螺线管是许多过程自动化系统中非常常用的执行器。电磁阀有很多种,例如,有电磁阀可用于打开或关闭水或煤气管道,还有电磁柱塞用于产生直线运动。我们大多数人都会遇到的一种非常常见的螺线管应用是叮咚门铃。门铃内部有一个柱塞式电磁线圈,当由交流电源通电时,它会上下移动一根小杆。该杆将撞击放置在电磁阀两侧的金属板,以产生舒缓的叮咚声。
尽管有许多类型的螺线管机构可用,但最基本的东西保持不变。也就是说,它有一个缠绕在金属(导电)材料上的线圈。当线圈通电时,这种导电材料会受到一些机械运动,然后在断电时通过弹簧或其他机构反转。由于螺线管涉及线圈,它们通常会消耗大量电流,因此必须具有某种类型的驱动器威廉希尔官方网站 来操作它。在本教程中,我们将学习如何构建驱动器威廉希尔官方网站 来控制电磁阀。
所需材料
电磁阀
12V 适配器
7805 稳压器 IC
IRF540N 场效应管
二极管 IN4007
0.1uf 宽广
1k 和 10k 电阻器
连接线
面包板
什么是电磁阀,它是如何工作的?
螺线管是一种将电能转换为机械能的装置。它有一个缠绕在导电材料上的线圈,这种设置充当电磁铁。电磁铁相对于天然磁铁的优势在于,它可以在需要时通过通电线圈来打开或关闭。因此,当线圈通电时,根据法拉第定律,载流导体周围有一个磁场,因为导体是一个线圈,磁场足够强,可以磁化材料并产生线性运动。
在此过程中,线圈会消耗大量电流,并且还会产生迟滞问题,因此不可能通过逻辑威廉希尔官方网站 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。电磁阀通电时消耗700mA的连续电流,峰值接近1.2A,因此我们在为这种特定的电磁阀设计驱动威廉希尔官方网站 时必须考虑这些事情。
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电磁阀驱动器威廉希尔官方网站 的完整威廉希尔官方网站 图如下图所示。在查看完整威廉希尔官方网站 后,我们将了解为什么会这样设计。
如您所见,该威廉希尔官方网站 非常简单且易于构建,因此我们可以使用小型面包板连接进行测试。电磁阀可以通过在其端子上为 12V 供电来轻松打开,并通过关闭电源将其关闭。为了使用数字威廉希尔官方网站 控制此开启和关闭过程,我们需要像MOSFET这样的开关器件,因此它是该威廉希尔官方网站 中的重要组件。以下是选择MOSFET时必须检查的参数。
栅极源极阈值电压V总务(千):这是必须提供给MOSFET才能将其打开的电压。这里的阈值电压值为4V,我们提供的电压为5V,足以完全打开MOSFET
连续漏极电流:连续漏极电流是允许流过威廉希尔官方网站 的最大电流。在这里,我们的电磁阀消耗的最大峰值电流为1.2A,MOSFET的额定值在5V Vgs时为10A。因此,我们对MOSFET的额定电流非常安全。始终建议在电流的实际值和额定值之间有一些上边际差异。
漏源导通状态电阻:当MOSFET完全导通时,漏极和源极引脚之间有一些电阻,这种电阻称为导通状态电阻。该值应尽可能低,否则引脚上会出现巨大的压降(欧姆定律),导致电磁阀的电压不足。这里的导通电阻值仅为0.077Ω。
如果您正在为其他电磁阀应用设计威廉希尔官方网站 ,您可以查看 MOSFET 的数据表。7805线性稳压器IC用于将12V输入电源转换为5V,当通过1K限流电阻按下开关时,该电压将提供给MOSFET的栅极引脚。当开关未按下时,栅极引脚通过一个 10k 电阻器向下拉至地。这样可以在未按下开关时保持 MOSFET 关闭状态。最后在反并联方向上添加一个二极管,以防止电磁线圈放电到电源威廉希尔官方网站 中。
电磁驱动威廉希尔官方网站 的工作原理
现在我们已经了解了驱动威廉希尔官方网站 的工作原理,让我们通过在面包板上构建威廉希尔官方网站 来测试威廉希尔官方网站 。我使用 12V 适配器供电,完成后我的硬件设置如下所示。
当按下中间的开关时,为MOSFET提供+5V电源,并打开电磁阀。当再次按下开关时,它会断开与MOSFET的+5V电源连接,电磁阀回到关断状态。电磁阀的打开和关闭可以通过它发出的咔嗒声来注意到,但为了让它更有趣一点,我将电磁阀连接到水管上。默认情况下,当电磁阀关闭时,该值是关闭的,因此没有水从另一端流出。然后,当电磁阀打开时,值打开并且水流出。工作可以在下面的视频中可视化。
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