Válvula solenoide proporcional + Arduino

La conducción de un solenoide, incluso uno proporcional, se hace mejor con pulsos. Los solenoides tienen una inductancia significativa, al igual que su propio filtro de corriente. Cuando los pulsos son lo suficientemente rápidos, el solenoide "ve" solo la corriente promedio.

El uso de pulsos no solo simplifica el circuito, sino que también lo hace eficiente. Dado que la energía no se desperdicia y se convierte en calor, no tiene el problema de tener que usar piezas grandes y deshacerse del calor.

Aquí hay un circuito simple:

La compuerta del FET es controlada directamente por una salida PWM del microcontrolador. Algo de alrededor de 25 kHz de frecuencia PWM debería ser lo suficientemente rápido para la mayoría de los solenoides, de modo que la corriente cambie muy poco durante un pulso. Eso también está por encima del rango audible, por lo que no oirá ningún quejido. Muchos microcontroladores modernos tienen mucha resolución PWM a 25 kHz.

Q1 se usa como un interruptor y se enciende cuando la salida PWM es alta. Esto aplica el voltaje de potencia total al solenoide. Cuando Q1 se apaga de nuevo, D1 proporciona una ruta para que la corriente existente continúe circulando.

He conducido solenoides proporcionales con exactamente este circuito en un producto comercial real.

No he visto ningún controlador industrial que controle una válvula proporcional con corriente continua. Es mucho más fácil y más eficiente usar PWM directamente. La inductancia de la bobina de la válvula y la inercia de la válvula hacen que todo el sistema no sea sensible a las oscilaciones de la corriente a frecuencias suficientemente altas (no he visto frecuencias por encima de varios kHz). Todo lo que necesita es un interruptor de lado alto o lado lo suficientemente potente y un diodo de retorno de retorno para la bobina. Puede usar un MOSFET común o puede consultar los controladores / controladores FET especializados con entradas de nivel lógico (como IPS511 / 521, IPS6041 y similares). por ejemplo). Al regular la frecuencia PWM y el ciclo de trabajo, usted determina la corriente de ondulación promedio resultante en el solenoide. Es una solución clásica y eficiente, vea esta página , por ejemplo. También es posible agregar fácilmente un aislamiento galvánico con un optoacoplador convencional, si es necesario. Perdón por el mal inglés.

ActualizarTeniendoencuentasucomentarioenmirespuesta,misideassonlassiguientes:

1. CalculefácilmenteelfactorrequeridodeldivisorR1R2:vea,debidoalosfactoresdegananciafijosdelamplificadoroperacionalyeltransistoren circuito de la hoja de datos , vemos una regularidad agradable - tomando la resistencia de la fila central de la (4990 y 178 ohmios) y resolviendo la ecuación del divisor de voltaje para cinco voltios en la entrada, obtenemos 0.172 voltios en la salida del divisor, que corresponde a la corriente de la tabla - 0.172 A :) Es fácil para verificar la regularidad de las filas restantes de la tabla utilizando la calculadora . Por lo tanto, para su corriente de 330 mA para PVQ31, la resistencia del R2 será de 352.61 ohmios si deja la resistencia R1 igual. Habiendo recibido la relación necesaria de resistencias (Р1 / Р2 = 14.15), puede elegir las resistencias de ambas resistencias de la serie estándar existente. Por ejemplo, para la serie E24 hay una resistencia cercana de 360 ohmios, 360 * 14.15 = 5094, que está cerca de la resistencia estándar en 5.1kOhm, esta combinación le dará una corriente máxima de 329.67mA. Además, nada le impide usar potes digitales o recalcular R1R2 para otra tensión de entrada.
2. El convertidor de su enlace (según lo juzgado por la descripción) está diseñado para poco más: convierte el voltaje de la señal en una corriente de señal estándar del bucle de corriente 4-20mA. Él no te conviene. Confunde la corriente máxima especificada de 770 mA, pero no soy un gran experto, sin los esquemas del módulo no puedo asegurarlo.
3. Todavía experimentaría con PWM;) Además, en la hoja de datos se indica que es posible utilizar PWM e incluso se marca la frecuencia: 5 kilohercios y más. Si el resto de su dispositivo fuera analógico, entonces sería preferible una opción de corriente continua, ya que sería más costoso implementar un PWM. Pero como será controlado usando un circuito digital (arduino), no necesita nada adicional para implementar PWM, y el controlador analógico será más caro, en mi humilde opinión.

Puede usar un MOSFET en la región lineal más un simple DAC controlado por PWM (como este: enlace ). MOSFET actuará como una resistencia controlada por voltaje DAC. Si tiene dicha resistencia, puede controlar el paso de la corriente. Dada la tensión de drenaje (12V / 24V) y la corriente de la válvula seleccionada, puede calcular la resistencia requerida de la ley de Ohm.

  

Recalculo R1 y R2, que no sé cómo ...

simple:

Vctrl * R2 / (R1 + R2) = I * 1.

1. Elija R1 + R2 para satisfacer la capacidad de corriente máxima de la tensión de control. Di 10ma @ 5v - > R1 + R2 = 470R.

2. Elija R2 para lograr la relación I / Vctrl deseada.