電磁閥（Solenoid Valve）是許多過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)中非常常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電磁閥有許多類型，例如，可用于打開(kāi)或關(guān)閉水或氣體管道的電磁閥，以及用于產(chǎn)生線性運(yùn)動(dòng)的電磁柱塞。我們大多數(shù)人都會(huì)遇到一種非常常見(jiàn)的電磁閥應(yīng)用是叮咚門鈴。門鈴內(nèi)部有一個(gè)柱塞式電磁線圈，當(dāng)交流電源通電時(shí)，上下移動(dòng)一個(gè)小桿。該桿將撞擊位于電磁閥兩側(cè)的金屬板，以產(chǎn)生舒緩的叮咚聲。它還可用作車輛的起動(dòng)器或噴水滅火系統(tǒng)中的閥門。

在本篇文章中，我們將詳細(xì)介紹如何使用Arduino開(kāi)發(fā)板控制電磁閥。

電磁閥是如何工作的？

電磁閥是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。它的線圈纏繞在導(dǎo)電材料上，這種裝置起到電磁鐵的作用。電磁鐵相對(duì)于天然磁鐵的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)需要通過(guò)激勵(lì)線圈時(shí)可以打開(kāi)或關(guān)閉電磁鐵。因此，當(dāng)線圈通電時(shí)，根據(jù)法拉第定律，載流導(dǎo)體在其周圍具有磁場(chǎng)，因?yàn)閷?dǎo)體是線圈，磁場(chǎng)足夠強(qiáng)以磁化材料并產(chǎn)生線性運(yùn)動(dòng)。

其工作原理類似于繼電器，其內(nèi)部有一個(gè)線圈，通電時(shí)，將導(dǎo)電材料（活塞）拉入其中，從而允許液體流動(dòng)。當(dāng)斷電時(shí)，它使用彈簧將活塞推回到先前位置，并再次阻止液體流動(dòng)。

在此過(guò)程中，線圈需要大量電流并產(chǎn)生滯后問(wèn)題，因此不可能通過(guò)邏輯電路直接驅(qū)動(dòng)電磁線圈。這里我們使用12V電磁閥，它通常用于控制液體流量。電磁閥在通電時(shí)需要700mA的連續(xù)電流，峰值接近1.2A，因此在為這種特殊的電磁閥設(shè)計(jì)電磁閥驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，我們必須考慮這些因素。

需要的組件

● Arduino UNO開(kāi)發(fā)板

● 電磁閥

● IRF540 MOSFET

● 按鈕

● 電阻（10k，100k）

● 二極管1N4007

● 面包板

● 連接導(dǎo)線

電路原理圖

使用Arduino控制電磁閥的電路圖如下：

編程代碼說(shuō)明

在本文的末尾處給出了Arduino控制電磁閥的完整代碼。在這里，我們將解釋一下程序，以了解項(xiàng)目的工作過(guò)程。

首先，我們將數(shù)字引腳9定義為電磁閥的輸出引腳，數(shù)字引腳2和3定義為按鈕的輸入引腳。

void setup() {

pinMode(9, OUTPUT);

pinMode(2, INPUT);

pinMode(3, INPUT);

}

在loop()函數(shù)中，根據(jù)數(shù)字引腳2和3的狀態(tài)打開(kāi)或關(guān)閉電磁閥，這些引腳連接到兩個(gè)按鈕以打開(kāi)和關(guān)閉電磁閥。

void loop() {

if(digitalRead(2)==HIGH)

{

digitalWrite(9,HIGH);

delay(1000);

}

else if(digitalRead(3)==HIGH)

{

digitalWrite(9,LOW);

delay(1000);

}

}

Arduino控制電磁閥

將完整的代碼上傳到Arduino開(kāi)發(fā)板后，您可以通過(guò)兩個(gè)按鈕打開(kāi)和關(guān)閉電磁閥。電磁閥還連接了一個(gè)LED用于指示狀態(tài)。

當(dāng)按下按鈕1時(shí)，Arduino開(kāi)發(fā)板向MOSFET IRF540的柵極發(fā)送一個(gè)HIGH電平，柵極端子連接在Arduino的第9個(gè)引腳上。由于IRF540是一個(gè)N溝道MOSFET，因此當(dāng)其柵極變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，它允許電流從漏極流向源極，從而打開(kāi)電磁閥。

類似地，當(dāng)我們按下按鈕2時(shí)，Arduino向MOSFET IRF540的柵極發(fā)送一個(gè)LOW電平，使得電磁閥關(guān)閉。
編輯：hfy