On joitain elektroniikkaprojekteja tai käytettäväksi Arduinon kanssa, joissa sinun on työskenneltävä hallitulla magneettisuudella. Tarkoitan, että normaalissa kestomagneetissa on aina houkutteleva voima, mutta a: lla sähkömagneetti voit hallita tätä magneettikenttää sen luomiseksi juuri silloin kun sitä tarvitset. Tällä tavalla voit houkutella ferromagneettisia materiaaleja moniin sovelluksiin.
Kuvittele esimerkiksi, että haluat avata tai sulkea pienen luukun automaattisesti, kun jotain tapahtuu, tai siirtää metalliesineitä jne. Siinä tapauksessa paras, mitä voit käyttää, on sähkömagneetti, jolloin vältetään muiden täydellisten luominen mekanismit, jotka suorittavat saman tehtävän.
Mikä on sähkömagneetti?
Un sähkömagneetti Se on elektroninen laite, jonka avulla voit luoda magneettikentän mielihyvääsi. Eli laite, josta tulee magneetti vain silloin kun sitä tarvitset, eikä se aina pidä kestomagneeteista. Tällä tavalla voit houkutella ferromagneettisia esineitä juuri oikeaan aikaan, kun haluat.
Sähkömagneetteja käytetään laajalti teollisuus. Olet esimerkiksi varmasti nähnyt televisiosta niitä koneita, jotka ovat joissakin paikoissa, joissa metallia kierrätetään, ja joissa on sähkömagneetti, jonka kuljettaja aktivoi ohjaamosta poimimaan romuauton alustan tai houkuttelemaan muita metalliosia. Sitten kun tätä sähkömagneettia pitävä nosturi on asettanut itsensä paikkaan, johon se haluaa jättää nämä metalliesineet, ne deaktivoivat vain sähkömagneetin magneettikentän ja kaikki putoaa.
Se voidaan aktivoida toimittamalla tälle elementille a jatkuva virta. Niin kauan kuin tämä virta vaikuttaa sähkömagneettiin, magneettikenttä säilyy ja metalli pysyy kiinnitettynä siihen. Kun virta loppuu, se katoaa ja metalliset elementit irtoavat. Joten voit hallita sitä nopeasti.
No, tätä voit käyttää myös sinä omaksi eduksi ja erittäin edullisella tavalla. Voit ostaa sähkömagneetin valmiina tai luoda sen itse, koska se ei ole lainkaan monimutkainen, toisin kuin muut elektroniset komponentit.
Mutta jos luulet, että sähkömagneetit vain kiinnittävät tai houkuttelevat esineitä, totuus on, että olet väärässä. käyttötarkoituksia tai sovelluksia on useita. Itse asiassa, jos katsot ympärillesi, varmasti monet laitteet käyttävät tätä vaikutusta toimintaansa. Löydät sen esimerkiksi monille talon kelloille, joillekin laitteille, joissa on sähköisesti ohjatut mekaaniset toimilaitteet, robotteille, kiintolevyille, sähkömoottorit (roottori pyörii syntyvien magneettikenttien ansiosta), generaattorit, kaiuttimet, releet, magneettilukot ja pitkät jne.
Miten se toimii?
Vaikka sinulla on jo enemmän tai vähemmän selvää, kuinka sähkömagneettia käytetään, sinun on ymmärrettävä hyvin, miten se toimii houkutella tai torjua esineitä (jos muutat polarisaatiota). Tämän tyyppisissä laitteissa sinun ei tarvitse käyttää kestomagneetteja houkutellaksesi ferromagneettisia materiaaleja, kuten rautaa, kobolttia, nikkeliä ja muita seoksia.
Pidä mielessä metallin tai seoksen tyyppi, jota aiot käyttää projektissasi, koska kaikki eivät ole kiinnostuneita näistä magneeteista.
Jotta sähkömagneetti toimisi, meidän on palattava tanskalaisiin tutkimuksiin Hans Christian Orsted, 1820. Hän huomasi, että sähkövirrat voivat tuottaa magneettikenttiä. Myöhemmin britti William Sturgeron tekisi ensimmäisen sähkömagneetin hyödyntämällä tätä löytöä, ja se juontaa juurensa vuoteen 1824. Ja vasta vuonna 1930, jolloin Joshep Henry viimeisteli sen luomaan sähkömagneetin, jonka tunnemme tänään.
Fyysisesti se koostuu a haavakäämi ja sen sisällä ferromagneettinen ydinkuten mieto rauta, teräs ja muut seokset. Silmukat on yleensä valmistettu kuparista tai alumiinista, ja niissä on eristävä päällyste kuten lakka estääkseen niitä koskemasta, koska ne tulevat hyvin lähelle toisiaan tai suoraan kosketuksiin tiivistääkseen niitä vielä enemmän. Jotain samanlaista kuin mitä tapahtuu muuntajakäämeillä, joissa on myös tämä lakka.
Kelojen tehtävänä on tuottaa mainittu magneettikenttä, ja ydin lisää tätä vaikutusta ja keskittää sen vähentämään sirontahäviöitä. Ydinmateriaalin sisällä sen domeenit kohdistuvat tai suuntautuvat yhteen suuntaan kelan synnyttämän voimakkuuden ansiosta, eli se muistuttaa pysyvien magneettien sisällä tapahtuvaa toimintaa, jossa myös mainitut domeenit ovat kohdistettu tiettyyn suuntaan napansa mukaan.
