak maksimum 1.2A dan penarafan MOSFET kami adalah 10A pada 5V Vgs. Oleh itu, kita lebih selamat dengan penilaian MOSFET terkini. Selalu disarankan untuk mempunyai beberapa perbezaan marginal atas antara nilai sebenar dan nilai arus.

Rintangan Terhadap Keadaan Drain-Sumber: Apabila MOSFET dihidupkan sepenuhnya ia mempunyai beberapa rintangan antara pin Saliran dan Sumber, rintangan ini disebut seperti pada keadaan rintangan. Nilai ini harus serendah mungkin, akan berlaku penurunan voltan yang besar (hukum ohm) di seluruh pin sehingga voltan tidak mencukupi untuk Solenoid dihidupkan. Nilai rintangan keadaan di sini hanya 0.077Ω.

Anda boleh melihat lembar data MOSFET anda jika anda merancang litar untuk beberapa aplikasi Solenoid lain. IC 7805 Linear Regulator digunakan untuk menukar bekalan input 12V ke 5V, voltan ini kemudian diberikan kepada pin Gerbang MOSFET ketika suis ditekan walaupun 1K arus menghadkan perintang. Apabila suis tidak ditekan, pin pintu ditarik ke bawah melalui Perintang 10k. Ini menjadikan MOSFET dimatikan apabila suis tidak ditekan. Akhirnya dioda ditambahkan dalam arah anti-selari untuk mengelakkan gegelung solenoid daripada keluar ke litar kuasa.

Mengendalikan Litar Pemacu Solenoid

Sekarang kita telah memahami bagaimana litar Pemandu berfungsi menguji litar dengan membinanya di papan roti. Saya telah menggunakan penyesuai 12V untuk bekalan kuasa dan persediaan perkakasan saya kelihatan seperti ini apabila selesai.

Apabila suis di antara ditekan, bekalan + 5V diberikan ke MOSFET dan ia menghidupkan Solenoid. Apabila suis ditekan sekali lagi ia memutuskan bekalan + 5V ke MOSFET dan solenoid kembali ke keadaan mati. Menghidupkan dan mematikan solenoid dapat diperhatikan dengan bunyi mengklik yang dibuatnya, tetapi untuk menjadikannya lebih menarik, saya telah menghubungkan injap solenoid ke paip air. Secara lalai ketika solenoid dimatikan nilainya ditutup dan oleh itu tidak ada air yang keluar melalui hujung yang lain. Kemudian apabila solenoid dihidupkan nilainya terbuka dan air mengalir keluar. Hasil kerja dapat dilihat dalam video di bawah.

Mudah-mudahan anda memahami projek ini dan menikmati pembangunannya, jika anda menghadapi masalah maka sila hantarkannya di bahagian komen atau gunakan forum untuk bantuan teknikal.