Електромагнетно коло возача

Соленоиди су врло често коришћени актуатори у многим системима за аутоматизацију процеса. Постоје многе врсте електромагнета, на пример постоје магнетни вентили који се могу користити за отварање или затварање водоводних или гасоводних цевовода, а постоје и електромагнетни клипови који се користе за линеарно кретање. Једна врло честа примена соленоида на коју би већина нас наишла је звоно на вратима. Звоно на вратима има у себи магнетну завојницу клипног типа која ће, када се напаја из извора наизменичне струје, померати малу шипку горе-доле. Овај штап ће ударити у металне плоче постављене са обе стране соленоида да би произвео умирујући звук динг донг-а.

Иако постоји много врста магнетних механизама, најосновнија ствар остаје иста. Односно, има калем намотан преко металног (проводног) материјала. Када је калем под напоном, овај проводни материјал је подвргнут неком механичком кретању које се затим обрне кроз опругу или други механизам када се искључи. Будући да магнетни вентил укључује завојницу, они често троше велику количину струје због чега је обавезно имати неку врсту управљачког круга за његово управљање. У овом упутству научићемо како да направимо управљачки круг за управљање магнетним вентилом.

Потребни материјали

• Магнетни вентил
• 12В адаптер
• 7805 ИЦ регулатора
• ИРФ540Н МОСФЕТ
• Диода ИН4007
• 0.1уф Цапациоус
• Отпорници 1к и 10к
• Повезивање жица
• Бреадбоард

Шта је соленоид и како делује?

Соленоид је уређај који претвара електричну енергију у механичку. Има завојницу намотану на проводни материјал, ова поставка делује као електромагнет. Предност електромагнета у односу на природни магнет је у томе што се он може укључити или искључити по потреби напајањем завојнице. Према томе, када је завојница под напоном, према фарадејевом закону проводник струје има магнетно поље око себе, пошто је проводник калем, магнетно поље је довољно јако да магнетизује материјал и створи линеарно кретање.

Током овог процеса завојница црпи велику количину струје и такође ствара проблем хистерезе, па није могуће директно завојити магнетну завојницу путем логичког кола. Овде користимо магнетни вентил од 12 В који се обично користи за контролу протока течности. Соленоид повлачи непрекидну струју од 700мА када је под напоном и максимум од скоро 1,2А, тако да морамо узети у обзир ове ствари док дизајнирамо управљачки круг за овај магнетни вентил.

Кружни дијаграм

Комплетна шема кола за електромагнетно коло драјвера приказана је на доњој слици. Разумећемо зашто је тако дизајниран, једном након што погледамо комплетан круг.

Као што видите, склоп је врло једноставан и лаган за изградњу, па ово можемо да тестирамо помоћу мале везе са плочама. Соленоид се може једноставно укључити напајањем 12В преко његових терминала и искључити га искључивањем. Да бисмо управљали овим процесом укључивања и искључивања помоћу дигиталног кола, потребан нам је преклопни уређај попут МОСФЕТ-а, па је он важна компонента у овом колу. Следе параметри које морате проверити приликом избора МОСФЕТ-а.

Најнижи напонски ниво напона В _{ГС (тх)}: Ово је напон који се мора напајати на МОСФЕТ да би се укључио. Овде је гранична вредност напона 4В, а ми испоручујемо напон од 5В што је више него довољно за потпуно укључивање МОСФЕТ-а

Континуирана одводна струја: Непрекидна одводна струја је максимална струја којој се може дозволити да пролази кроз коло. Овде наш соленоид троши максималну вршну струју од 1,2А, а снага нашег МОСФЕТ-а је 10А при 5В Вгс. Дакле, више смо него сигурни са тренутном оценом МОСФЕТ-а. Увек се препоручује постојање неке горње граничне разлике између стварне вредности и називне вредности струје.

Отпор према извору одводног извора: Када је МОСФЕТ потпуно укључен, он има одређени отпор између одводног и изворног пина, тај отпор се назива као код отпора државе. Вредност овога би требало да буде што је могуће мања јер ће доћи до великог пада напона (закон ома) на пиновима што резултира недовољним напоном за укључивање соленоида. Вредност отпора на стању овде је само 0,077Ω.

Можете да погледате технички лист вашег МОСФЕТ-а ако дизајнирате склоп за неку другу електромагнетску апликацију. 7805 ИЦ линеарног регулатора користи се за претварање 12В улазног напајања у 5В, а овај напон се затим даје на запорни клин МОСФЕТ-а када се притисне прекидач преко отпорника за ограничавање струје од 1К. Када се прекидач не притисне, запорни клин се повлачи на земљу кроз 10к отпорник. Ово држи МОСФЕТ искљученим када прекидач није притиснут. На крају се додаје диода у паралелном смеру како би се спречило пражњење магнетне завојнице у струјни круг.

Рад круга електромагнетског возача

Сада када смо схватили како управљачки круг ради, дозволите да тестирамо коло градећи га на плочи за хлеб. Користио сам адаптер од 12 В за напајање и моје постављање хардвера изгледа отприлике овако када је завршено.

Када се притисне прекидач између, напајање + 5В се испоручује на МОСФЕТ и он укључује соленоид. Када се прекидач поново притисне, он одваја напајање + 5В на МОСФЕТ и соленоид се враћа у искључено стање. Укључивање и искључивање соленоида може се приметити по звуку шкљоцања, али да би то било мало занимљивије, спојио сам магнетни вентил на водоводну цев. Подразумевано када је соленоид искључен, вредност је затворена и због тога вода не излази преко другог краја. Тада када се соленоид укључи, вредност се отвара и вода истиче. Рад се може приказати на видео снимку испод.

Надам се да сте разумели пројекат и уживали сте у његовој изради, ако сте имали било каквих проблема, слободно их објавите у одељку за коментаре или користите форум за техничку помоћ.