基于Arduino开发板控制电磁阀的工作原理图

电磁阀（Solenoid Valve）是许多过程自动化系统中非常常用的执行机构。电磁阀有许多类型，例如，可用于打开或关闭水或气体管道的电磁阀，以及用于产生线性运动的电磁柱塞。我们大多数人都会遇到一种非常常见的电磁阀应用是叮咚门铃。门铃内部有一个柱塞式电磁线圈，当交流电源通电时，上下移动一个小杆。该杆将撞击位于电磁阀两侧的金属板，以产生舒缓的叮咚声。它还可用作车辆的起动器或喷水灭火系统中的阀门。

在本篇文章中，我们将详细介绍如何使用Arduino开发板控制电磁阀。

电磁阀是如何工作的？

电磁阀是一种将电能转换为机械能的装置。它的线圈缠绕在导电材料上，这种装置起到电磁铁的作用。电磁铁相对于天然磁铁的优点在于，当需要通过激励线圈时可以打开或关闭电磁铁。因此，当线圈通电时，根据法拉第定律，载流导体在其周围具有磁场，因为导体是线圈，磁场足够强以磁化材料并产生线性运动。

其工作原理类似于继电器，其内部有一个线圈，通电时，将导电材料（活塞）拉入其中，从而允许液体流动。当断电时，它使用弹簧将活塞推回到先前位置，并再次阻止液体流动。

在此过程中，线圈需要大量电流并产生滞后问题，因此不可能通过逻辑电路直接驱动电磁线圈。这里我们使用12V电磁阀，它通常用于控制液体流量。电磁阀在通电时需要700mA的连续电流，峰值接近1.2A，因此在为这种特殊的电磁阀设计电磁阀驱动电路时，我们必须考虑这些因素。

需要的组件

●     Arduino UNO开发板

●     电磁阀

●     IRF540 MOSFET

●     按钮

●     电阻（10k，100k）

●     二极管1N4007

●     面包板

●     连接导线

电路原理图

使用Arduino控制电磁阀的电路图如下：

编程代码说明

在本文的末尾处给出了Arduino控制电磁阀的完整代码。在这里，我们将解释一下程序，以了解项目的工作过程。

首先，我们将数字引脚9定义为电磁阀的输出引脚，数字引脚2和3定义为按钮的输入引脚。

void setup() {

pinMode(9, OUTPUT);

pinMode(2, INPUT);

pinMode(3, INPUT);

}

在loop()函数中，根据数字引脚2和3的状态打开或关闭电磁阀，这些引脚连接到两个按钮以打开和关闭电磁阀。

void loop() {

if(digitalRead(2)==HIGH)

{

digitalWrite(9,HIGH);

delay(1000);

}

else if(digitalRead(3)==HIGH)

{

digitalWrite(9,LOW);

delay(1000);

}

}

Arduino控制电磁阀

将完整的代码上传到Arduino开发板后，您可以通过两个按钮打开和关闭电磁阀。电磁阀还连接了一个LED用于指示状态。

当按下按钮1时，Arduino开发板向MOSFET IRF540的栅极发送一个HIGH电平，栅极端子连接在Arduino的第9个引脚上。由于IRF540是一个N沟道MOSFET，因此当其栅极变为高电平时，它允许电流从漏极流向源极，从而打开电磁阀。

类似地，当我们按下按钮2时，Arduino向MOSFET IRF540的栅极发送一个LOW电平，使得电磁阀关闭。
编辑：hfy