Cómo controlar una válvula solenoide con arduino

Los solenoides son actuadores de uso muy común en muchos sistemas de automatización de procesos. Hay muchos tipos de solenoides, por ejemplo, hay válvulas de solenoide que se pueden usar para abrir o cerrar tuberías de agua o gas y hay pistones de solenoide que se usan para producir movimiento lineal. Una aplicación muy común del solenoide con la que la mayoría de nosotros nos habríamos encontrado es el timbre ding-dong. El timbre de la puerta tiene una bobina de solenoide tipo émbolo en su interior, que cuando se energiza con una fuente de alimentación de CA moverá una pequeña varilla hacia arriba y hacia abajo. Esta varilla golpeará las placas de metal colocadas a cada lado del solenoide para producir el relajante sonido ding dong. También se utiliza como motor de arranque en vehículos o como válvula en sistemas RO y rociadores.

Anteriormente construimos un dispensador de agua automático usando Arduino y Solenoid, ahora aprenderemos el control de Solenoid con Arduino con más detalle.

¿Cómo funciona una válvula solenoide?

Un solenoide es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Tiene una bobina enrollada sobre un material conductor, esta configuración actúa como un electroimán. La ventaja de un electroimán sobre un imán natural es que se puede encender o apagar cuando sea necesario energizando la bobina. Por lo tanto, cuando la bobina se energiza, de acuerdo con la ley de Faraday, el conductor portador de corriente tiene un campo magnético a su alrededor, dado que el conductor es una bobina, el campo magnético es lo suficientemente fuerte como para magnetizar el material y crear un movimiento lineal.

El principio de funcionamiento es similar al relé, tiene una bobina en su interior, que cuando se energiza, tira del material conductor (pistón) dentro de él, permitiendo así el flujo de líquido. Y cuando se desenergiza, empuja el pistón hacia atrás en la posición anterior usando el resorte y nuevamente bloquea el flujo de líquido.

Durante este proceso, la bobina consume una gran cantidad de corriente y también produce un problema de histéresis, por lo que no es posible conducir una bobina de solenoide directamente a través de un circuito lógico. Aquí estamos usando una válvula solenoide de 12V que se usa comúnmente para controlar el flujo de líquidos. El solenoide consume una corriente continua de 700 mA cuando está energizado y un pico de casi 1,2 A, por lo que debemos considerar estas cosas al diseñar el circuito del controlador del solenoide para esta válvula solenoide en particular.

Componentes requeridos

• Arduino UNO
• Válvula de solenoide
• MOSFET IRF540
• Botón pulsador - 2 nos.
• Resistencia (10k, 100k)
• Diodo - 1N4007
• Tablero de circuitos
• Conexión de cables

Diagrama de circuito

El diagrama de circuito para la válvula solenoide controlada por Arduino se muestra a continuación:

Explicación del código de programación

El código completo para la válvula solenoide Arduino se proporciona al final. Aquí te explicamos el programa completo para entender el funcionamiento del proyecto.

En primer lugar, hemos definido el pin digital 9 como salida para el solenoide y los pines digitales 2 y 3 como pines de entrada para botones.

configuración vacía () { pinMode (9, SALIDA); pinMode (2, ENTRADA); pinMode (3, ENTRADA); }

Ahora en bucle vacío, encienda o apague el solenoide según el estado de los pines digitales 2 y 3, donde dos botones pulsadores están conectados para encender y apagar el solenoide.

bucle vacío () { if (digitalRead (2) == HIGH) { digitalWrite (9, HIGH); retraso (1000); } else if (digitalRead (3) == HIGH) { digitalWrite (9, LOW); retraso (1000); } }

Controlar una válvula solenoide desde un Arduino

Después de cargar el código completo en Arduino, podrá encender y apagar el solenoide con la ayuda de dos botones. También se adjunta un LED con solenoide para fines de indicación. El video de trabajo completo se da al final de este tutorial.

Cuando se pulsa el botón 1, Arduino enviar un lógico alto a terminal de puerta del MOSFET IRF540, conectado en el 9 ^º pin del Arduino. Como el IRF540 es un MOSFET de canal N, cuando su terminal de puerta se pone ALTO, permite el flujo de corriente desde el drenaje a la fuente y enciende el solenoide.

De manera similar, cuando presionamos el botón 2, Arduino envía una lógica BAJA al terminal de puerta del MOSFET IRF540 que hace que el solenoide se apague.

Para obtener más información sobre el papel de los MOSFET en la conducción del solenoide, puede verificar el circuito del controlador del solenoide.