Solenoid và ứng dụng trong mạch lock cửa máy giặt
Solenoid là một thiết bị điện từ, bao gồm một cuộn dây quấn quanh một lõi, thường được sử dụng để tạo ra chuyển động cơ học từ năng lượng điện.
Đây là một thành phần quan trọng trong nhiều thiết bị điện tử và cơ điện, bao gồm cả mạch khóa cửa máy giặt.
➤ Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của Solenoid
➢ Nguyên lý hoạt động của Solenoid
Solenoid hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, khi cho dòng điện chạy qua dây thì sẽ xuất hiện từ trường khá đều trong lòng ống. Cường độ từ trường sinh ra phụ thuộc vào cường độ dòng điện đi qua dây, số vòng dây trên một [[đơn vị đo chiều dài]] của ống dây và phụ thuộc vào kích thước của ống dây.
Các công thức hoạt động của Solenoid bạn có thể xem thêm tại Wikipedia, bài viết này sẽ chủ yếu tập trung vào ứng dụng đóng/cắt của Solenoid.
 |
| Nguyên lý hoạt động của Solenoid |
➥ Dưới đây là nguyên lý hoạt động chi tiết của cuộn dây điện từ:
- Cấp điện cho cuộn dây
Khi dòng điện chạy qua cuộn dây, nó tạo ra một từ trường xung quanh cuộn dây. Từ trường này là kết quả của dòng điện chạy qua các vòng dây quấn quanh một lõi (thường là lõi sắt hoặc lõi không khí). - Tạo lực từ
Từ trường sinh ra sẽ tạo ra một lực từ. Lực từ này có thể hút hoặc đẩy các vật liệu từ tính (như lõi sắt) bên trong cuộn dây. Trong trường hợp của van điện từ hoặc mạch khóa cửa, lực từ này sẽ hút một lõi thép hoặc một chốt khóa vào vị trí mong muốn. - Chuyển động cơ học
Lực từ sinh ra sẽ làm cho lõi thép hoặc chốt khóa di chuyển. Ví dụ, trong mạch khóa cửa máy giặt, lực từ sẽ kéo chốt khóa vào vị trí để giữ cửa đóng chặt khi máy giặt đang hoạt động. - Ngắt điện và hồi phục trạng thái ban đầu
Khi dòng điện bị ngắt, từ trường sẽ biến mất và lực từ không còn nữa. Lúc này, lò xo hoặc các cơ chế hồi phục khác sẽ đưa lõi thép hoặc chốt khóa trở về vị trí ban đầu, cho phép cửa mở ra.
➢ Ứng dụng của Solenoid
Cuộn dây điện từ được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:
- Van điện từ: Điều khiển dòng chảy của chất lỏng hoặc khí trong các hệ thống ống dẫn.
- Relay điện từ: Đóng/ngắt mạch điện trong các thiết bị điện tử.
- Mạch khóa cửa: Đảm bảo an toàn cho các thiết bị như máy giặt, lò vi sóng, và các thiết bị gia dụng khác.
Ở bài viết này mình sẽ giới thiệu về một mạch ứng dụng đơn giản sử dụng Solenoid đó là mạch khóa cửa của một số máy giặt (Ví dụ mình đang tham khảo là loại mạch khóa của 4-pin của một số máy giặt LG và Electrolux).
➤ Mạch khóa cửa máy giặt sử dụng Solenoid
Một số thiết bị gia dụng như máy giặt hay lò vi sóng sử dụng cơ chế khóa cửa để bảo vệ an toàn cho người dùng khi máy đang hoạt động, và loại thường xuyên được sử dụng trong mạch lock máy giặt là loại switch 4 chân (Thiết bị và Software cần tuân thủ theo tiêu chuẩn Functional Safety của thiết bị gia dụng).
 |
| Khóa của máy giặt 4 chân |
Bộ công tắc khóa cửa của máy giặt bao gồm:
- Một solenoid và mạch đóng cắt
- Hai nhiệt điện trở PTC (heating PTC và protection PTC)
 |
| Mạch điều khiển việc đóng mở cửa máy giặt |
- MICOM: là vi điều khiển nằm trong máy giặt, dùng để phát tín hiệu điều khiển hai Relay
- Hai Relay: với cuộn dây cấp nguồn 12VDC được dùng để điều khiển Solenoid và Heating PTC. Các Relay đều được cách ly với MICOM bởi các Opto và được bảo vệ dòng ngược bởi các Flyback Diode
- Jump cắm NA4: bao gồm 4 chân
- OR: Cam
- BL: Xanh lam
- RD: Đỏ
- BK: Đen
- Protection PTC: mắc nối tiếp và dùng để bảo vệ quá dòng cho Solenoid
Ngoài ra trong mạch khóa còn sử dụng cơ chế cơ khí để việc đóng cửa được chắc chắn hơn, đó là cơ chế cam và thanh lưỡng kim.
 |
| Cơ chế cơ khí mạch khóa cửa máy giặt |
➢ Hoạt động khóa cửa (Locking)
Khi cửa được đóng và một chu trình giặt bắt đầu, micom sẽ gửi tín hiệu điều khiển để khóa cửa. Micom gửi tín hiệu đóng relay (bên trái) để nối tắt chân 2 và 4 của mạch, heating PTC được cấp dòng bắt đầu nóng lên ngay khi cấp nguồn. Trước khi hoạt động của solenoid được kích hoạt, cam sẽ buộc hệ thống về vị trí OFF.
Sau một khoảng thời gian heating PTC nóng lên thanh lưỡng kim sẽ có thể đi đến vị trí khóa cửa. Micom sẽ gửi tín hiệu đến relay (bên phải) để nối tắt chân 3 và 4 để cấp điện cho Solenoid, hút lõi sắt để khóa cửa.
Khi cửa đã được khóa chân 4-5 sẽ thông, mạch sẽ gửi tín hiệu xác nhận rằng cửa đã được đóng chặt, và máy bắt đầu chu trình giặt. Nếu cửa không được khóa đúng cách, máy sẽ không hoạt động để đảm bảo an toàn.
 |
| Đèn báo lock cửa máy giặt Electrolux |
Ngoài việc Lock cửa, micom còn gửi tín hiệu để sáng đèn "Door Lock" nhằm báo hiệu cho người dùng.
➢ Hoạt động mở cửa (Unlocking)
Khi máy dừng, micom sẽ gửi tín hiệu xung đến chân 3 và 4 để xoay cam về vị trí mở (khoảng 1-3 xung), heating PTC cũng ngắt điện, sau đó thanh lưỡng kim sẽ nguội đi, cho phép cơ cấu khóa co lại và mở khóa cửa.
👉 Trên đây là một số chia sẻ cơ bản về mạch khóa cửa, một ứng dụng quan trọng của Selonoid, các ứng dụng điện tử khác sẽ được mình tiếp tục giới thiệu ở các bài viết sau!
>>>= Follow ngay =<<<