Има някои проекти за електроника или за използване с вашия Arduino, където ще трябва да работите с контролиран магнетизъм. Искам да кажа, че в нормален постоянен магнит винаги ще има сила на привличане, но с електромагнит можете да контролирате това магнитно поле, за да го генерирате точно когато имате нужда от него. По този начин можете да привлечете феромагнитни материали за множество приложения.
Например, представете си, че искате автоматично да отворите или затворите малък люк, когато нещо се случи, или да преместите някакъв метален предмет и т.н. В този случай най-доброто нещо, което можете да използвате, е електромагнит, като по този начин се избягва необходимостта от създаване на други цялостни такива механизми, които изпълняват същата функция.
Какво е електромагнит?
Un електромагнит Това е електронно устройство, което ви позволява да генерирате магнитно поле по желание. Тоест устройство, което се превръща в магнит само когато имате нужда от него, а не винаги като постоянни магнити. По този начин можете да привлечете феромагнитни обекти точно в точния момент, когато го искате.
Електромагнитите са широко използвани в индустрия. Например със сигурност сте виждали по телевизията онези машини, които са на някои места, където металът се рециклира и които имат електромагнит, който операторът активира от кабината, за да вземе шасито на скрап или да привлече други метални части. Тогава, когато кранът, който държи този електромагнит, се е позиционирал там, където иска да остави тези метални предмети, те просто деактивират магнитното поле на електромагнита и всичко ще падне.
Начинът да го активирате е чрез предоставяне на този елемент с a ток непрекъснато. Докато този ток действа върху електромагнита, магнитното поле се поддържа и металът остава прикрепен към него. Когато този ток спре, той ще изчезне и металните елементи ще се отделят. Така че можете да го контролирате бързо.
Е, това също може да се използва от вас за ваша собствена изгода и по много евтин начин. Можете да си купите електромагнита готов или да го създадете сами, тъй като той изобщо не е сложен, за разлика от други електронни компоненти.
Но ако смятате, че електромагнитите служат само за улавяне или привличане на обекти, истината е, че грешите. The употребите или приложенията са многобройни. Всъщност, ако се огледате около себе си, със сигурност много устройства използват този ефект за своята работа. Например ще го намерите за много домашни камбани, за някои устройства, които имат електрически управляеми механични задвижващи механизми, за роботи, за твърди дискове, за електрически двигатели (роторът се върти благодарение на генерираните магнитни полета), генератори, високоговорители, релета, магнитни брави, и дълги и т.н.
Как действа тя?
Дори ако вече имате повече или по-малко ясно как да работите с електромагнит, трябва да разберете добре как работи привличане или отблъскване на предмети (ако промените поляризацията). При тези видове устройства няма да се налага да използвате постоянни магнити за привличане на феромагнитни материали като желязо, кобалт, никел и други сплави.
Имайте предвид вида метал или сплав, който ще използвате за вашия проект, тъй като не всички са привлечени от тези магнити.
За да работи електромагнитът, трябва да се върнем към датските изследвания Ханс Кристиан Орстед, 1820. Той откри, че електрическите токове могат да генерират магнитни полета. По-късно британецът Уилям Стъргерон ще направи първия електромагнит, като се възползва от това откритие и това датира от 1824 г. И едва през 1930 г., когато Джошеп Хенри ще го усъвършенства, за да създаде електромагнита, който познаваме днес.
Физически тя ще бъде съставена от a навита намотка и вътре в нея феромагнитна сърцевина, като меко желязо, стомана и други сплави. Примките обикновено са изработени от мед или алуминий и имат изолационно покритие като лак, за да им попречат да контактуват, тъй като те ще се доближат много близо един до друг или директно в контакт, за да ги уплътнят още повече. Нещо подобно на това, което се случва с трансформаторните намотки, които също имат този лак.
Функцията на намотките е да генерират споменатото магнитно поле, а сърцевината ще увеличи този ефект и ще го концентрира, за да намали загубите от разсейване. В рамките на основния материал, неговите домейни ще бъдат подравнени или ориентирани в една посока благодарение на интензивността, генерирана от намотката, тоест тя прилича на това, което се случва в постоянните магнити, които също имат посочените домейни, подравнени в определена посока според неговия полюс.
Можете да контролирайте силата на привличане увеличаване на тока, който преминавате през електромагнита. Въпреки това, трябва да кажа, че това не е единственият фактор, който влияе върху привлекателната сила на електромагнита, за да увеличите неговата мощност, можете да увеличите един или всички от следните фактори:
- Брой завъртания на соленоида.
- Основен материал.
- Интензитет на тока.