Se voi hallita vetovoimaa lisäämällä sähkömagneetin läpi kulkevaa virtaa. Minun on sanottava, että se ei ole ainoa tekijä, joka vaikuttaa sähkömagneetin vetovoimaan. Voit lisätä sen tehoa lisäämällä yhtä tai kaikkia seuraavista tekijöistä:
- Solenoidikierrosten lukumäärä.
- Ydinmateriaali.
- Nykyinen intensiteetti.
Kun virta loppuu, verkkotunnukset suuntaavat itsensä uudelleen satunnaisesti ja menettävät sen vuoksi magneettisuuden. Joten kun poistat käytetyn virran, sähkömagneetti lakkaa houkuttamasta. Jäljelle jäävä magneettikenttä voi kuitenkin jäädä, jota kutsutaan remanentiksi magnetismiksi. Jos haluat poistaa sen, voit käyttää pakotuskenttää vastakkaiseen suuntaan tai nostaa materiaalin lämpötilan Curie-lämpötilan yläpuolelle.
Hanki sähkömagneetti
Kuten olen jo kommentoinut, voit luo se itseJos pidät DIY: stä tai etsit sellaista sähkömagneettia, jonka ominaisuudet eivät ole tyytyväisiä ostamiesi ominaisuuksien kanssa. Toinen vaihtoehto, jos olet laiskempi, on ostaa sähkömagneetti mistä tahansa kaupasta, kuten Amazon.
Huomaa jotain, jos aiot ostaa sähkömagneetin. Ja aiot löytää erilaisia hintoja ja useita tyyppejä, joilla on erilaiset ominaisuudet. Niistä eniten vaihtelee painon, jota he voivat tukea tai houkutella. Esimerkiksi 25 N 2.5 kg, 50 N 5 kg, 100 N 10 kg, 800 N 80 kg, 1000 N 100 kg jne. Teollisiin sovelluksiin on suurempia, mutta kotitalouskäyttöön se ei ole yleistä ... Älä ajattele, että hinta nousee niin paljon toisensa välillä, koska sinulla on ne 3 - 20 euroa.
Jos päätät luo se itseSinulla voi olla halpa sähkömagneetti yksinkertaisesti käämimällä lanka kelan muodostamiseksi ja sisälle sinun on asetettava rautaydin. Esimerkiksi yksinkertaisin ja yksinkertaisin sähkömagneetti, jonka lapset yleensä tekevät oppiakseen laboratorioissa, on käyttää akkua, jonka he yhdistävät haavaan johtavaan johtimeen (se on peitettävä eristävällä lakalla tai muovieristeellä, jotta he eivät kosketa käännöksissä) ) ja jonka sisällä ne tuovat pitsi ytimen. Kun liität molemmat päät kennon tai pariston kuhunkin napaan, kelaan syntyy magneettikenttä, joka houkuttelee metalleja ...
Tietenkin sähkömagneetti, jonka voit täydellinen suuremmalla kelalla tai eri metallisydämellä, jos haluat saavuttaa suuremmat tehomitat ja magneettikentät.
Integrointi Arduinon kanssa
La integraatio Arduinon kanssa se ei ole lainkaan monimutkaista. Joko ostettu tai itse luomasi sähkömagneetti, voit suoraan käyttää Arduino- ja virtalähtöjä sähkömagneetin aktivoimiseksi tai deaktivoimiseksi haluamallasi tavalla luonnoskoodisi avulla. Mutta jos haluat tehdä sen paremmin, sinun tulisi käyttää jotakin elementtiä sähkömagneetin ohjaamiseksi sopivammalla tavalla, varsinkin jos se on tehokkaampi sähkömagneetti. Tässä tapauksessa voit käyttää esimerkiksi transistoria MOSFET ohjauselementtinä tai NPN TIP120 (sitä käytin testaamaan) ja jopa rele. Täten voit käyttää yhtä digitaalisista nastoista ohjata transistoria ja tämä puolestaan sähkömagneettiin ...
Sinun on asetettava kuvassa olevan tyyppinen lentää takaisin tai antiparallel -diodi sähkömagneetin kahden liittimen väliin. Sinun on myös sisällytettävä 2K ohmin vastus, kuten näet kaaviosta. Loput liitännät ovat hyvin yksinkertaisia, kuten näette. Tietenkin tässä tapauksessa sininen ja punainen johdin vastaavat solenoidiin syötettävää ulkoista tehoa.
Muista, että sähkömagneetteja on Nimellisjännite 6 V, 12 V, 24 V jne., Joten sinun on tiedettävä hyvin jännite, joka sinun on kohdistettava solenoidiin, jotta se ei vahingoitu. Näet yksityiskohdat Amazon-kuvauksessa tai etsimällä käyttämäsi komponentin tietolomaketta. Muista kunnioittaa myös sen pinoutia, joka on kaksi nastaa, yksi maadoitukselle tai GND: lle ja toinen Vin säätövirran käyttämiseksi.
Se, jota olen käyttänyt todistamaan tämä kaavamainen esimerkki jonka olen luonut Fritzingissä, on 6V, joten kaavion oikealle puolelle asetetuilla riveillä sitä käytetään + 0 / 6V punaisella ja -0 / 6V sinisellä. Muista, että voimakkuudesta riippuen saat enemmän tai vähemmän vetovoimaa.
että koodi, Voit tehdä jotain yksinkertaista kuten seuraava (muista, että voit muokata koodia siten, että sen sijaan, että aktivoitaisiin ja deaktivoitaisiin ajoittain jonkin ajan kuluttua, kuten tämä, se tekee sen riippuen toisesta piirissäsi olevasta anturista tai että tapahtuu jokin tapahtuma ...):
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
}