Il existe des projets électroniques ou à utiliser avec votre Arduino, où vous devrez travailler avec un magnétisme contrôlé. Je veux dire, dans un aimant permanent normal, il y aura toujours une force d'attraction, mais avec un électro-aimant vous pouvez contrôler ce champ magnétique pour le générer juste au moment où vous en avez besoin. De cette manière, vous pouvez attirer des matériaux ferromagnétiques pour une multitude d'applications.
Par exemple, imaginez que vous vouliez ouvrir ou fermer une petite trappe automatiquement lorsque quelque chose se produit, ou déplacer un objet métallique, etc. Dans ce cas, la meilleure chose que vous puissiez utiliser est un électroaimant, évitant ainsi d'avoir à en créer d'autres complets mécanismes qui remplissent la même fonction.
Qu'est-ce qu'un électroaimant?
Un électro-aimant C'est un appareil électronique qui vous permet de générer un champ magnétique à volonté. Autrement dit, un appareil qui ne devient un aimant que lorsque vous en avez besoin, et pas toujours comme des aimants permanents. De cette façon, vous pouvez attirer les objets ferromagnétiques exactement au bon moment quand vous le souhaitez.
Les électroaimants sont largement utilisés dans l'industrie. Par exemple, vous avez sûrement vu à la télévision ces machines qui se trouvent dans certains endroits où le métal est recyclé et qui ont un électroaimant que l'opérateur active depuis la cabine pour prendre le châssis d'une voiture de ferraille, ou attirer d'autres pièces métalliques. Ensuite, lorsque la grue qui tient cet électroaimant s'est positionnée là où elle veut laisser ces objets métalliques, ils désactivent simplement le champ magnétique de l'électroaimant et tout va tomber.
La façon de l'activer est de fournir à cet élément un courant continu. Tant que ce courant agit sur l'électroaimant, le champ magnétique est maintenu et le métal y reste attaché. Lorsque ce courant cessera, il disparaîtra et les éléments métalliques se détacheront. Vous pouvez donc le contrôler rapidement.
Eh bien, cela peut également être utilisé par vous pour votre propre bénéfice et de manière très bon marché. Vous pouvez acheter l'électroaimant prêt à l'emploi ou le créer vous-même, car ce n'est pas du tout compliqué, contrairement à d'autres composants électroniques.
Mais si vous pensez que les électroaimants ne servent qu'à attraper ou à attirer des objets, la vérité est que vous vous trompez. Les les utilisations ou les applications sont multiples. En fait, si vous regardez autour de vous, de nombreux appareils utilisent sûrement cet effet pour leur fonctionnement. Par exemple, vous le trouverez pour de nombreuses cloches de maison, pour certains appareils dotés d'actionneurs mécaniques à commande électrique, pour des robots, pour des disques durs, pour moteurs électriques (le rotor tourne grâce aux champs magnétiques générés), générateurs, haut-parleurs, relais, serrures magnétiques, et un long etc.
Comment ça marche?
Même si vous savez déjà plus ou moins comment faire fonctionner un électroaimant, vous devez bien comprendre comment il fonctionne pour attirer ou repousser des objets (si vous changez de polarisation). Avec ces types d'appareils, vous n'aurez pas à utiliser d'aimants permanents pour attirer les matériaux ferromagnétiques tels que le fer, le cobalt, le nickel et d'autres alliages.
Gardez à l'esprit le type de métal ou d'alliage que vous allez utiliser pour votre projet, car tout le monde n'est pas attiré par ces aimants.
Pour que l'électro-aimant fonctionne, il faut revenir aux études danoises Hans Christian Orsted, 1820. Il a découvert que les courants électriques peuvent générer des champs magnétiques. Plus tard, le britannique William Sturgeron fabriquera le premier électroaimant profitant de cette découverte, et cela remonte à 1824. Et ce ne sera qu'en 1930, lorsque Joshep Henry le perfectionnera pour créer l'électroaimant que nous connaissons aujourd'hui.
Physiquement, il sera composé d'un bobine enroulée et à l'intérieur un noyau ferromagnétique, tels que le fer doux, l'acier et d'autres alliages. Les boucles sont généralement en cuivre ou en aluminium, et comportent un revêtement isolant comme un vernis pour éviter qu'elles ne se touchent, puisqu'elles viendront très près les unes des autres ou directement en contact pour les compacter encore plus. Quelque chose de similaire à ce qui se passe avec les bobines de transformateur, qui ont également ce vernis.
