Los solenoides son actuadores muy utilizados en muchos sistemas de automatización de procesos. Hay muchos tipos de solenoides, por ejemplo, hay válvulas de solenoide que se pueden usar para abrir o cerrar tuberías de agua o gas y hay émbolos de solenoide que se usan para producir movimiento lineal. Una aplicación muy común de solenoide que la mayoría de nosotros habría encontrado es el timbre ding-dong. El timbre de la puerta tiene una bobina de solenoide de tipo émbolo en su interior, que cuando recibe energía de la fuente de alimentación de CA moverá una pequeña varilla hacia arriba y hacia abajo. Esta varilla golpeará las placas de metal colocadas a ambos lados del solenoide para producir el relajante sonido de ding dong. También se utiliza como arranque en vehículos o como válvula en sistemas de rociadores y RO.

Componentes requeridos

• Arduino UNO
• Válvula de solenoide
• MOSFET IRF540
• Pulsador – 2 nos.
• Resistencia (10k, 100k)
• Diodo – 1N4007
• Tablero de circuitos
• Cables de conexión

¿Cómo funciona una válvula solenoide?

Un solenoide es un dispositivo que  convierte la energía eléctrica en energía mecánica . Tiene una bobina enrollada sobre un material conductor, esta configuración actúa como un electroimán. La ventaja de un electroimán sobre un imán natural es que se puede encender o apagar cuando sea necesario energizando la bobina. Por lo tanto, cuando la bobina se energiza, de acuerdo con la ley de Faradays, el conductor que transporta corriente tiene un campo magnético a su alrededor, ya que el conductor es una bobina, el campo magnético es lo suficientemente fuerte como para magnetizar el material y crear un movimiento lineal.

El principio de funcionamiento es similar al relé, tiene una bobina en su interior, que cuando se activa, tira del material conductor (pistón) dentro de él, permitiendo así el flujo de líquido. Y cuando se desenergiza, empuja el pistón hacia atrás en la posición anterior usando el resorte y nuevamente bloquea el flujo de líquido.

Durante este proceso, la bobina consume una gran cantidad de corriente y también produce un problema de histéresis, por lo tanto, no es posible conducir una bobina solenoide directamente a través de un circuito lógico. Aquí estamos usando una válvula solenoide de 12V que se usa comúnmente para controlar el flujo de líquidos. El solenoide consume una corriente continua de 700 mA cuando está energizado y un pico de casi 1.2A, por lo que debemos considerar estas cosas al diseñar el circuito de accionamiento del solenoide para esta válvula de solenoide en particular.

Explicación del código de programación

El código completo para la válvula solenoide Arduino se da al final . Aquí explicamos el programa completo para comprender el funcionamiento del proyecto.

En primer lugar, hemos definido el pin digital 9 como salida para el solenoide y el pin digital 2 y 3 como pines de entrada para botones.

configuración nula () { 
     pinMode (9, OUTPUT); 
     pinMode (2, INPUT); 
     pinMode (3, ENTRADA); 
}

Ahora en bucle vacío, encienda o apague el solenoide según el estado del pin digital 2 y 3, donde se conectan dos botones para encender y apagar el solenoide.

void loop () { 
if (digitalRead (2) == HIGH) 
{ 
     digitalWrite (9, HIGH); 
     retraso (1000); 
} 
else if (digitalRead (3) == HIGH) 
{ 
     digitalWrite (9, LOW); 
     retraso (1000); 
} 
}

Control de una válvula solenoide desde un Arduino

Después de cargar el código completo en el Arduino, podrá encender y apagar el solenoide con la ayuda de dos botones. También se adjunta un LED con solenoide para fines de indicación. Se proporciona un video de trabajo completo al final de este tutorial.

Cuando se pulsa el botón 1, Arduino enviar un lógico alto a terminal de puerta del MOSFET IRF540, conectado en el 9 ^º pin del Arduino. Como IRF540 es un MOSFET de canal N, por lo que cuando su terminal de compuerta se ALTA, permite el flujo de corriente desde el drenaje a la fuente y enciende el solenoide.

De manera similar, cuando presionamos el botón 2, Arduino envía una lógica BAJA al terminal de puerta del MOSFET IRF540 que hace que el solenoide se apague.