सोलेनॉइड ड्राइवर सर्किट

कई प्रक्रिया स्वचालन प्रणालियों में Solenoids आमतौर पर बहुत अधिक उपयोग किया जाता है। कई प्रकार के सोलेनोइड हैं, उदाहरण के लिए सोलेनॉइड वाल्व हैं जिनका उपयोग पानी या गैस पाइप लाइनों को खोलने या बंद करने के लिए किया जा सकता है और इसमें सोलनॉइड प्लंजर होते हैं जो रैखिक गति उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। सॉलोनॉइड का एक बहुत ही सामान्य अनुप्रयोग जो हम में से अधिकांश के पास आया होगा वह है डिंग-डोंग डोर बेल। डोर बेल के अंदर एक प्लंजर टाइप सोलनॉइड कॉइल होता है, जो एसी पावर सोर्स से एनर्जेटिक होने पर एक छोटी रॉड को ऊपर और नीचे घुमाएगा। यह डंडा सोलिंगॉइड के दोनों ओर रखी धातु की प्लेटों को सुखदायक डिंग डोंग साउंड का उत्पादन करेगा।

यद्यपि कई प्रकार के सोलेनोइड तंत्र उपलब्ध हैं, लेकिन सबसे बुनियादी चीज वही है। यही है, यह एक धातु (प्रवाहकीय) सामग्री पर एक कुंडल घाव है। जब कुंडली को ऊर्जावान किया जाता है, तो इस प्रवाहकीय सामग्री को कुछ यांत्रिक गति के अधीन किया जाता है, जो तब डी-एनर्जेटिक होने पर वसंत या अन्य तंत्र के माध्यम से उलट जाता है। चूंकि सोलनॉइड में कॉइल शामिल होता है, वे अक्सर बड़ी मात्रा में खपत करते हैं, जिससे इसे संचालित करने के लिए कुछ प्रकार के ड्राइवर सर्किट का होना अनिवार्य होता है। इस ट्यूटोरियल में हम सीखेंगे कि सोलनॉइड वाल्व को नियंत्रित करने के लिए ड्राइवर सर्किट का निर्माण कैसे करें ।

सामग्री की आवश्यकता

• सोलेनोइड वाल्व
• 12 वी एडाप्टर
• 7805 नियामक आईसी
• IRF540N MOSFET
• डायोड IN4007
• 0.1uf क्षमता
• 1k और 10k प्रतिरोधों
• तारों को जोड़ना
• ब्रेड बोर्ड

सोलेनॉइड क्या है और यह कैसे काम करता है?

एक सोलनॉइड एक उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है । यह एक प्रवाहकीय सामग्री के ऊपर एक कुंडल घाव है, यह सेट-अप एक इलेक्ट्रोमैग्नेट के रूप में कार्य करता है। प्राकृतिक चुंबक पर एक इलेक्ट्रोमैग्नेट का लाभ यह है कि कुंडल को सक्रिय करने के लिए आवश्यक होने पर इसे चालू या बंद किया जा सकता है। इस प्रकार जब कुंडली सक्रिय होती है तो दूर के नियम के अनुसार वर्तमान ले जाने वाले चालक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र होता है, चूंकि कंडक्टर एक कुंडल होता है जो चुंबकीय क्षेत्र सामग्री को चुम्बकीय बनाने और रैखिक गति बनाने के लिए पर्याप्त मजबूत होता है।

इस प्रक्रिया के दौरान कॉइल बड़ी मात्रा में करंट खींचता है और हिस्टैरिसीस समस्या भी पैदा करता है, इसलिए लॉजिक सर्किट के बावजूद सीधे सोलेनोइड कॉइल को चलाना संभव नहीं है। यहां हम एक 12 वी सोलनॉइड वाल्व का उपयोग कर रहे हैं जो आमतौर पर तरल पदार्थों के प्रवाह को नियंत्रित करने में उपयोग किया जाता है। सॉलोनॉइड 700mA की निरंतर धारा खींचता है जब सक्रिय और लगभग 1.2A का एक शिखर होता है इसलिए हमें इस विशेष सोलेनॉइड वाल्व के लिए ड्राइवर सर्किट को डिजाइन करते समय इन बातों पर विचार करना होगा।

सर्किट आरेख

सोलेनॉइड ड्राइवर सर्किट के लिए पूर्ण सर्किट आरेख नीचे की छवि में दिखाया गया है। हम यह समझेंगे कि ऐसा क्यों बनाया गया है, एक बार पूरा सर्किट देखने के बाद।

जैसा कि आप देख सकते हैं कि सर्किट बहुत सरल और निर्माण में आसान है, इसलिए हम एक छोटे ब्रेडबोर्ड कनेक्शन का उपयोग करके इसका परीक्षण कर सकते हैं। एक सोलनॉइड को सरलता से अपने टर्मिनलों पर 12V को शक्ति देकर चालू किया जा सकता है और इसे बंद करके इसे बंद किया जा सकता है। एक डिजिटल सर्किट का उपयोग करके इस चालू और बंद प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए हमें MOSFET जैसे स्विचिंग डिवाइस की आवश्यकता होती है और इस प्रकार यह इस सर्किट का महत्वपूर्ण घटक है। निम्नलिखित पैरामीटर हैं जिन्हें आपको MOSFET का चयन करते समय जांचना होगा।

