راه اندازی شیر سلونوئید با آردوینو

مترجمان پروژه های آردوینو

در این آموزش راه اندازی شیر سلونوئید با آردوینو را باهم یادخواهیم گرفت. اول از همه اجازه بدید ببیینم سلنوئیدی چیست. استفاده از سلنوئیدها در سیستم‌های اتوماسیون به عنوان محرک بسیار رایج است. سلنوئیدها انواع مختلفی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به شیر سلنوئیدی که برای باز و بسته‌کردن شیرهای آب و یا خطوط لوله‌گاز استفاده می‌شوند، اشاره نمود. نوع دیگری از سلنوئیدها موسوم به پیستون‌های سلنوئیدی، برای تولید حرکت‌های خطی به می‌روند. همچنین یکی از رایج‌ترین کاربردهای سلنوئید، استفاده از آنها در زنگ درب‌هاست. یک زنگ درب شامل یک سلنوئید است که با دریافت انرژی از منبع توان AC، یک میله را به بالا و پایین حرکت می‌دهد. این میله با صفحات فلزی که در طرفین سلنوئید قرار گرفته، برخورد می‌کند و صدای دینگ دانگ زنگ درب را تولید می‌نماید. همچنین سلنوئیدها در استارت‌های وسایل نقلیه و سیستم‌های صنعتی دیگر کاربرد دارند.

در این پروژه جزییات راه اندازی شیر سلنوئیدی با آردوینو را بیان می‌کنیم.

شیر سلونوئیدی چگونه کار می‌کند؟

سلنوئید دستگاهیست که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. این دستگاه شامل یک سیم‌پیچ است که دور یک رسانا پیچیده شده و بدین ترتیب همانند آهنربای الکترومغناطیسی عمل می‌کند. متناسب با میزان انرژی وارد‌شده به سیم‌پیچ، طبق قانون فارادی، میدان مغناطیسی در اطراف آن به وجود آمده و همانند یک آهنربا عمل کرده و اجسام رسانا را به سمت خود جذب می‌کند. اصول کارکرد سلنوئید شبیه به رله است.

در صورتی که یک پیستون در مقابل سلونوئید قرار بگیرد، و همچنین انرژی به سیستم تزریق شود، متناسب با سازوکار گفته شده، سلونوئید پیستون را به سمت خود جذب می‌کند و از این طریق، مایع می‌تواند در مجرای مورد نظر جریان پیدا کند. برعکس در صورت قطع شدن انرژی ورودی، پیستون به جای خودش برگشته و جریان مایع قطع می شود.

مطلب پیشنهادی: مدار کلید دیمر لمسی با آردوینو

در طی انجام این فرآیند، سیم‌پیچ مقدار زیادی جریان را در خود حمل کرده و مشکلات هیسترزیس را به وجود می‌آورد، بنابرین نمی‌توان خروجی سلنوئید را به طور مستقیم به ورودی مدار منطقی متصل نمود. در این پروژه ما از شیر سلونوئیدی ۱۲ ولت استفاده می‌کنیم. استفاده از این شیرفلکه در کاربردهای کنترل جریان مایعات بسیار رایج می‌باشد. در طراحی مدار درایور شیر سلونوئید بایستی توجه شود که جریان ورودی به شکل سینوسی با مقدار متوسط ۷۰۰ میلی آمپر و مقدار پیک ۱.۲ آمپر است.

برای راه اندازی شیر سلونوئید با آردوینو به چه چیزهایی نیاز داریم؟

بورد آردوینو UNO
شیر سلونوئیدی
ماسفت IRF540
کلید فشاری پوش باتن ۲ عدد
دو مقاومت با مقدار ۱۰ کیلو اهم و ۱۰۰ کیلو اهم
دیود 1N4007
برد بورد
سیم برای اتصال

اتصال مداری

برای راه اندازی شیر سلونوئید با آردوینو بایستی مدار به صورت زیر بسته شود.

توضیح کد لازم برای پروگرام شدن روی بورد آردوینو

کد کامل مورد نیاز برای پروگرام کردن آردوینو برای راه اندازی شیر سلونوئید با آردوینو در انتها آورده شده است. اما در اینجا برخی از قسمت‌های مهم آن را شرح می‌دهیم.

برای شروع پایه دیجیتال شماره ۹ آردوینو را به عنوان خروجی برای سلنوئید و پایه دیجیتال شماره ۲ و ۳ را به عنوان ورودی برای کلید‌های فشاری تعریف می‌کنیم. کد مربوط به این موضوع در زیر آورده شده است.

void setup() {
pinMode(9, OUTPUT);
pinMode(2, INPUT);
pinMode(3, INPUT);
}

سپس طبق کد زیر یک حلقه‌ی Void تعریف می‌کنیم که در آن با توجه به وضعیت پایه شماره ۲ و ۳ (محل اتصال کلید‌های فشاری ورودی)، سلنوئید را روشن و خاموش می‌کند.

void loop() {
if(digitalRead(2)==HIGH)
{
digitalWrite(9,HIGH);
delay(1000);
}
else if(digitalRead(3)==HIGH)
{
digitalWrite(9,LOW);
delay(1000);
}
}

کنترل شیر سلونوئید با آردوینو

بعد از پروگرام‌کردن آردوینو با کدهای مذکور، شما با استفاده از دو کلید‌ فشاری، می‌توانید سلنوئید را روشن و خاموش نمایید. برای نمایش بهتر نتیجه می‌توان از دو LED هم در مسیر جریان استفاده کنید.

مطلب پیشنهادی: راه اندازی سنسور دمای مادون قرمز MLX90614 + اتصال به آردوینو

وقتی کلید‌ شماره ۱ فشرده می‌شود، آردوینو “1” منطقی را به خروجی گیت ماسفت IRF540 می‌فرستد که آن هم به پایه شماره ۹ آردوینو متصل است. ار آنجایی که ماسفت IRF540 از نوع N-Channel است، بنابرین وقتی خروجی گیت، “1” منطقی باشد، جریان از درین به سورس برقرار شده و سلونوئید را روشن می‌کند.

به طور مشابه، وقتی کلید‌ شماره ۲ فشرده می‌شود، آردوینو “0” منطقی را به خروجی گیت ماسفت می‌فرستد و بدین‌ترتیب سلنوئید را خاموش می‌کند.

void setup() {
pinMode(9, OUTPUT);
pinMode(2, INPUT);
pinMode(3, INPUT);
}
void loop() {
if(digitalRead(2)==HIGH)
{
digitalWrite(9,HIGH);
delay(1000);
}
else if(digitalRead(3)==HIGH)
{
digitalWrite(9,LOW);
delay(1000);
}
}