基于Arduino开发板控制电磁阀的工作原理图

电磁阀(solenoid valve)是许多过程自动化系统中非常常用的执行机构。电磁阀有许多类型,例如,可用于打开或关闭水或气体管道的电磁阀,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一种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电磁线圈,当交流电源通电时,上下移动一个小杆。该杆将撞击位于电磁阀两侧的金属板,以产生舒缓的叮咚声。它还可用作车辆的起动器或喷水灭火系统中的阀门。
在本篇文章中,我们将详细介绍如何使用arduino开发板控制电磁阀。
电磁阀是如何工作的?
电磁阀是一种将电能转换为机械能的装置。它的线圈缠绕在导电材料上,这种装置起到电磁铁的作用。电磁铁相对于天然磁铁的优点在于,当需要通过激励线圈时可以打开或关闭电磁铁。因此,当线圈通电时,根据法拉第定律,载流导体在其周围具有磁场,因为导体是线圈,磁场足够强以磁化材料并产生线性运动。
其工作原理类似于继电器,其内部有一个线圈,通电时,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到先前位置,并再次阻止液体流动。
在此过程中,线圈需要大量电流并产生滞后问题,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,它通常用于控制液体流量。电磁阀在通电时需要700ma的连续电流,峰值接近1.2a,因此在为这种特殊的电磁阀设计电磁阀驱动电路时,我们必须考虑这些因素。
需要的组件
● arduino uno开发板
● 电磁阀
● irf540 mosfet
● 按钮
● 电阻(10k,100k)
● 二极管1n4007
● 面包板
● 连接导线
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
在本文的末尾处给出了arduino控制电磁阀的完整代码。在这里,我们将解释一下程序,以了解项目的工作过程。
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。
void setup() {
pinmode(9, output);
pinmode(2, input);
pinmode(3, input);
}
在loop()函数中,根据数字引脚2和3的状态打开或关闭电磁阀,这些引脚连接到两个按钮以打开和关闭电磁阀。
void loop() {
if(digitalread(2)==high)
{
digitalwrite(9,high);
delay(1000);
}
else if(digitalread(3)==high)
{
digitalwrite(9,low);
delay(1000);
}
}
arduino控制电磁阀
将完整的代码上传到arduino开发板后,您可以通过两个按钮打开和关闭电磁阀。电磁阀还连接了一个led用于指示状态。
当按下按钮1时,arduino开发板向mosfet irf540的栅极发送一个high电平,栅极端子连接在arduino的第9个引脚上。由于irf540是一个n沟道mosfet,因此当其栅极变为高电平时,它允许电流从漏极流向源极,从而打开电磁阀。
类似地,当我们按下按钮2时,arduino向mosfet irf540的栅极发送一个low电平,使得电磁阀关闭。


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