गेट सोर्स थ्रेशोल्ड वोल्टेज V _{GS (th)}: यह वह वोल्टेज है जिसे चालू करने के लिए MOSFET को सप्लाई करना होता है। यहां थ्रेसहोल्ड वोल्टेज का मान 4V है और हम 5V के वोल्टेज की आपूर्ति कर रहे हैं जो पूरी तरह से MOSFET को चालू करने के लिए पर्याप्त से अधिक है

कंटीन्यू ड्रेन करंट: सतत ड्रेन करंट वह अधिकतम करंट होता है जिसे किसी सर्किट से बहने दिया जा सकता है। यहां हमारा सोलनॉइड 1.2A की अधिकतम चोटी की खपत करता है और हमारे MOSFET की रेटिंग 5V VG पर 10A है। इसलिए हम MOSFET की वर्तमान रेटिंग से अधिक सुरक्षित हैं। यह हमेशा वास्तविक मूल्य और वर्तमान के रेटेड मूल्य के बीच कुछ ऊपरी सीमांत अंतर रखने की सिफारिश की जाती है।

ड्रेन-सोर्स ऑन-स्टेट रेजिस्टेंस: जब एमओएसएफईटी पूरी तरह से चालू हो जाता है तो इसमें ड्रेन और सोर्स पिन के बीच कुछ प्रतिरोध होता है, इस प्रतिरोध को स्टेट रेसिस्टेंस कहा जाता है। इसका मान जितना संभव हो उतना कम होना चाहिए अन्यथा पिन के पार विशाल वोल्टेज ड्रॉप (ओम कानून) होगा जिसके परिणामस्वरूप सोलनॉइड को चालू करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज नहीं होगा। यहाँ पर राज्य के प्रतिरोध का मूल्य केवल 0.077 state है।

आप अपने MOSFET के डेटाशीट को देख सकते हैं यदि आप कुछ अन्य सोलेनोइड एप्लिकेशन के लिए सर्किट डिज़ाइन कर रहे हैं। 12V इनपुट सप्लाई को 5V में बदलने के लिए 7805 रैखिक रेगुलेटर IC का उपयोग किया जाता है, यह वोल्टेज तब MOSFET के गेट पिन को दिया जाता है जब स्विच को दबाया जाता है, हालांकि 1K करंट लिमिटिंग रोकनेवाला। जब स्विच दबाया नहीं जाता है तो गेट पिन को 10k रेसिस्टर के माध्यम से जमीन पर खींच लिया जाता है। जब स्विच दबाया नहीं जाता है तो यह MOSFET बंद रहता है। अंत में एक डायोड को एंटी-पैरेलल डायरेक्शन में जोड़ा जाता है ताकि सोलनॉइड कॉइल को पावर सर्किट में डिस्चार्ज होने से बचाया जा सके।

सोलेनॉइड ड्राइवर सर्किट का कार्य

अब जब हम समझ गए हैं कि ड्राइवर सर्किट कैसे काम करता है तो सर्किट को ब्रेड बोर्ड पर बनाकर परीक्षण करें। मैंने पॉवर सप्लाई के लिए 12V अडैप्टर का इस्तेमाल किया है और पूरा होने पर मेरा हार्डवेयर सेटअप कुछ ऐसा दिखता है।

जब बीच में स्विच दबाया जाता है तो MOSFET को + 5V आपूर्ति प्रदान की जाती है और यह सोलेनोइड को चालू करता है। जब स्विच को फिर से दबाया जाता है तो यह MOSFET को + 5V आपूर्ति को डिस्कनेक्ट करता है और सोलनॉइड वापस ऑफ स्टेट में चला जाता है। सोलेनोइड को चालू और बंद करके उसके द्वारा बनाई गई ध्वनि पर ध्यान दिया जा सकता है, लेकिन इसे थोड़ा और दिलचस्प बनाने के लिए मैंने सोलनॉइड वाल्व को पानी के पाइप से जोड़ा है। डिफ़ॉल्ट रूप से जब सोलेनोइड बंद होता है तो मूल्य बंद हो जाता है और इसलिए कोई पानी दूसरे छोर से नहीं निकलता है। तब जब सोलेनोइड को चालू किया जाता है तो मान खुल जाता है और पानी बाहर निकल जाता है। नीचे दिए गए वीडियो में काम करने की कल्पना की जा सकती है ।

आशा है कि आप इस परियोजना को समझ गए हैं और इसके निर्माण का आनंद ले चुके हैं, अगर आपको किसी समस्या का सामना करना पड़ा हो तो बेझिझक उन्हें टिप्पणी अनुभाग में पोस्ट करें या तकनीकी सहायता के लिए मंच का उपयोग करें।