Der er nogle elektronikprojekter eller til brug med din Arduino, hvor du bliver nødt til at arbejde med kontrolleret magnetisme. Jeg mener, i en normal permanent magnet vil der altid være tiltrækkende kraft, men med en elektromagnet du kan styre dette magnetfelt for at generere det lige når du har brug for det. På denne måde kan du tiltrække ferromagnetiske materialer til en lang række applikationer.
Forestil dig f.eks., At du automatisk vil åbne eller lukke en lille luge, når der sker noget, eller flytte en metalgenstand osv I så fald er det bedste, du kan bruge, en elektromagnet, hvilket undgår at skulle oprette andre komplette mekanismer, der udfører den samme funktion.
Hvad er en elektromagnet?
Un elektromagnet Det er en elektronisk enhed, der giver dig mulighed for at generere et magnetfelt efter ønske. Det vil sige en enhed, der kun bliver en magnet, når du har brug for den, og ikke altid som permanente magneter. På den måde kan du tiltrække ferromagnetiske genstande på nøjagtigt det rigtige tidspunkt, når du vil have det.
Elektromagneter er meget udbredt i industrien. For eksempel har du sikkert set på tv de maskiner, der er nogle steder, hvor metal genbruges, og som har en elektromagnet, som operatøren aktiverer fra kabinen for at tage chassiset til en skrotbil eller tiltrække andre metaldele. Så når kranen, der holder denne elektromagnet, har positioneret sig, hvor den vil efterlade disse metalgenstande, deaktiverer de simpelthen elektromagnets magnetfelt, og alt falder.
Måden at aktivere det på er at forsyne dette element med en strøm kontinuerligt. Så længe denne strøm virker på elektromagneten, opretholdes magnetfeltet, og metallet forbliver fastgjort til det. Når denne strøm ophører, forsvinder den, og de metalliske elementer løsnes. Så du kan kontrollere det hurtigt.
Nå, dette kan også bruges af dig til din egen fordel og på en meget billig måde. Du kan købe elektromagneten færdiglavet eller oprette den selv, da den slet ikke er kompliceret i modsætning til andre elektroniske komponenter.
Men hvis du tror, at elektromagneter kun tjener til at fange eller tiltrække genstande, er sandheden, at du tager fejl. Det anvendelser eller applikationer er flere. Faktisk, hvis du ser dig omkring, bruger mange enheder sikkert denne effekt til deres drift. For eksempel finder du det til mange husklokker, til nogle enheder, der har elektrisk styrede mekaniske aktuatorer, til robotter, til harddiske, til elektriske motorer (rotoren roterer takket være de magnetiske felter, der genereres), generatorer, højttalere, relæer, magnetiske låse og en lang osv.
Hvordan fungerer det?
Selvom du allerede har mere eller mindre klarhed over, hvordan du betjener en elektromagnet, skal du forstå, hvordan det fungerer tiltrække eller frastøde objekter (hvis du ændrer polarisering). Med disse typer enheder behøver du ikke bruge permanente magneter til at tiltrække ferromagnetiske materialer som jern, cobalt, nikkel og andre legeringer.
Husk den type metal eller legering, du vil bruge til dit projekt, da ikke alle er tiltrukket af disse magneter.
For at elektromagneten skal fungere, skal vi gå tilbage til danskstudier Hans Christian Orsted, 1820. Han opdagede, at elektriske strømme kan generere magnetfelter. Senere ville britiske William Sturgeron udnytte den første elektromagnet, der udnyttede denne opdagelse, og det går tilbage til 1824. Og det ville ikke være før i 1930, da Joshep Henry ville perfektionere den for at skabe den elektromagnet, som vi kender i dag.
Fysisk består den af en viklet spole og inde i det en ferromagnetisk kerne, såsom blødt jern, stål og andre legeringer. Sløjferne er normalt lavet af kobber eller aluminium og har en isolerende belægning som en lak for at forhindre dem i at komme i kontakt, da de kommer meget tæt på hinanden eller direkte i kontakt for at komprimere dem endnu mere. Noget svarende til hvad der sker med transformerspoler, som også har denne lak.
Spolenes funktion er at generere nævnte magnetfelt, og kernen vil øge denne effekt og koncentrere den for at reducere spredningstab. Inden for kernematerialet vil dens domæner blive justeret eller orienteret i en retning takket være intensiteten genereret af spolen, det vil sige, det ligner hvad der sker inden i permanente magneter, som også har sagt domænerne justeret i en bestemt retning i henhold til hans pol.
