Hacer que la válvula solenoide funcione con Arduino y el transistor TIP120

Su principal problema es que los transistores Darlington, como el TIP120, son muy sensibles pero no muy buenos cuando se encienden. Si observa la hoja de datos , en la página 2 encontrará Vce (sat), que es el voltaje en el transistor cuando está completamente encendido. A 3 amperios de corriente y 12 mA de corriente base, el voltaje es de 2 voltios.

Ahora, es cierto que no ha especificado la corriente de su solenoide, pero también es cierto que su corriente base no será más de aproximadamente 1 1/2 mA. Intente medir el voltaje de encendido a través de su resistencia base, y lo encontrará en la vecindad de 3 voltios.

Entonces, lo primero que debe hacer es aumentar el voltaje de su solenoide en aproximadamente 2 voltios para compensar la caída de voltaje que sabe que obtendrá. Lo segundo es posiblemente disminuir su resistencia base para aumentar la corriente base.

EDITAR: se verá un circuito más completo

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Es cierto que un MOSFET de potencia producirá una caída de voltaje menor, por lo que podría quedarse con 12 voltios, pero hay una advertencia. Los voltajes de salida de Arduino no son lo suficientemente altos para conducir de manera confiable la puerta de un MOSFET "normal". Si decide probar esto, debe tener cuidado de obtener un FET de "puerta de nivel lógico". Si no lo hace, es posible que descubra que el FET cae incluso más voltaje que el TIP120, y puede variar mucho de una unidad a otra, con la Ley de Murphy dictando que terminará con uno de los malos.

Independientemente de lo que use como interruptor, DEBE incluir el diodo. Si no lo hace, el transistor morirá tarde o temprano.

Además, nunca ha especificado la corriente de su solenoide (mencioné esto antes). Si la corriente es superior a (digamos) 1/2 amperio, deberá proporcionar un disipador de calor para su TIP120. Usando los números Vce(sat) de la hoja de datos como ejemplo, si el transistor consume 3 amperios y cae 2 voltios, se disipará 2 x 3, o 6 vatios, y sin un disipador de calor se autodestruirá. La disipación real, por supuesto, dependerá de su corriente, determinada por el solenoide, y el voltaje, que dependerá en parte de la fuerza con la que conduzca la base.

La caída de voltaje que está viendo bajo carga es normal para este tipo de transistor. Internamente, el TIP120 es en realidad dos transistores, con el emisor del primero conectado a la base del segundo. En esta configuración, la ganancia de corriente total es muy alta, pero el voltaje de saturación también es bastante alto (hasta 2 V a 3 A), porque es la suma de las uniones Colector-Emisor del primer transistor y Base-Emisor del segundo transistor.

En muchos circuitos, esta mayor caída de voltaje no es un problema. Sin embargo, su válvula solenoide solo está especificada para funcionar con 12 V +-10 %, lo que significa que funcionará ( ¡o no!) con 10,8 V. Un dispositivo a menudo seguirá funcionando fuera de sus especificaciones, pero aparentemente el tuyo no. Por lo tanto, tienes 3 opciones:-

1. Utilice una fuente de alimentación de mayor voltaje (p. ej., 13,2 V) para compensar la caída de voltaje en el transistor Darlington.

2. Reemplace el TIP120 con un dispositivo que tenga una caída de voltaje más baja, p. un MOSFET de potencia de 'nivel lógico'.

3. Utilice una válvula que esté especificada para funcionar a 10 V o menos.

Nota: Las bobinas de solenoide tienen una inductancia muy alta . Cuando se apaga, genera un pico de alto voltaje a medida que el campo magnético colapsa, lo que puede matar su transistor. Para evitar esto, debe conectar un diodo (p. ej., 1N4001 ) a través del solenoide, con el cátodo a la conexión positiva de la fuente de alimentación para que normalmente no conduzca. ¡No te equivoques de polaridad o el diodo cortocircuitará el solenoide!