Postoje neki projekti elektronike ili za upotrebu s vašim Arduinom, gdje ćete morati raditi s kontroliranim magnetizmom. Mislim, u normalnom trajnom magnetu uvijek će postojati privlačna sila, ali sa elektromagnet možete upravljati ovim magnetskim poljem da biste ga generisali baš kad vam zatreba. Na taj način možete privući feromagnetne materijale za mnoštvo aplikacija.
Na primjer, zamislite da želite automatski otvoriti ili zatvoriti mali otvor ako se nešto dogodi ili pomaknuti neki metalni predmet itd. U tom slučaju, najbolja stvar koju možete koristiti je elektromagnet, čime se izbjegava stvaranje drugih cjelovitih mehanizmi koji vrše istu funkciju.
Šta je elektromagnet?
Un elektromagnet To je elektronički uređaj koji vam omogućuje da generirate magnetsko polje po volji. Odnosno, uređaj koji postaje magnet samo kada vam zatreba, a ne uvijek poput trajnih magneta. Na taj način možete privući feromagnetne objekte u tačno pravi trenutak kada to želite.
Elektromagneti se široko koriste u industrije. Na primjer, sigurno ste na televiziji vidjeli one strojeve koji se na nekim mjestima recikliraju i koji imaju elektromagnet koji operater aktivira iz kabine kako bi podigao šasiju otpadnog automobila ili privukao druge metalne dijelove. Tada kada se dizalica koja drži ovaj elektromagnet postavi tamo gdje želi ostaviti ove metalne predmete, oni jednostavno deaktiviraju magnetsko polje elektromagneta i sve će pasti.
Način da se aktivira je isporučivanjem ovog elementa s struja kontinuirano. Sve dok ova struja djeluje na elektromagnet, magnetsko polje se održava i metal ostaje pričvršćen na njega. Kad ta struja prestane, ona će nestati i metalni elementi će se odvojiti. Tako možete brzo kontrolirati.
Pa, ovo takođe možete koristiti vi u svoju korist i na vrlo jeftin način. Elektromagnet možete kupiti gotovi ili ga sami izraditi, jer uopće nije složen, za razliku od ostalih elektroničkih komponenata.
Ali ako mislite da elektromagneti služe samo za hvatanje ili privlačenje predmeta, istina je da griješite. The upotrebe ili aplikacije su višestruke. U stvari, ako se osvrnete oko sebe, zasigurno mnogi uređaji koriste ovaj efekt za svoj rad. Na primjer, naći ćete ga za mnoga kućna zvona, za neke uređaje koji imaju električno upravljane mehaničke aktuatore, za robote, za tvrde diskove, za elektromotora (rotor se okreće zahvaljujući generiranim magnetnim poljima), generatori, zvučnici, releji, magnetne brave i dugačke itd.
Kako to funkcioniše?
Čak i ako vam je više ili manje jasno kako se upravlja elektromagnetom, morate dobro razumjeti kako to funkcionira privući ili odbiti predmete (ako promijenite polarizaciju). Kod ove vrste uređaja nećete morati koristiti trajne magnete za privlačenje feromagnetskih materijala poput željeza, kobalta, nikla i drugih legura.
Imajte na umu vrstu metala ili legure koju ćete koristiti za svoj projekat, jer ovi magneti ne privlače svakoga.
Da bi elektromagnet radio, moramo se vratiti na danske studije Hans Christian Orsted, 1820. Otkrio je da električne struje mogu generirati magnetska polja. Kasnije će Britanac William Sturgeron napraviti prvi elektromagnet iskoristivši to otkriće, a to datira iz 1824. A tek 1930, kada će ga Joshep Henry usavršiti da stvori elektromagnet kakav danas znamo.
Fizički će ga činiti a namotani kalem i unutar njega feromagnetsko jezgro, kao što su blago željezo, čelik i druge legure. Petlje su obično izrađene od bakra ili aluminija i imaju izolacijski pokrivač poput laka kako bi se spriječilo da uspostave kontakt jer će se međusobno približiti ili izravno doći u kontakt kako bi ih još više zbijele. Nešto slično onome što se događa sa zavojnicama transformatora, koji također imaju ovaj lak.
Funkcija zavojnica je generiranje spomenutog magnetsko polje, a jezgra će povećati ovaj efekt i koncentrirati ga da smanji gubitke raspršenja. Unutar jezgrenog materijala njegovi domeni će biti poravnati ili orijentirani u jednom smjeru zahvaljujući intenzitetu koji generira zavojnica, to jest podsjeća na ono što se događa unutar trajnih magneta, koji također imaju spomenute domene poredane u određenom smjeru prema njegovom polu.