Du kan kontrollere tiltrækningskraften øge strømmen, som du passerer gennem elektromagneten. Når det er sagt, må jeg sige, at det ikke er den eneste faktor, der påvirker elektromagnets tiltrækningskraft. For at øge dens styrke kan du øge en eller alle følgende faktorer:
- Antal magnetventiler.
- Kernemateriale.
- Aktuel intensitet.
Når strømmen ophører, har domænerne en tendens til at omlægge sig tilfældigt og mister derfor magnetisme. Så når du fjerner den anvendte strøm, elektromagneten holder op med at tiltrække. Imidlertid kan der være et resterende magnetfelt, der kaldes remanent magnetisme. Hvis du vil fjerne det, kan du anvende et tvangsfelt i den modsatte retning eller hæve materialets temperatur over Curie-temperaturen.
Få en elektromagnet
Som jeg allerede har kommenteret, kan du skab det selvHvis du kan lide DIY eller er på udkig efter en type elektromagnet med egenskaber, der ikke er tilfredse med dem, du kan købe. En anden mulighed, hvis du er mere doven, er at købe elektromagneten i enhver butik som Amazon.
Vær opmærksom på noget, hvis du skal købe elektromagneten. Og du vil finde forskellige priser og flere typer, der har forskellige egenskaber. Blandt dem varierer mest den vægt, de kan understøtte eller tiltrække. For eksempel er 25N på 2.5 kg, 50N på 5 kg, 100N på 10 kg, 800N på 80 kg, 1000N på 100 kg osv. Der er større til industrielle applikationer, men det er ikke hyppigt til indenlandske applikationer ... Tro ikke, at prisen stiger så meget mellem den ene og den anden, da du har dem fra € 3 til € 20.
Hvis du beslutter dig for det skab det selvDu kan få en billig elektromagnet ved blot at vikle ledningen for at generere en spole, og indeni skal du indsætte en jernholdig kerne. For eksempel er den enkleste og enkleste elektromagnet, som børn normalt gør for at lære i laboratorier, at bruge et batteri, som de forbinder til en sårledende ledning (det skal være dækket af isolerende lak eller plastisolator, så de ikke kommer i kontakt med drejninger) og inden i hvilken de introducerer en blonder som en kerne. Når de forbinder de to ender til hver af polerne i cellen eller batteriet, genereres et magnetfelt i spolen, der tiltrækker metaller ...
Naturligvis den elektromagnet, du kan perfekt med en større spole eller ved hjælp af en anden metalkerne, hvis du vil opnå højere effektdimensioner og magnetfelter.
Integration med Arduino
La integration med Arduino det er slet ikke kompliceret. Enten en købt elektromagnet eller en oprettet af dig selv, du kan bruge Arduino og strømudgange direkte til at aktivere eller deaktivere elektromagneten som du ønsker ved hjælp af din skitskode. Men hvis du vil gøre det på en bedre måde, skal du bruge et eller andet element til at kontrollere elektromagneten på en mere passende måde, især hvis det er en mere kraftfuld elektromagnet. I dette tilfælde kan du f.eks. Bruge en transistor MOSFET som et kontrolelement eller et NPN TIP120 (det er det, jeg plejede at teste) og endda et relæ. Således kan du bruge en af de digitale stifter til at styre transistoren, og dette igen til elektromagneten ...
Du skal sætte en flyve tilbage eller en antiparallel diode som den i billedet mellem de to stik på elektromagneten. Du skal også medtage en 2K ohm-modstand, som du ser i diagrammet. Resten af forbindelserne er meget enkle, som du kan se. Selvfølgelig svarer de blå og røde ledninger i dette tilfælde til den eksterne strøm, der vil blive påført solenoiden.
Husk, at der er elektromagneter af Nominel spænding 6V, 12V, 24V osv., Så du skal kende den spænding, som du skal anvende på solenoiden for ikke at beskadige den. Du kan se detaljerne i Amazon-beskrivelsen eller ved at kigge efter databladet for den komponent, du bruger. Husk også at respektere dens pinout, som er to ben, den ene til jord eller GND og den anden Vin til at anvende kontrolstrømmen.
Den, som jeg har brugt til at bevise dette skematiske eksempel som jeg har oprettet i Fritzing er 6V, så i de linjer, jeg har sat til højre i diagrammet, vil den blive anvendt + 0 / 6V i den røde og -0 / 6V i den blå. Husk at afhængigt af intensiteten får du mere eller mindre tiltrækningskraft.
til koden, Du kan gøre noget simpelt som det følgende (husk at du kan ændre koden, så i stedet for intermitterende at aktivere og deaktivere efter et stykke tid, som denne, gør det det afhængigt af en anden sensor, du har i dit kredsløb, eller at en begivenhed opstår ...):
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
}