الملفات اللولبية هي مشغلات شائعة الاستخدام في العديد من أنظمة التشغيل الآلي للعمليات. هناك العديد من أنواع الملف اللولبي ، على سبيل المثال هناك صمامات الملف اللولبي التي يمكن استخدامها لفتح أو إغلاق خطوط أنابيب المياه أو الغاز ، وهناك مكابس بملف لولبي تستخدم لإنتاج حركة خطية. أحد التطبيقات الشائعة جدًا للملف اللولبي الذي كان سيصادفه معظمنا هو جرس الباب ding-dong. يحتوي جرس الباب على ملف لولبي من نوع المكبس بداخله ، والذي عند تنشيطه بواسطة مصدر طاقة التيار المتردد سوف يحرك قضيبًا صغيرًا لأعلى ولأسفل. سيضرب هذا القضيب الصفائح المعدنية الموضوعة على جانبي الملف اللولبي لإنتاج صوت دينغ دونغ المهدئ.
على الرغم من وجود العديد من أنواع آليات الملف اللولبي المتاحة ، إلا أن الشيء الأساسي يبقى كما هو. أي أنه يحتوي على ملف جرح فوق مادة معدنية (موصلة). عندما يتم تنشيط الملف ، تتعرض هذه المادة الموصلة لبعض الحركة الميكانيكية التي يتم عكسها بعد ذلك من خلال زنبرك أو آلية أخرى عند إلغاء تنشيطها. نظرًا لأن الملف اللولبي يتضمن ملفًا ، فإنه غالبًا ما يستهلك كمية كبيرة من التيار مما يجعل من الإلزامي وجود نوع من دوائر التشغيل لتشغيله. في هذا البرنامج التعليمي سوف نتعلم كيفية بناء دائرة سائق للتحكم في صمام الملف اللولبي.
المواد المطلوبة
- صمام الملف اللولبي
- محول 12 فولت
- 7805 منظم IC
- IRF540N MOSFET
- الصمام الثنائي IN4007
- 0.1 فائق التوهج واسع
- مقاومات 1 كيلو و 10 كيلو
- توصيل الأسلاك
- اللوح
ما هو الملف اللولبي وكيف يعمل؟
الملف اللولبي هو جهاز يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. يحتوي على ملف ملفوف فوق مادة موصلة ، ويعمل هذا الإعداد كمغناطيس كهربائي. تتمثل ميزة المغناطيس الكهربائي على المغناطيس الطبيعي في أنه يمكن تشغيله أو إيقاف تشغيله عند الحاجة عن طريق تنشيط الملف. وبالتالي ، عندما يتم تنشيط الملف ، وفقًا لقانون فارادز ، يكون للموصل الحامل للتيار مجال مغناطيسي حوله ، نظرًا لأن الموصل عبارة عن ملف ، يكون المجال المغناطيسي قويًا بما يكفي لمغنطة المادة وخلق حركة خطية.
خلال هذه العملية ، يقوم الملف بسحب كمية كبيرة من التيار وينتج أيضًا مشكلة التخلفية ، وبالتالي لا يمكن تشغيل ملف الملف اللولبي مباشرة من خلال دائرة منطقية. نحن هنا نستخدم صمام الملف اللولبي بجهد 12 فولت والذي يشيع استخدامه للتحكم في تدفق السوائل. يسحب الملف اللولبي تيارًا مستمرًا يبلغ 700 مللي أمبير عند تنشيطه وذروة تصل إلى 1.2 أمبير تقريبًا ، لذلك يتعين علينا مراعاة هذه الأشياء أثناء تصميم دائرة التشغيل الخاصة بصمام الملف اللولبي هذا.
مخطط الرسم البياني
يظهر مخطط الدائرة الكامل لدائرة سائق الملف اللولبي في الصورة أدناه. سوف نفهم سبب تصميمها ، مرة واحدة بعد إلقاء نظرة على الدائرة الكاملة.
كما ترى ، فإن الدائرة بسيطة للغاية وسهلة البناء ، ومن ثم يمكننا اختبار ذلك باستخدام اتصال لوحة توصيل صغير. يمكن تشغيل الملف اللولبي ببساطة عن طريق تشغيل 12 فولت عبر أطرافه وإيقاف تشغيله عن طريق إيقاف تشغيله. للتحكم في هذا التشغيل وإيقاف العملية باستخدام دائرة رقمية ، نحتاج إلى جهاز تبديل مثل MOSFET ، وبالتالي فهو المكون المهم في هذه الدائرة. فيما يلي المعلمات التي يجب عليك التحقق منها أثناء اختيار MOSFET.
