NOBのArduino日記!

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趣味は車・バイク・自転車・ラジコン・電子工作です。

ソレノイド水電磁弁の使い方(uxcell,G1/2,12V)

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ソレノイド水電磁弁 SEN-SZ 21NA(uxcell,G1/2,12V)
 
 先日植えたグリーンカーテンへの自動水やり装置を作ろうかと計画中です!
 それに合わせて「ソレノイド水電磁弁」を買って実験してみました!
 これでArduinoで水の流れを自在にコントロール出来ちゃいます!

1.ソレノイド水電磁弁とは

 ソレノイド※1水電磁弁※2とは、ソレノイド※1に電流を流す事で磁界を発生させ、オリフィス※3に接続された可動鉄心※4を固定鉄心※4に引き寄せる事で水の流れをON・OFF制御します。

※以下補足です

※1:ソレノイド(仏:solénoïde)とは、螺旋状にコイルを密巻きにした形状の事。
平面状に渦巻としたものはコイルと呼ぶ。一般に絶縁電線で出来ていて、電流を流して磁場を発生する目的のものやそれを利用した装置を指す。制御可能な磁場の発生や、電磁石に利用する。
※2:電磁弁とは、電磁石と弁を組み合わせたもので電気をON・OFFすることにより、空気や水などの流体を止めたり、流したり、また流れの方向を切り換えるもの。
※3:オリフィスとは、流量の調節や測定に用いる薄い壁にあけた流体の流れ出る穴。直径 D の流管の途中に開口径 d ( D > d ) のオリフィスを挿入すると、その直後では流速が変化し圧力が下る (ベルヌーイの定理 ) 。オリフィスの手前と直後での流体の圧力差を検出することにより流量が求められる。
※4:可動鉄心とは、プランジャーとも呼ばれるソレノイドの駆動部品。磁界が発生すると固定鉄芯方向に吸い寄せられる。


1.1 SEN-SZ 21NAとは
 ソレノイド水電磁弁「SEN-SZ 21NA」の外観写真及び寸法を図1に、仕様を表1に示します。
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図1:ソレノイド水電磁弁「SEN-SZ 21NA」製品外観写真及び寸法
 
表1:ソレノイド水電磁弁「SEN-SZ 21NA」の仕様
項目 内容
 製品名  水電磁弁
 材質  真鍮
 液体温度  80℃以下
 作動電圧  DC12V
 最大電流  0.46A
 消費電力  5.2W
 作動水圧範囲  0.02~0.8Mpa
 最大水圧  1.75Mpa
 流量範囲  3~25L/min
 コイル抵抗  26Ω(DC12V)
 絶縁抵抗  100MΩ以上
 ネジ径  G1/2(メス)
 寿命時間  300,000回以上
 正味重量  250g
Amazonuxcell G1/2 12.7mm 水電磁弁」の商品説明より引用させて頂きました

2. 実験回路

 秋月電子可変スイッチング電源キット(改)と、テスターを使って図2の通りソレノイド水電磁弁と接続してみました!
 単純に電源のプラスからソレノイド水電磁弁の間にテスターを電流測定モードで挟んだだけです。
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図2:実験回路

3. 実験!

 図2の接続で以下の通り実験してみました
 
3.1 鉄のプランジャーを使用したソレノイドバルブには極性が無い?
 ソレノイドに電流を流すと電流を流す方向によってS極やN極の磁界が発生します。
 このソレノイドで発生した磁界によって可動鉄心「プランジャー」が動作します。
 プランジャーの材質が鉄であるとS極であってもN極であっても極性に関係無く引き寄せられる為、電流を流した方向に関係なく電磁弁が開きます。
 一応確認の為に「左:プラス、右:マイナス」として12V掛けた状態を図3に、「左:マイナス、右:プラス」として12V掛けた状態を図4に示します。
 当然ですが図3も図4もシッカリ音を立ててソレノイドバルブが動きました
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図3:端子に向かって「左:プラス、右:マイナス」接続
 
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図4:端子に向かって「左:マイナス、右:プラス」接続
 
3.2 電源電圧と消費電流
 秋月電子可変スイッチング電源キット3.3、5、7、9、12Vと電圧を上げて行った時の消費電流を測定してみました
 因みにソレノイドバルブが動いたのは6.5Vからですが、かなり弱々しかったのでしっかり12V掛けた方が良さそうです
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図5:電圧を3.3~12V迄上げた時の消費電流

 因みに、仕様書(表1)ではDC12V掛けた際の最大電流0.46A・消費電力5.2Wですが、実際に測った表2より最大電流0.39A・消費電力4.7Wと、若干低めでした。
 
表2:水電磁弁「SEN-SZ 21NA」の電圧別消費電力
 電源電圧(V)  消費電流(mA)  消費電力(W)
 3.31  108.9  0.360
 5.00  163.6  0.818
 7.03  228.8  1.608
 9.01  292.5  2.635
 12.0  394.4  4.733

 

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図6:水電磁弁「SEN-SZ 21NA」の電圧別消費電力
 

3. まとめ

 今回使ったソレノイド水電磁弁は、中国からお取り寄せした一個千円ちょいの超お買い得品です!2個買って2個ともちゃんと動きました!
 あとは庭の植木への水やりを、一年ぐらいはなんとかがんばって欲しいですね
 
※2021年8月14日追伸:自動水やり機を庭に設置してから4年経ちましたが、今でも毎日動いてくれてます(*^^)v
 
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