Možete kontrolišu silu privlačenja povećavajući struju koju prolazite kroz elektromagnet. Sve u svemu, moram reći da nije jedini faktor koji utječe na privlačnu silu elektromagneta, da biste povećali njegovu snagu možete povećati jedan ili sve sljedeće faktore:
- Broj okretaja solenoida
- Osnovni materijal.
- Intenzitet struje.
Kada struja prestane, domene se teže preusmjeriti slučajno i zbog toga gube magnetizam. Dakle, kada uklonite primijenjenu struju, elektromagnet prestaje privlačiti. Međutim, može ostati zaostalo magnetsko polje koje se naziva remanentni magnetizam. Ako ga želite eliminirati, možete primijeniti prisilno polje u suprotnom smjeru ili povisiti temperaturu materijala iznad Curiejeve temperature.
Nabavite elektromagnet
Kao što sam već komentirao, možete kreirajte ga samiAko volite "uradi sam" ili tražite vrstu elektromagneta sa karakteristikama koje nisu zadovoljne onima koje možete kupiti. Druga mogućnost, ako ste lijeniji, je kupiti elektromagnet u bilo kojoj trgovini kao što je Amazon.
Imajte na umu nešto ako ćete kupiti elektromagnet. Pronaći ćete različite cijene i nekoliko vrsta koje imaju različite karakteristike. Među njima, ono što najviše varira je količinu težine koju mogu podržati ili privući. Na primjer, 25N od 2.5Kg, 50N od 5Kg, 100N od 10 kg, 800N od 80 kg, 1000N od 100 kg, itd. Postoje veće za industrijsku primjenu, ali nije često za domaću primjenu ... Nemojte misliti da cijena toliko raste između jednog i drugog, jer ih imate od 3 do 20 eura.
Ako se odlučite kreirajte ga samiMožete dobiti jeftini elektromagnet jednostavnim namotavanjem žice da biste stvorili zavojnicu, a unutra morate umetnuti željeznu jezgru. Na primjer, najjednostavniji i najjednostavniji elektromagnet koji djeca obično rade kako bi naučila u laboratorijima je korištenje baterije koju spajaju na namotanu provodnu žicu (mora biti prekrivena izolacijskim lakom ili plastičnim izolatorom kako ne bi dolazili u kontakt na okreće) i unutar koje uvode čipku kao jezgru. Kada dva kraja povežete sa svakim polovom ćelije ili baterije, u zavojnici će se stvoriti magnetno polje koje privlači metale ...
Naravno, elektromagnet možete usavršiti s većom zavojnicom ili pomoću drugačije metalne jezgre ako želite postići veće dimenzije snage i magnetska polja.
Integracija s Arduinom
La integracija sa Arduinom uopće nije komplicirano. Bilo da ste kupili elektromagnet ili onaj koji ste sami kreirali, možete direktno koristiti Arduino i izlaze za aktiviranje ili deaktiviranje elektromagneta po želji pomoću koda skice. Ali ako to želite učiniti na bolji način, trebali biste upotrijebiti neki element za upravljanje elektromagnetom na adekvatniji način, posebno ako je to snažniji elektromagnet. U ovom slučaju možete koristiti, na primjer, tranzistor MOSFET kao upravljački element ili NPN TIP120 (on je onaj kojeg sam testirao), pa čak i kao relej. Dakle, možete koristiti jedan od digitalnih pinova za kontrolu tranzistora, a to zauzvrat do elektromagneta ...
Između dva konektora elektromagneta morate staviti povratnu ili antiparalelnu diodu poput one na slici. Takođe morate uključiti otpor 2K ohma kao što vidite na dijagramu. Kao što vidite, ostale veze su vrlo jednostavne. Naravno, u ovom slučaju plave i crvene žice odgovaraju vanjskom napajanju koje će se primijeniti na solenoid.
Zapamtite da postoje elektromagneti od Nominalni napon 6V, 12V, 24V itd., Tako da morate dobro znati napon koji morate primijeniti na solenoid kako ga ne biste oštetili. Pojedinosti možete vidjeti u Amazonovom opisu ili potražiti tablicu podataka komponente koju koristite. Ne zaboravite poštivati i njegov pinout, a to su dva pina, jedan za masu ili GND, a drugi Vin za primjenu upravljačke struje.
Onu koju sam koristio da dokažem ovaj šematski primjer koji sam stvorio u Fritzingu je 6V, tako da će se u redovima koje sam stavio desno na dijagramu primijeniti + 0 / 6V u crvenoj i -0 / 6V u plavoj. Zapamtite da ćete ovisno o intenzitetu dobiti veću ili manju silu privlačenja.
para kod, Možete učiniti nešto jednostavno poput sljedećeg (imajte na umu da kôd možete izmijeniti tako da, umjesto da se nakon nekog vremena povremeno aktivira i deaktivira, poput ovog, to čini ovisno o drugom senzoru koji imate u krugu ili da se dogodi događaj ...):
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
}