Solenoid driver circuit

Ang mga solenoid ay karaniwang ginagamit na mga actuator sa maraming mga system ng automation ng proseso. Maraming uri ng solenoid, halimbawa may mga solenoid valve na maaaring magamit upang buksan o isara ang mga linya ng tubo ng gas o gas at may mga solenoid plunger na ginagamit upang makagawa ng linear na paggalaw. Ang isang napaka-karaniwang aplikasyon ng solenoid na karamihan sa atin ay maaaring makatagpo ay ang ding-dong door bell. Ang Door bell ay may uri ng plunger solenoid coil sa loob nito, na kapag pinalakas ng mapagkukunan ng kuryente ng AC ay lilipat ng isang maliit na baras pataas at pababa. Tatamaan ng tungkod na ito ang mga metal plate na nakalagay sa magkabilang panig ng solenoid upang makagawa ng nakapapawing pagod na tunog ng dong dong.

Bagaman maraming uri ng mga mekanismo ng solenoid na magagamit, ang pinaka-pangunahing bagay ay mananatiling pareho. Iyon ay, mayroon itong sugat ng likaw sa isang metal (conductive) na materyal. Kapag ang coil ay pinalakas ang kondaktibong materyal na ito ay napailalim sa ilang mekanikal na paggalaw na pagkatapos ay baligtad sa pamamagitan ng isang spring o iba pang mekanismo kapag de-energized. Dahil ang solenoid ay nagsasangkot ng coil madalas nilang ubusin ang isang malaking halaga ng kasalukuyang ginagawa itong sapilitan na magkaroon ng ilang uri ng driver circuit upang mapatakbo ito. Sa tutorial na ito matututunan natin kung paano bumuo ng driver circuit upang makontrol ang isang balbula ng Solenoid.

Mga Materyal na Kinakailangan

• Solenoid Valve
• 12V Adapter
• 7805 Regulator IC
• IRF540N MOSFET
• Diode IN4007
• 0.1uf Mahusay
• 1k at 10k Resistors
• Mga kumokonekta na mga wire
• Breadboard

Ano ang Solenoid at paano ito gumagana?

Ang solenoid ay isang aparato na nagpapalit ng elektrikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Mayroon itong sugat ng likaw sa isang kondaktibong materyal, ang set-up na ito ay gumaganap bilang isang electromagnet. Ang bentahe ng isang electromagnet sa natural na pang-akit ay maaari itong i-on o i-off kapag kinakailangan ng energizing ang coil. Kaya't kapag ang coil ay pinalakas pagkatapos ay ayon sa ngayon na batas ang kasalukuyang conductor na nagdadala ay may isang magnetic field sa paligid nito, dahil ang conductor ay isang coil ang magnetic field ay sapat na malakas upang i-magnetise ang materyal at lumikha ng isang linear na paggalaw.

Sa panahon ng prosesong ito, ang likaw ay kumukuha ng isang malaking halaga ng kasalukuyang at gumagawa din ng problema sa hysteresis, kaya't hindi posible na direktang magmaneho ng isang solenoid coil kahit na isang circuit ng lohika. Gumagamit kami dito ng isang 12V solenoid balbula na karaniwang ginagamit sa pagkontrol sa daloy ng mga likido. Ang solenoid ay kumukuha ng isang tuluy-tuloy na kasalukuyang 700mA kapag pinalakas at isang tuktok ng halos 1.2A kaya't dapat nating isaalang-alang ang mga bagay na ito habang dinidisenyo ang driver circuit para sa partikular na Solenoid na balbula.

Diagram ng Circuit

Ang kumpletong diagram ng circuit para sa Solenoid driver circuit ay ipinapakita sa imahe sa ibaba. Mauunawaan namin kung bakit ito ay dinisenyo nang gayon, isang beses pagkatapos tingnan ang kumpletong circuit.

Tulad ng nakikita mo ang circuit ay napaka-simple at madaling buuin, kaya maaari naming subukan ito gamit ang isang maliit na koneksyon sa breadboard. Ang isang solenoid ay maaaring simpleng naka-on sa pamamagitan ng pag-powering ng 12V sa mga terminal nito at naka-off sa pamamagitan ng pag-off nito. Upang makontrol ang proseso ng pag-on at pag-off gamit ang isang digital circuit kailangan namin ng isang switching device tulad ng MOSFET at sa gayon ito ang mahalagang sangkap sa circuit na ito. Ang mga sumusunod ay ang mga parameter na kailangan mong suriin habang pinipili ang MOSFET.

