วิธีใช้ โซลินอยด์วาล์ว (Solenoid valve) กับ Arduino หรือ ESP8266/ESP32

5 years ago

By Seller

สวัสดีครับ บทความนี้จะพูดถึงการต่อวงจรเพื่อขับ Solenoid valve หรือวาล์วเปิดปิดน้ำอย่างเช่นตัวในรูป เป็น Solenoid 4 หุน (1/2นิ้ว) ใช้ไฟ 24v

ซึ่ง solenoid valve ใช้กันทั่วไปในงานการเกษตร วิธีการต่อก็ไม่ซับซ้อนครับ คือดูว่า Solenoid เราใช้แรงดันเท่าไร ยกตัวอย่างตัวในรูปเป็นแบบ 24v ดังนั้นเพียงแค่หา power supply 20-24v เสียบเข้าสายไฟไม่ต้องสนใจขั้ว กำลังไฟฟ้าจะทำให้เกิดการเหนี่ยวนำขดลวดให้ดึงวาล์วขึ้น วาล์วน้ำก็จะเปิดทำงานให้น้ำไหลได้ ดังวิดีโอข้างล่าง

เราจะสังเกตว่า แรงดันน้ำแต่ละด้านจะไม่เท่ากันเพื่อให้เกิดแรงดันช่วยให้วาล์วปิดหรือเปิดได้ดีขึ้น ดังนั้นการออกแบบวาล์วพวกนี้จะมีทิศทางสำหรับใช้งานเฉพาะ โดยมักถูกระบุไว้ใต้วาล์วดังรูป หากเราใช้วาล์วกลับด้าน ผลคือวาล์วจะเปิดตลอดเวลานั่นเอง

นอกจากนี้เราจะพบว่าในคู่มือของ Solenoid valve มักจะโชว์วิธีการติดตั้งมาด้วย ซึ่งหากเราวางผิดวิธีอาจได้ประสิทธิภาพไม่เต็มที่หรือสูญเสียพลังงานกว่าปกติโดยใช่เหตุ ดังรูป

ในบทความนี้จะยกตัวอย่างใช้ Solenoid valve คู่กับ Microcontroller เพื่อสั่งให้ทำงานตามค่าเซนเซอร์อื่นๆ อย่างเช่น ใช้คู่กับเซนเซอร์วัดความชื้นในดิน เซนเซอร์วัดระดับน้ำ หรือทำคู่กับระบบ IoT อย่างเช่นเปิดปิดจากมือถือ เป็นต้น ซึ่งเราจำเป็นต้องมี Microcontroller จัดการกับสัญญาณเหล่านั้น

วิธีการใช้งาน Solenoid valve ร่วมกับ Arduino แบบเบื้องต้นกับ Solenoid แบบ 12v-24v

หากเราใช้ Solenoid มีระดับแรงดัน 12-24v เราอาจใช้ตัว Step-up converter ในการเพิ่มแรงดันจาก adapter 9v เป็น 12-24v เพื่อให้เราสามารถใช้ไฟ 9v จ่ายไฟเลี้ยงบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ได้โดยตรง ดังรูป ซึ่งตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้อาจเป็นตระกูล Arduino หรือ ESP8266/ESP32 ก็ได้ จ่ายสัญญาณ 3.3v-5v จากขา D3 ไปยัง Mosfet relay ให้เปิดปิดแรงดัน 24v ที่จ่ายไฟยัง Solenoid valve

เหตุผลที่แนะนำให้ใช้ Mosfet relay เนื่องจาก Relay ธรรมดามีข้อจำกัดเรื่องความเร็วในการตอบสนองและยังมีอายุการใช้งานสั้นโดยเฉพาะหากเราต้องการเปิดปิดวาล์วบ่อยครั้ง

TIP: ทราบหรือไม่ครับ ว่าการมี Coil (ในsolenoide valve) ในระบบจ่ายไฟ เวลาเราจ่ายไฟปิดเปิด จะมีกระแสไหลย้อนกลับเข้า Power supply ซึ่งจะเกิดประกายไฟขึ้นดังรูป

รูปจากคลิป : https://www.youtube.com/watch?v=ioSYlxHlYdI

โดยเราสามารถลดผลกระทบจากการย้อนกลับของกระแสได้ง่ายๆโดยใช้ Flyback diode ต่อขั้ว + diode เข้าขั้ว + และ diode ขั้ว - เข้าขั้ว - ของ Solenoid valve เพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับไม่ให้เข้าไปยัง Power supply โดยตรงดังรูป

วิธีการใช้งาน Solenoid valve ร่วมกับ Arduino แบบเบื้องต้นกับ Solenoid แบบ 220v

หากเราใช้ Solenoid มีระดับแรงดัน 220v เราไม่สามารถใช้ mosfet relay ได้เพราะ Mosfet relay ใช้กับกระแสตรง ทางเลือกจึงจำกัดเหลือเพียง Relay ธรรมดา หรือ Solid state relay

ตัวอย่างการใช้ Relay ธรรมดา กับ Solenoid valve 220v

ตัวอย่างการใช้ Solid state relay กับ Solenoid valve 220v กับ Arduino

การใช้ Solid state relay คู่กับ Arduino สามารถทำได้ทันที เนื่องจากใช้สัญญาณ Logic ขนาด 5v อยู่แล้ว ซึ่งกรณีเราใช้ Solid state relay คู่กับ ESP8266 หรือ ESP32 หรือไมโครคอนโทรลเลอร์อื่นที่มี Logic level เป็น 3.3v เราอาจพบว่า Solid state relay เมื่อสั่ง ON แล้วเกิดอาการเปิดไม่สุด วิธีแก้คือเพิ่ม transistor อย่าง 2n2222 เพื่อใช้ logic 3.3v จาก ESP8266 หรือ ESP32 เปิดปิดคู่กับแรงดัน 5v ดังรูป

ตัวอย่าง Code Solenoid valve กับ Relay หรือ Solid state relay หรือ Mosfet relay

แถม!!