Когато токът спре, домейните са склонни да се преориентират произволно и следователно губят магнетизъм. Така че, когато премахнете приложения ток, електромагнитът спира да се привлича. Може обаче да остане остатъчно магнитно поле, което се нарича остатъчен магнетизъм. Ако искате да го премахнете, можете да приложите принудително поле в обратна посока или да повишите температурата на материала над температурата на Кюри.
Вземете електромагнит
Както вече коментирах, можете създайте го самиАко харесвате „Направи си сам“ или търсите тип електромагнит с характеристики, които не са доволни от тези, които можете да си купите. Друг вариант, ако сте по-мързелив, е да закупите електромагнита във всеки магазин като Amazon.
Моля, обърнете внимание, ако ще купувате електромагнита. И ще намерите различни цени и няколко вида, които имат различни характеристики. Сред тях това, което най-много варира, е количество тегло, което те могат да поддържат или привличат. Например, 25N от 2.5Kg, 50N от 5Kg, 100N от 10 Kg, 800N от 80 kg, 1000N от 100 Kg и т.н. Има по-големи за индустриални приложения, но не е често за битови приложения ... Не мислете, че цената нараства толкова много между едното и другото, тъй като ги имате от 3 до 20 евро.
Ако решите създайте го самиМожете да имате евтин електромагнит, като просто навивате тел, за да генерирате намотка, а вътре трябва да вмъкнете ферилна сърцевина. Например, най-простият и прост електромагнит, който децата обикновено правят, за да научат в лабораториите, е да използва батерия, която свързват към намотаната проводяща жица (тя трябва да бъде покрита с изолационен лак или пластмасов изолатор, така че да не осъществяват контакт на завои) и вътре в които въвеждат дантела като ядро. Когато свържете двата края към всеки от полюсите на клетката или батерията, в бобината ще се генерира магнитно поле, което привлича метали ...
Разбира се, електромагнитът можете да се усъвършенства с по-голяма намотка или с използване на различна метална сърцевина, ако искате да постигнете по-големи размери на мощността и магнитни полета.
Интеграция с Arduino
La интеграция с Arduino изобщо не е сложно. Или закупен електромагнит, или такъв, създаден от вас сами, можете директно да използвате Arduino и изходите за захранване, за да активирате или деактивирате електромагнита, както желаете, използвайки вашия скиц код. Но ако искате да го направите по-добре, трябва да използвате някакъв елемент за управление на електромагнита по по-адекватен начин, особено ако е по-мощен електромагнит. В този случай можете да използвате например транзистор MOSFET като контролен елемент, или NPN TIP120 (той е този, който използвах за тестване), и дори реле. По този начин можете да използвате един от цифровите щифтове за управление на транзистора и това от своя страна към електромагнита ...
Трябва да поставите муха обратно или антипаралелен диод като този на изображението, между двата конектора за електромагнит. Трябва да включите и 2K омов резистор, както виждате на диаграмата. Останалите връзки са много прости, както можете да видите. Разбира се, в този случай сините и червените проводници съответстват на външното захранване, което ще бъде приложено към соленоида.
Не забравяйте, че има електромагнити на Номинално напрежение 6V, 12V, 24V и т.н., така че трябва да знаете добре напрежението, което трябва да приложите към соленоида, за да не го повредите. Можете да видите подробностите в описанието на Amazon или като потърсите листа с данни за компонента, който използвате. Не забравяйте да спазвате и неговия щифт, които са два щифта, единият за земя или GND, а другият Vin за прилагане на контролния ток.
Тази, която използвах за доказване този схематичен пример това, което съм създал във Fritzing е 6V, така че в редовете, които съм поставил вдясно в диаграмата, ще бъде приложено + 0 / 6V в червено и -0 / 6V в синьо. Не забравяйте, че в зависимост от интензивността ще получите повече или по-малко сила на привличане.
за кодът, Можете да направите нещо просто като следното (не забравяйте, че можете да модифицирате кода, така че вместо да активирате и деактивирате периодично след известно време, като този, той прави това в зависимост от друг сензор, който имате във вашата верига, или че възниква събитие ...):
const int pin = 3;
//Recuerda que debes usar el pin correcto que hayas utilizado en el esquema eléctrico de tu proyecto
void setup() {
pinMode(pin, OUTPUT); //definir pin como salida
}
void loop(){
digitalWrite(pin, HIGH); // poner el Pin en HIGH para activar el electroimán
delay(10000); // esperar un segundo
digitalWrite(pin, LOW); // poner el Pin en LOW para desactivar el electroimán
delay(10000); // esperar un segundo
}