Gate Source Threshold Voltage V _{GS (ika)}: Ito ang boltahe na kailangang ibigay sa MOSFET upang i-ON ito. Narito ang halaga ng boltahe ng threshold ay 4V at nagbibigay kami ng isang boltahe ng 5V na higit sa sapat upang mai-on ang MOSFET nang buo

Patuloy na kasalukuyang Drain: Ang tuluy-tuloy na kasalukuyang alisan ng tubig ay ang maximum na kasalukuyang na maaaring payagan na dumaloy sa pamamagitan ng isang circuit. Dito natupok ng aming solenoid ang maximum na kasalukuyang tugatog na 1.2A at ang rating ng aming MOSFET ay 10A sa 5V Vgs. Kaya't higit kaming ligtas sa kasalukuyang rating ng MOSFET. Palaging inirerekumenda na magkaroon ng ilang pinakamataas na marginal na pagkakaiba sa pagitan ng aktwal na halaga at na-rate na halaga ng kasalukuyang.

Paglaban ng Pinagmulan ng Drain-Source: Kapag ang MOSFET ay ganap na nakabukas mayroon itong ilang paglaban sa pagitan ng Drain at Pin na Pinagmulan, ang paglaban na ito ay tinatawag na tulad ng paglaban ng estado. Ang halaga ng ito ay dapat na mas mababa hangga't maaari may iba pang pagbagsak ng boltahe (batas ng ohms) sa mga pin na nagreresulta sa hindi sapat na boltahe para mabuksan ang Solenoid. Ang halaga ng on-state na pagtutol dito ay 0.077Ω lamang.

Maaari kang tumingin sa datasheet ng iyong MOSFET kung nagdidisenyo ka ng circuit para sa ilang iba pang application ng Solenoid. Ang isang 7805 Linear Regulator IC ay ginagamit upang mai-convert ang 12V input supply sa 5V, ang boltahe na ito ay pagkatapos ay ibigay sa Gate pin ng MOSFET kapag ang switch ay pinindot kahit na isang 1K kasalukuyang naglilimita ng risistor. Kapag ang switch ay hindi pinindot ang gate pin ay hinila pababa sa lupa sa pamamagitan ng isang 10k Resistor. Pinapanatili nitong naka-off ang MOSFET kapag hindi pinindot ang switch. Sa wakas ang isang diode ay idinagdag sa anti-parallel na direksyon upang maiwasan ang solenoid coil mula sa paglabas sa power circuit.

Paggawa ng Solenoid Driver Circuit

Ngayon na naintindihan namin kung paano gumagana ang driver circuit ay hinahayaan na subukan ang circuit sa pamamagitan ng pagbuo nito sa isang board ng tinapay. Gumamit ako ng isang 12V adapter para sa power supply at ang aking pag-setup ng hardware ay mukhang ganito kapag nakumpleto.

Kapag ang switch sa pagitan ay pinindot ang supply ng + 5V ay ibinigay sa MOSFET at binuksan nito ang Solenoid. Kapag pinindot muli ang switch ay ididiskonekta nito ang supply ng + 5V sa MOSFET at ang solenoid ay babalik sa off state. Ang pag-on at pag-off ng solenoid ay maaaring mapansin ng pag-click na tunog na ginawa nito, ngunit upang gawin itong medyo mas kawili-wili ay konektado ko ang solenoid na balbula sa isang tubo ng tubig. Bilang default kapag ang solenoid ay wala ang halaga ay sarado at samakatuwid walang tubig na lumalabas sa ibang dulo. Pagkatapos kapag ang solenoid ay nakabukas ang halaga ay magiging bukas at ang tubig ay dumadaloy. Maaaring ipakita ang pagtatrabaho sa video sa ibaba.

Inaasahan kong naintindihan mo ang proyekto at nasiyahan sa pagbuo nito, kung naharap mo ang anumang problema sa gayon huwag mag-atubiling mai-post ang mga ito sa seksyon ng komento o gamitin ang forum para sa tulong na panteknikal.