电磁阀是许多过程自动化系统中非常常用的执行器。电磁阀的类型有很多种,例如可用于打开或关闭水管或燃气管的电磁阀,以及用于产生线性运动的电磁柱塞。我们大多数人都会遇到的一个非常常见的电磁阀应用是叮咚门铃。门铃内部有一个柱塞式螺线管,当施加交流电源时,该螺线管会上下移动小杆。杆将撞击位于电磁阀两侧的金属板,产生舒缓的叮咚声。它还可以用作车辆的启动器或喷水灭火系统中的阀门。
在这篇文章中,我们将详细介绍如何使用Arduino开发板来控制电磁阀。
电磁阀如何工作?
电磁阀是一种将电能转化为机械能的装置。该设备将线圈缠绕在导电材料上,充当电磁体。电磁铁相对于天然磁铁的优点在于,当线圈需要通电时,它们可以打开或关闭。因此,当线圈通电时,根据法拉第定律,载流导体周围就会产生磁场,并且由于导体是线圈,因此磁场足够强,足以磁化材料并产生线性运动。
它的工作原理类似于继电器,内部有一个线圈,当通电时,会将导电材料(活塞)拉入其中,从而允许液体流动。当断电时,它使用弹簧将活塞推回原来的位置并再次停止流体流动。
在这个过程中,线圈需要大量的电流并产生磁滞问题,因此不可能通过逻辑电路直接驱动电磁线圈。这里我们使用12V电磁阀,通常用于控制液体流量。该电磁阀在通电时需要700mA的持续电流,峰值接近1.2A,因此在针对这种特殊电磁阀设计电磁阀驱动电路时必须考虑这些因素。
所需组件
Arduino UNO开发板
电磁阀
IRF540 MOSFET
按钮
电阻(10k、100k)
二极管1N4007
面包板
连接线
电路原理图
使用Arduino控制电磁阀的电路图如下:
编程代码说明
本文末尾给出了用Arduino控制电磁阀的完整代码。在这里,我们将解释该过程以了解该项目的工作原理。
首先,我们将数字引脚9 定义为电磁阀的输出引脚,数字引脚2 和3 定义为按钮的输入引脚。
无效设置(){
引脚模式(9,输出);
pinMode(2, 输入);
pinMode(3, 输入);
}
在loop()函数中,电磁阀根据数字引脚2和3的状态打开或关闭,数字引脚2和3连接到两个按钮来打开和关闭电磁阀。
无效循环(){
if(digitalRead(2)==高)
{
数字写入(9,高);
延迟(1000);
}
否则if(digitalRead(3)==HIGH)
{
数字写入(9,低);
延迟(1000);
}
}
Arduino控制电磁阀
将完整代码上传到Arduino板后,您可以通过两个按钮打开和关闭电磁阀。电磁阀还连接到LED 以指示状态。
当按下按钮1时,Arduino开发板向MOSFET IRF540的栅极发送高电平,栅极端连接到Arduino的第9引脚。由于IRF540是N沟道MOSFET,当其栅极变高时,它允许电流从漏极流向源极,从而打开电磁阀。
同样,当我们按下按钮2时,Arduino会向MOSFET IRF540的栅极发送一个低电平,导致电磁阀关闭。
编辑:hfy