Sirkuit driver solenoida

Solenoida adalah aktuator yang sangat umum digunakan di banyak sistem otomasi proses. Jenis solenoid ada banyak macamnya, misalnya ada solenoid valve yang dapat digunakan untuk membuka atau menutup saluran pipa air atau gas dan ada juga solenoid plunger yang digunakan untuk menghasilkan gerak linier. Salah satu aplikasi solenoida yang sangat umum yang kebanyakan dari kita akan temui adalah bel pintu ding-dong. Bel pintu memiliki kumparan solenoid tipe plunger di dalamnya, yang bila dialiri listrik oleh sumber listrik AC akan menggerakkan batang kecil ke atas dan ke bawah. Batang ini akan menabrak pelat logam yang ditempatkan di kedua sisi solenoida untuk menghasilkan suara ding dong yang menenangkan.

Meskipun ada banyak jenis mekanisme solenoida yang tersedia, hal yang paling mendasar tetap sama. Artinya, ia memiliki gulungan gulungan di atas bahan logam (konduktif). Ketika kumparan diberi energi, bahan konduktif ini mengalami beberapa gerakan mekanis yang kemudian dibalik melalui pegas atau mekanisme lain ketika tidak diberi energi. Karena solenoida melibatkan kumparan, mereka sering mengonsumsi arus dalam jumlah besar sehingga wajib memiliki beberapa jenis rangkaian penggerak untuk mengoperasikannya. Dalam tutorial ini kita akan belajar bagaimana membangun sirkuit driver untuk mengontrol katup Solenoid.

Bahan yang Dibutuhkan

• Katup Solenoid
• Adaptor 12V
• 7805 IC Regulator
• IRF540N MOSFET
• Diode IN4007
• 0.1uf Luas
• Resistor 1k dan 10k
• Menghubungkan kabel
• Papan tempat memotong roti

Apa itu Solenoid dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Solenoida adalah perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Ini memiliki gulungan gulungan di atas bahan konduktif, pengaturan ini bertindak sebagai elektromagnet. Keuntungan elektromagnet dibandingkan magnet alami adalah dapat dihidupkan atau dimatikan bila dibutuhkan dengan memberi energi pada kumparan. Jadi ketika kumparan diberi energi maka menurut hukum saat ini konduktor pembawa arus memiliki medan magnet di sekitarnya, karena konduktor adalah kumparan, medan magnet cukup kuat untuk memagnetisasi material dan membuat gerakan linier.

Selama proses ini kumparan menarik sejumlah besar arus dan juga menghasilkan masalah histeresis, oleh karena itu tidak mungkin untuk menggerakkan kumparan Solenoid secara langsung melalui rangkaian logika. Disini kami menggunakan solenoid valve 12V yang biasa digunakan untuk mengontrol aliran cairan. Solenoid menarik arus kontinu 700mA ketika diberi energi dan puncaknya hampir 1.2A sehingga kita harus mempertimbangkan hal-hal ini saat merancang sirkuit penggerak untuk katup Solenoid khusus ini.

Diagram Sirkuit

Diagram rangkaian lengkap rangkaian driver Solenoid ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Kami akan mengerti mengapa ini dirancang begitu, setelah melihat rangkaian lengkapnya.

Seperti yang Anda lihat, rangkaian ini sangat sederhana dan mudah dibuat, maka kita dapat mengujinya menggunakan koneksi papan tempat memotong roti kecil. Solenoida dapat dengan mudah dihidupkan dengan menyalakan 12V melintasi terminalnya dan dimatikan dengan mematikannya. Untuk mengontrol proses menghidupkan dan mematikan ini menggunakan rangkaian digital kita membutuhkan perangkat switching seperti MOSFET dan karenanya merupakan komponen penting dalam rangkaian ini. Berikut ini adalah parameter yang harus Anda periksa saat memilih MOSFET.

Tegangan Ambang Sumber Gerbang V _{GS (th)}: Ini adalah tegangan yang harus disuplai ke MOSFET untuk menyalakannya. Di sini nilai tegangan ambang adalah 4V dan kami mensuplai tegangan 5V yang lebih dari cukup untuk menyalakan MOSFET sepenuhnya

Continuous Drain current: Arus drain kontinyu adalah arus maksimum yang dapat dibiarkan mengalir melalui suatu rangkaian. Di sini solenoida kami mengkonsumsi arus puncak maksimum 1.2A dan peringkat MOSFET kami adalah 10A pada 5V Vgs. Jadi kami lebih dari aman dengan peringkat MOSFET saat ini. Selalu disarankan untuk memiliki beberapa perbedaan marjinal atas antara nilai aktual dan nilai pengenal arus.

Resistensi Pada Status Sumber Drain: Saat MOSFET dihidupkan sepenuhnya, MOSFET memiliki resistansi antara pin Drain dan Sumber, resistansi ini disebut resistansi pada status. Nilai ini harus serendah mungkin jika tidak akan ada penurunan tegangan yang sangat besar (hukum ohm) di pin yang mengakibatkan tegangan tidak cukup untuk menyalakan Solenoid. Nilai resistansi on-state di sini hanya 0,077Ω.

Anda dapat melihat lembar data MOSFET jika Anda mendesain rangkaian untuk beberapa aplikasi Solenoid lainnya. IC Regulator Linear 7805 digunakan untuk mengubah supply input 12V menjadi 5V, tegangan ini kemudian diberikan ke pin Gerbang MOSFET ketika sakelar ditekan melalui resistor pembatas arus 1K. Ketika sakelar tidak ditekan, pin gerbang ditarik ke bawah ke ground melalui Resistor 10k. Ini membuat MOSFET dimatikan saat sakelar tidak ditekan. Akhirnya dioda ditambahkan dalam arah anti-paralel untuk mencegah kumparan solenoida mengalir ke sirkuit daya.

Cara Kerja Sirkuit Driver Solenoid

Sekarang kita telah memahami cara kerja sirkuit Driver, mari kita uji sirkuit dengan membangunnya di papan roti. Saya telah menggunakan adaptor 12V untuk catu daya dan pengaturan perangkat keras saya terlihat seperti ini ketika selesai.

Ketika sakelar di antara ditekan, suplai + 5V disediakan ke MOSFET dan menyalakan Solenoid. Ketika sakelar ditekan lagi, ia memutuskan pasokan + 5V ke MOSFET dan solenoida kembali ke keadaan mati. Menghidupkan dan mematikan solenoid dapat diketahui dari suara klik yang dibuat olehnya, tetapi untuk membuatnya sedikit lebih menarik saya telah menghubungkan katup solenoid ke pipa air. Secara default ketika solenoida mati, nilainya ditutup dan karenanya tidak ada air yang keluar melalui ujung lainnya. Kemudian ketika solenoida dihidupkan nilainya menjadi terbuka dan air mengalir keluar. Pekerjaannya dapat divisualisasikan dalam video di bawah ini.

Harap Anda memahami proyek dan menikmati membangunnya, jika Anda menghadapi masalah maka silakan posting di bagian komentar atau gunakan forum untuk bantuan teknis.