Solenoido tvarkyklės grandinė

Solenoidai yra labai dažnai naudojami pavaros daugelyje procesų automatikos sistemų. Yra daugybė solenoidų tipų, pavyzdžiui, yra elektromagnetinių vožtuvų, kurie gali būti naudojami atidarant ar uždarant vandens ar dujų vamzdynų linijas, ir yra elektromagnetinių stūmoklių, kurie naudojami tiesiniam judėjimui sukelti. Vienas labai dažnas solenoido pritaikymas, su kuriuo susidūrėme dauguma iš mūsų, yra „ding-dong“ durų varpas. Durų varpo viduje yra stūmoklio tipo elektromagnetinė ritė, kuri, įjungus kintamosios srovės maitinimo šaltinį, judės mažu strypu aukštyn ir žemyn. Šis strypas pataikys į metalines plokštes, išdėstytas abiejose solenoido pusėse, kad gautų raminantį ding dong garsą.

Nors yra daugybė elektromagnetinių mechanizmų tipų, pats pagrindinis dalykas išlieka tas pats. Tai yra, ji turi ritę, suvyniotą virš metalinės (laidžios) medžiagos. Įjungus ritę, ši laidžioji medžiaga yra veikiama tam tikru mechaniniu judesiu, kuri po to, kai ji yra išjungta, apsisuka per spyruoklę ar kitą mechanizmą. Kadangi solenoidas apima ritę, jie dažnai sunaudoja daug srovės, todėl jį valdyti yra privaloma tam tikros rūšies tvarkyklės grandinė. Šioje pamokoje sužinosime, kaip sukurti vairuotojo grandinę valdyti elektromagnetinį vožtuvą.

Reikalingos medžiagos

• Solenoidinis vožtuvas
• 12 V adapteris
• 7805 reguliatoriaus IC
• IRF540N MOSFET
• Diodas IN4007
• 0.1uf talpus
• 1k ir 10k rezistoriai
• Jungiamieji laidai
• Bandomoji Lenta

Kas yra solenoidas ir kaip jis veikia?

Solenoidas yra įtaisas, kuris paverčia elektros energiją mechanine. Ji turi ritę, suvyniotą virš laidžios medžiagos, ši sąranka veikia kaip elektromagnetas. Elektromagneto pranašumas prieš natūralų magnetą yra tas, kad jį galima įjungti arba išjungti, kai to reikia, įjungiant ritę. Taigi, kai ritė yra įtampa, tada pagal papročių įstatymą srovės laidininkas aplink jį turi magnetinį lauką, nes laidininkas yra ritė, todėl magnetinis laukas yra pakankamai stiprus, kad įmagnetintų medžiagą ir sukurtų tiesinį judėjimą.

Šio proceso metu ritė pritraukia daug srovės ir taip pat sukelia histerezės problemą, todėl neįmanoma tiesiogiai valdyti solenoido ritės per loginę grandinę. Čia mes naudojame 12 V elektromagnetinį vožtuvą, kuris paprastai naudojamas kontroliuojant skysčių srautą. Įjungus elektromagnetą, pastovus 700mA srovės stipris ir beveik 1,2A smailė, todėl mes turime atsižvelgti į šiuos dalykus, projektuodami šio konkretaus elektromagnetinio vožtuvo tvarkyklę.

Grandinės schema

Visa solenoido tvarkyklės grandinės schema parodyta paveikslėlyje žemiau. Kodėl taip suprojektuota, suprasime kartą apžvelgę ​​visą grandinę.

Kaip matote, grandinė yra labai paprasta ir lengvai pastatoma, todėl mes galime tai išbandyti naudodami mažą duonos lentos jungtį. Elektromagnetą galima paprasčiausiai įjungti maitinant 12 V visais jo gnybtais ir išjungti jį išjungus. Norint valdyti šį įjungimo ir išjungimo procesą naudojant skaitmeninę grandinę, mums reikia jungiklio, pvz., MOSFET, taigi jis yra svarbus šios grandinės komponentas. Toliau pateikiami parametrai, kuriuos turite patikrinti pasirinkdami MOSFET.

Vartų šaltinio slenksčio įtampa V _{GS (th)}: Tai yra įtampa, kurią reikia tiekti MOSFET, kad ji būtų įjungta. Čia ribinė įtampos vertė yra 4 V, o mes tiekiame 5 V įtampą, kurios yra daugiau nei pakankamai, kad visiškai įjungtumėte MOSFET

Nuolatinė drenažo srovė: nuolatinė drenažo srovė yra didžiausia srovė, kuriai galima leisti tekėti per grandinę. Čia mūsų solenoidas sunaudoja maksimalią maksimalią srovę 1,2A, o mūsų MOSFET reitingas yra 10A esant 5V Vgs. Taigi mums yra daugiau nei saugu dėl dabartinio MOSFET įvertinimo. Visada rekomenduojama turėti tam tikrą viršutinį ribinį skirtumą tarp faktinės vertės ir vardinės srovės vertės.

Drenažo šaltinio pasipriešinimas būsenoje : kai MOSFET yra visiškai įjungtas, jis turi tam tikrą atsparumą tarp drenažo ir šaltinio kaiščio, šis atsparumas vadinamas kaip valstybės atsparumas. Tai turėtų būti kuo mažesnė, nes kituose kaiščiuose bus didžiulis įtampos kritimas (omų dėsnis), dėl kurio nepakaks įtampos, kad solenoidas įsijungtų. Būklės varžos vertė čia yra tik 0,077Ω.

Jei planuojate schemą kitai „Solenoid“ programai, galite pažvelgti į savo MOSFET duomenų lapą. 7805 linijinio reguliatoriaus IC yra naudojamas 12V įėjimo maitinimo šaltiniui paversti 5V. Ši įtampa tada suteikiama MOSFET vartų kaiščiui, kai jungiklis paspaudžiamas per 1K srovės ribotuvą. Kai jungiklis nėra paspaustas, vartų kaištis per 10k rezistorių ištraukiamas į žemę. Taip MOSFET bus išjungtas, kai jungiklis nebus paspaustas. Galiausiai diodas pridedamas priešinga kryptimi, kad būtų išvengta elektromagnetinės ritės išmetimo į maitinimo grandinę.

Elektromagnetinės tvarkyklės grandinės darbas

Dabar, kai supratome, kaip veikia vairuotojo grandinė, galima išbandyti grandinę pastatant ją ant duonos lentos. Maitinimo šaltiniams naudojau 12 V adapterį, o mano aparatūros sąranka atrodo maždaug taip, kai bus baigta.

Paspaudus jungiklį tarp MOSFET tiekiamas + 5 V maitinimas ir jis įjungia solenoidą. Dar kartą paspaudus jungiklį, jis atjungia + 5 V maitinimą iš MOSFET ir solenoidas grįžta į išjungtą būseną. Įjungiant ir išjungiant elektromagnetą galima pastebėti jo skleidžiamą garsą, tačiau tam, kad būtų kiek įdomiau, elektromagnetinį vožtuvą prijungiau prie vandens vamzdžio. Pagal numatytuosius nustatymus, kai solenoidas yra išjungtas, vertė yra uždaryta, taigi vanduo nepatenka per kitą galą. Tada įjungus elektromagnetą, vertė atsidaro ir vanduo teka. Darbą galima vizualizuoti žemiau esančiame vaizdo įraše.

Tikiuosi, kad supratote projektą ir patiko jį kurti, jei susidūrėte su kokia nors problema, nedvejodami paskelbkite juos komentarų skyriuje arba naudokite forumą techninei pagalbai.