جهد مصدر البوابة V GS (th): هذا هو الجهد الذي يجب توفيره لـ MOSFET لتشغيله. هنا قيمة الجهد العتبة هي 4 فولت ونحن نوفر جهدًا قدره 5 فولت وهو أكثر من كافٍ لتشغيل MOSFET تمامًا
تيار التصريف المستمر: تيار التصريف المستمر هو أقصى تيار يمكن السماح له بالتدفق خلال الدائرة. هنا يستهلك الملف اللولبي الخاص بنا تيارًا أقصى يبلغ 1.2A ويبلغ تصنيف MOSFET 10A عند 5 فولت Vgs. لذلك فنحن أكثر من آمن مع التصنيف الحالي لـ MOSFET. يوصى دائمًا بوجود بعض الفروق الهامشية العليا بين القيمة الفعلية والقيمة المقدرة للتيار.
مقاومة مصدر الصرف على الحالة: عندما يتم تشغيل MOSFET بالكامل ، يكون لديها بعض المقاومة بين Drain و Source pin ، تسمى هذه المقاومة على أنها مقاومة الحالة. يجب أن تكون قيمة هذا منخفضة قدر الإمكان وإلا سيكون هناك انخفاض كبير في الجهد (قانون أوم) عبر المسامير مما يؤدي إلى عدم كفاية الجهد لتشغيل الملف اللولبي. قيمة المقاومة داخل الدولة هنا هي 0.077Ω فقط.
يمكنك إلقاء نظرة على ورقة البيانات الخاصة بـ MOSFET إذا كنت تقوم بتصميم الدائرة لبعض تطبيقات الملف اللولبي الأخرى. يتم استخدام IC 7805 Linear Regulator IC لتحويل إمداد الإدخال بجهد 12 فولت إلى 5 فولت ، ثم يتم إعطاء هذا الجهد إلى دبوس البوابة الخاص بـ MOSFET عند الضغط على المفتاح من خلال المقاوم المحدد الحالي 1K. عندما لا يتم الضغط على المفتاح ، يتم سحب دبوس البوابة لأسفل على الأرض من خلال المقاوم 10 كيلو. هذا يحافظ على إيقاف تشغيل MOSFET عندما لا يتم الضغط على المفتاح. أخيرًا ، يُضاف الصمام الثنائي في الاتجاه المضاد الموازي لمنع الملف اللولبي من التفريغ في دائرة الطاقة.
عمل حلبة سائق الملف اللولبي
الآن بعد أن فهمنا كيف تعمل دائرة السائق ، تتيح لنا اختبار الدائرة من خلال بنائها على لوح الخبز. لقد استخدمت محولًا بجهد 12 فولت لإمداد الطاقة ويبدو إعداد أجهزتي شيئًا كهذا عند الانتهاء.
عند الضغط على المفتاح الموجود بينهما ، يتم توفير مصدر الإمداد + 5 فولت إلى MOSFET ويقوم بتشغيل الملف اللولبي. عندما يتم الضغط على المفتاح مرة أخرى ، فإنه يفصل التيار الكهربائي + 5 فولت عن MOSFET ويعود الملف اللولبي إلى حالة الإيقاف. يمكن ملاحظة تشغيل وإيقاف تشغيل الملف اللولبي من خلال صوت النقر الذي يصدره ، ولكن لجعله أكثر إثارة للاهتمام ، قمت بتوصيل صمام الملف اللولبي بأنبوب ماء. بشكل افتراضي عندما يكون الملف اللولبي معطلاً ، يتم إغلاق القيمة وبالتالي لا يخرج الماء من خلال الطرف الآخر. ثم عند تشغيل الملف اللولبي ، تنفتح القيمة ويتدفق الماء للخارج. يمكن تصور العمل في الفيديو أدناه.
آمل أن تكون قد فهمت المشروع واستمتعت ببنائه ، إذا واجهت أي مشكلة فلا تتردد في نشرها في قسم التعليقات أو استخدام المنتدى للحصول على المساعدة الفنية.