Arduinoプロジェクトを光、電波、音を超えた「現実世界」に持ち込むときには、アクチュエータが必要になります。ほとんどのアクチュエータは、何らかの転がり要素を使用しており、必要に応じて直線運動に変換されます。しかし、その直線運動を直接作成するとどうなるでしょうか?
ソレノイドは何に使用されますか?
アプリケーションが力よりも速度に依存する場合、ソレノイドは最適な選択肢となります。ソレノイドを Arduinoボード と組み合わせるのも簡単です。電磁石なので、休止状態から作動位置に引き込むのに必要なのは適切な量の電圧と電流だけです。
キャプション: 小型ソレノイド、かなりの電圧と電流が必要です。
ソレノイドを使用するコツは、数字を正しく把握することです。これらのデバイスを動作させるには大量の電流が必要であり、その電圧は通常、Arduinoボードが提供できる電圧よりも高くなります。上の画像に見られるように、このプロジェクト セットアップで使用した小さなソレノイドでさえ、作動には12Vで700mAかかり、Arduino UNOの定格である5V出力とピンあたり20mAをはるかに上回っています。適切に作動させるには、トランジスタのセットアップが必要です。後ほど説明しますが、モーター シールドを使用することもできます。
Arduino制御電流出力: トランジスタの活性化
ソレノイドをArduinoで制御するには、ボードの限られた制御出力で大量の電流を制御する方法が必要になります。それは トランジスタに最適な仕事のように思えます。この場合は、TIP120パワーダーリントントランジスタを使用します。下記およびこの記事の最初の画像のように回路を接続します。5V USBソースがArduinoに電力を供給し、アースと出力ピンのみを介してソレノイドに接続されていることに注意してください。
キャプション: Arduino Unoでセットアップしたソレノイド
Arduino出力11、12、および13は、1000オームの抵抗を介してトランジスタのベースに接続されます。設定方法は次のとおりです。
1.各トランジスタのコレクタを1つのソレノイド リードに接続し、もう1つのソレノイド リードを共通の正電圧に差し込みます。
2.コレクターリードで、 ダイオード (1N4007または他の適切なデバイス) を正極ラインに接続します。これにより、ソレノイドがオフになったときにソレノイドからの放電 (またはキックバック) を考慮して、正のバンクにのみ電圧が流れるようになります。
3.トランジスタのエミッタレッグをグランドに接続します。
4.適切な電源 (このセットアップでは12V) を使用してトランジスタ/ソレノイド アセンブリに電力を供給します。
5.USBまたは別のソースを使用して、Arduinoに個別に電力を供給します。
6.Arduinoのグランド ピンをボードのグランドに配線し、各Arduino出力を適切な抵抗器とトランジスタに配線します。
7.この スケッチを使用してArduinoをプログラムします。電源を入れると、ソレノイドが順番にカチッと音を立てます。
モーターシールドをArduinoソレノイドドライバーとして使用する
キャプション: モーター シールドを備えたArduino Unoによって駆動される12Vソレノイド。
Arduinoボードに関しては、ソレノイド はモーターと同じように動作します。実際には、ソレノイドはさらに単純です。リード線を配置する場合、プラスとマイナスの方向は重要ではありません。したがって、モーター シールドをArduinoソレノイド ドライバーとして使用するには、モーターが接続される場所にリード線を接続し、適切なプログラムを実行するだけです。プロセスは次のとおりです。
1.私が使用したAdafruit Motor Shieldの場合、 ライブラリをダウンロードしてインストールする必要があります。独自の 個別のライブラリを備えた、更新された「V2」バージョンのシールドも見つかります。
2.ライブラリをインストールしたら、 このコードを実行 してソレノイドをカチッと鳴らします。
タイミングやその他の機能を好みに合わせて変更したり、必要に応じてsetup() ルーチンでソレノイドを追加または削除したりできます。磁石が最大限に引っ張られるように、速度はすべて255に設定されていることに注意してください。ほとんどのソレノイドは前進方向に動作するように設定されていますが、ソレノイド2は後進方向に動作するように設定されていることに注意してください。これは、ソレノイドを扱うときには +/- ワイヤの向きは重要ではないことを示しています。必要に応じて、同様の方法でArduinoまたはその他の マイクロコントローラ ボード と統合する他の外部Hブリッジ モジュールも利用できます。
ソレノイドバルブとは何ですか?
ソレノイドは素早く動作できますが、力は得意ではありません。物体を直接作動させる以外に、ソレノイドのもう1つの優れた用途は、リレーが高電力ラインを作動させるのと同じように、空気バルブを作動させることです。これらのいわゆるソレノイドバルブは、電磁石からのわずかな力を利用して圧縮空気の流れを変え、文字通り重いものを持ち上げます。エアバルブは素早く、強力な力で作動します。
ソレノイドバルブは、製造現場で最もよく使用されます。これらのアプリケーションでは、バルブ内のソレノイド ストッパーが1つの位置に移動すると、3方向ソレノイド バルブがピストンを前方に押します。Arduinoでも同じタスクを実行できますが、アプリケーションに適切な電圧と電流を供給する必要があります。