Вибір та підключення електромагнітних клапанів
Електромагнітні (соленоїдні) клапани є виконавчими механізмами, які використовуються для автоматичного перекриття та регулювання швидкості відбору спирту або подачі води охолодження в дефлегматор.
Типи електромагнітних клапанів#
При виборі клапана для автоматики звертайте увагу на такі характеристики:
1. Стан за відсутності напруги:#
- Нормально-закриті (NC, Normally Closed):
- Логіка: За замовчуванням закриті. Відкриваються лише при подачі живлення на котушку.
- Застосування: Обов'язково для ліній відбору спирту. У разі аварійного знеструмлення або збою автоматики клапан закриється самостійно, запобігаючи неконтрольованому виливу спирту.
- Нормально-відкриті (NO, Normally Open):
- Логіка: За замовчуванням відкриті. Закриваються при подачі живлення.
- Застосування: Може використовуватись для подачі води охолодження (якщо ви хочете, щоб при вимкненні світла вода продовжувала текти для охолодження куба).
2. Матеріал корпусу:#
Для спиртових ліній використовуйте виключно клапани з нержавіючої сталі (SUS304) або спеціального харчового фторопласту (PTFE) з прокладками з силікону чи Viton. Латунні клапани окислюються під дією гарячого спирту та псують продукт.
Схеми підключення клапанів до ESP32#
Мікроконтролер ESP32 видає на своїх пінах GPIO напругу 3.3V зі струмом до 12-20 мА. Цього критично недостатньо для живлення котушки клапана (яка зазвичай споживає від 300 мА до 2 А при напрузі 12V або 220V).
Тому підключення здійснюється через ключі узгодження:
1. Підключення клапана 12V постійного струму (DC) через MOSFET#
Використовуйте N-канальний польовий транзистор (наприклад, IRF540N або модулі на базі LR7843):
- Захисний діод (D1): Обов'язково встановлюйте діод (наприклад, 1N4007) паралельно котушці клапана в зворотному напрямку. При вимкненні клапана виникає ЕРС самоіндукції високої напруги, яка без діода миттєво спалить транзистор.
- Резистор R1: Обмежує струм заряду затвора MOSFET.
- Резистор R2: Стягує затвор на GND, гарантуючи, що клапан буде закритий при перезавантаженні ESP32.
2. Підключення клапана 220V змінного струму (AC) через SSR#
Для клапанів 220V змінного струму найкраще підходять малопотужні твердотільні реле (SSR), наприклад, серії G3MB-202P (струм до 2 А, вбудований контроль переходу через нуль). Вони підключаються так само, як і великі силові SSR для ТЕНів (сигнал GPIO безпосередньо на вхід керування реле через обмежувальний резистор).
Тривходовий 3/2: дивертор чи «наповнити й скинути»#
Два клапани з написом «3/2 NC» і трьома однаковими портами можуть робити протилежні речі — і в каталозі є обидва види. Різниця в тому, який порт вхідний і що з'єднано без напруги.
| Тип | Без напруги | Під напругою | Приклад у каталозі |
|---|---|---|---|
| дивертор (універсальний, спільний порт 2) | 2 → злив, вода тече завжди | 2 → парогенератор | ACL E306, ODE 31A2 |
| NC з дренажем (кавомашинна логіка, вхід — порт 2) | вхід перекритий, порти 1 і 3 з'єднані: лінія дренується | 2 → 1, порт 3 закритий | HPControl 3V, RM23-02, OLAB 9000 |
Для наливу парогенератора підходять обидва: роль steam_generator-in_water-valve у прошивці — один дискретний вихід 0/100 (rb_scripts.h; bbk_script.cpp пише 0 і 100), при аварії всі виходи гасяться, тож канал у парогенератор мусить бути нормально закритим — і в дивертора, і в NC-клапана це так. А от «пустити воду з холодильника або в парогенератор, або в злив» уміє лише дивертор: через NC-клапан із дренажем без напруги вода з холодильника не піде нікуди.
NC-клапан можна змусити працювати як дивертор, подавши воду на порт 1: без напруги 1 → 3 (злив), під напругою 1 → 2. HPControl прямо пише, що клапан «може працювати як NO і змінювати напрямок потоку». Але паспортний тиск заявлено для входу на порт 2; на порту 1 плунжер тримає тиск лише пружиною, і цифри виробник не дає. На самопливі з холодильника це не питання, на водопроводі 3–4 бар — перевірити витік у порт 2 при вимкненій котушці.
Що ще звірити перед покупкою 3/2 на воду:
- Отвір, не різьба. 2 мм (HPControl) чи 1.2 мм (OLAB) — це налив парогенератора, не лінія охолодження; для потоку в холодильник потрібен повнопрохідний 1/2″. Kv на сторінках немає — рахувати за отвором. На стадію наливу прошивка дає 5 хв (
script-bbk.md) — витрату звірити з об'ємом. - Ущільнення. Viton (FKM) тримає гарячу воду після холодильника; NBR — до +90 °C. OLAB у листингу ущільнення не називає — питати продавця або брати виконання з VITON у назві.
- Третій порт OLAB 9000 — штуцер під шланг ø7 мм, не різьба (виконання з G1/8 — арт. 9300, мінімальна партія 500 шт.).
- Котушка. 24 В DC 19–20 Вт (HPControl) — 0.8 А: вихід KC868-A16 напряму, на A6 — через реле; 10 Вт (OLAB, ACL) — 0.42 А.
- Латунь чи SS316. Для водопровідної води латунь; нержавійка варта грошей там, де через клапан іде спирт, сусло чи кислі мийні розчини CIP — латунь там темніє й віддає мідь.
- Плутанина назв. «3V» у HPControl — латунний прямодіючий клапан на воду від 0 бар; «3V110/3V210» в AirTAC — пневморозподільники лише на повітря від 1.5 бар. Різні речі під схожою назвою.
5/2 — це перемикач на повітря, не два виходи на воду#
Пневморозподільник 5/2 (4V210-08) — п'ять портів: P (живлення), A і B (виходи), EA і EB (вихлопи); одна котушка, повернення пружиною. Без напруги P → B (A на вихлоп), під напругою P → A (B на вихлоп). Так керують двостороннім пневмоциліндром або пневмоприводом кульового чи дискового крана: один вихід контролера, кран іде в одне з двох положень. Для прошивки це той самий дискретний вихід 0/100, що й роль клапана; при аварії виходи гасяться, і привід повертається пружиною в B — тому кран, який мусить закритись при аварії, вішають так, щоб «B» було «закрито».
Не на воду. Алюмінієвий золотник з NBR-манжетами й пілотна схема від тиску повітря: вода в такому розподільнику — корозія й заклинювання за тижні. 5/2 для рідин у цьому класі не існує; два незалежні водяні виходи — це два окремі клапани.
Ще дві межі: мінімальний тиск 1.5 бар — без повітря на P котушка клацає, а золотник стоїть (на самопливі й від помпи низького тиску не працює); моностабільний — утримання положення A потребує постійного струму, зникло живлення — привід пішов у B. Щоб кран лишався де стояв, потрібна бістабільна версія 4V220 з двома котушками — і це вже два виходи контролера. Живлення пневмосистеми окреме: компресор із ресивером і фільтр-регулятор перед P; повітря з фільтрацією 40 мкм. Це масовий AirTAC-тип, у продажу під десятками марок: розміри й різьби збігаються, якість ущільнень — ні; для крана в шафі клон прийнятний, для тисяч спрацювань на день — фірмовий AirTAC.