ทราบหรือไม่ครับ ว่าอาการแปลกๆส่วนใหญ่เมื่อใช้ Relay เปิด-ปิดอุปกรณ์ที่มีการเหนี่ยวนำ (Inductive load) อย่าง Solenoid valve ที่ไมโครคอนโทรลเลอร์มักเอ๋อๆบ้าง รีเซ็ตตัวเองไปบ้าง สามารถแก้ไขได้ด้วยการเพิ่ม RC Snubber ต่อคร่อมขา Common กับ NO หรือ NC ของ Relay เท่านี้ก็จะช่วยยืดอายุการใช้งานหน้า contact และป้องกันไฟกระชากจากการคายประจุของโหลดจนทำให้วงจรเสียหายได้แล้วครับ

หมายเหตุ : การใช้วงจร RC snubber ให้มีประสิทธิภาพสูงสุดต้องคำนวณให้เหมาะสม อย่างไรก็ตามก็มีวงจร RC snubber สำเร็จรูปที่มีขายสามารถใช้ได้กับโหลด < 1000W (AC/DC 5-400V) รายละเอียดสินค้าสามารถคลิ๊กได้จากรูปด้านล่าง

หวังว่าบทความนี้จะมีประโยชน์สำหรับใครที่ต้องการใช้ Solenoid คู่กับไมโครคอนโทรลเลอร์ยอดนิยมไม่มากก็น้อย

ธนบดี บุหลันศรีชาติ
ผู้เขียน

เลี้ยงกาแฟผมสักแก้ว : https://ko-fi.com/modulemore

Solenoid valve, โซลินอยด์วาล์ว, วาล์ว

วิธีใช้โมดูลจอพร้อมปุ่ม Knob OLED ขนาด 0.96/1.3 นิ้ว กับ ESP32
4 months ago
หากคุณกำลังมองหาโมดูลที่รวมจอแสดงผลและปุ่มหมุนไว้ในชิ้นเดียวสำหรับการควบคุมเมนู การตั้งค่าพารามิเตอร์ หรือการสร้าง UI แบบอินเทอร์แอคทีฟบนโปรเจกต์ ESP32 หรือ Arduino – โมดูลจอ OLED พร้อมปุ่ม Knob ตัวนี้คือคำตอบ! รายละเอียดสินค้า ชื่อสินค้า:โมดูล…

สรุปการตั้งค่า Arduino IDE สำหรับ esp32-s3 ที่มี 2 usb port!?
4 months ago
ถ้าพูดถึงบอร์ด esp32 devkit ต่าง ๆ ที่มีพอร์ต USB ให้ใช้ เรามักเห็นพอร์ต USB ที่มีจุดประสงค์เพื่อการอัพโหลดโปรแกรมเข้าไป จนกระทั่งการมาของ esp32-s3 เราพบว่า Third party board หลายๆอันทำออกมามี 2 USB แล้วนักพัฒนาอย่างเราต้องใช้อันไหน เปิดไปใน Tools ขอ…

วิธีคำนวณ mAh แบตที่ต้องใช้ใน ESP32 สำหรับทำอุปกรณ์ IoT
8 months ago
ESP32 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ได้รับความนิยมสูงเนื่องจากความสามารถในการเชื่อมต่อไร้สายและประสิทธิภาพการทำงานที่ดี อย่างไรก็ตาม การจัดการพลังงานเป็นสิ่งสำคัญ โดยเฉพาะเมื่อต้องการให้ ESP32 ทำงานได้นานขึ้นโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ หลักการคำนวณระยะเวลาใช…

วิธีใช้งาน ESP32 กับเซ็นเซอร์วัด PM2.5 PMS3003/PMS7003
9 months ago
ตัวอย่างโค้ดสำหรับการใช้งาน ESP32 ในการวัดค่า PM2.5 และดึงค่าเวลาจาก NTP Server เพื่อส่งข้อมูลไปยัง หน้าจอ LCD 20x2 Hardware Requirements ชุดสินค้า ชุดทดลองทำเซ็นเซอร์วัดฝุ่น PM2.5 ด้วย ESP32 และ PMS3003 พร้อมหน้าจอแสดงผล หรือ Power supply 9v 2a เซนเ…

วิธีการใช้ Library แทนการใช้ millis() ใน Arduino
9 months ago
ในตัวอย่างนี้จะเป็นการใช้ Library ที่ชื่อว่า TickTwo แทนการใช้ millis() ใน Arduino โดย Library นี้จะช่วยในการคำนวณเวลาและเรียกฟังก์ชันที่ต้องการให้ทำงานเมื่อถึงเวลาที่กำหนดไว้ โดยไม่ต้องใช้ millis() ในการคำนวณเวลาเอง และไม่ต้องใช้ if ในการตรวจสอบเวลา…

อ่านทั้งหมด >>