La fonction des bobines est de générer ledit champ magnétique, et le noyau augmentera cet effet et le concentrera pour réduire les pertes de diffusion. Dans le matériau du noyau, ses domaines seront alignés ou orientés dans une direction grâce à l'intensité générée par la bobine, c'est-à-dire qu'elle ressemble à ce qui se passe à l'intérieur d'aimants permanents, qui ont également lesdits domaines alignés dans une direction spécifique en fonction de son pôle.
Il peut contrôler la force d'attraction augmentant le courant que vous passez à travers l'électroaimant. Cela dit, je dois dire que ce n'est pas le seul facteur qui affecte la force d'attraction de l'électroaimant, pour augmenter sa puissance, vous pouvez augmenter un ou tous les facteurs suivants:
- Nombre de tours du solénoïde.
- Matériau de base.
- Intensité actuelle.
Lorsque le courant cesse, les domaines ont tendance à se réorienter aléatoirement, et donc à perdre du magnétisme. Ainsi, lorsque vous supprimez le courant appliqué, l'électroaimant cesse d'attirer. Cependant, un champ magnétique résiduel peut subsister, appelé magnétisme rémanent. Si vous souhaitez l'éliminer, vous pouvez appliquer un champ coercitif dans la direction opposée ou augmenter la température du matériau au-dessus de la température de Curie.
Obtenez un électroaimant
Comme je l'ai déjà commenté, vous pouvez créez-le vous-mêmeSi vous aimez le bricolage ou recherchez un type d'électroaimant avec des caractéristiques qui ne sont pas satisfaites de celles que vous pouvez acheter. Une autre option, si vous êtes plus paresseux, est d'acheter l'électro-aimant dans n'importe quel magasin tel qu'Amazon.
Veuillez noter quelque chose, si vous allez acheter l'électroaimant. Et vous allez trouver différents prix et plusieurs types qui ont des caractéristiques différentes. Parmi eux, ce qui varie le plus est le quantité de poids qu'ils peuvent supporter ou attirer. Par exemple, le 25N de 2.5Kg, le 50N de 5Kg, le 100N de 10 Kg, le 800N de 80 kg, 1000N de 100 Kg, etc. Il y en a des plus gros pour les applications industrielles, mais ce n'est pas fréquent pour les applications domestiques ... Ne pensez pas que le prix monte autant entre l'un et l'autre, puisque vous les avez de 3 € à 20 €.
Si vous décidez de créez-le vous-mêmeVous pouvez avoir un électroaimant bon marché en enroulant simplement un fil pour générer une bobine et à l'intérieur, vous devez insérer un noyau ferreux. Par exemple, l'électroaimant le plus simple et le plus simple que les enfants font habituellement pour apprendre dans les laboratoires, consiste à utiliser une batterie qu'ils connectent à un fil conducteur enroulé (il doit être recouvert d'un vernis isolant ou d'un isolant en plastique afin qu'ils ne prennent pas contact avec le tours) et à l'intérieur de laquelle ils introduisent une dentelle comme noyau. Lorsque vous connectez les deux extrémités à chacun des pôles de la cellule ou de la batterie, un champ magnétique sera généré dans la bobine qui attire les métaux ...
Bien sûr, l'électroaimant que vous pouvez parfait avec une bobine plus grande ou en utilisant un noyau métallique différent si vous souhaitez obtenir des dimensions de puissance et des champs magnétiques plus élevés.
Intégration avec Arduino
La intégration avec Arduino ce n'est pas du tout compliqué. Que ce soit un électroaimant acheté ou créé par vous-même, vous pouvez directement utiliser l'Arduino et les sorties d'alimentation pour activer ou désactiver l'électroaimant à votre guise en utilisant votre code d'esquisse. Mais si vous voulez le faire d'une meilleure manière, vous devez utiliser un élément pour contrôler l'électroaimant de manière plus adéquate, surtout s'il s'agit d'un électroaimant plus puissant. Dans ce cas, vous pouvez utiliser par exemple un transistor MOSFET comme élément de contrôle, ou un NPN TIP120 (c'est celui que j'ai utilisé pour tester), et même un relais. Ainsi, vous pouvez utiliser l'une des broches numériques pour contrôler le transistor et ceci à son tour à l'électroaimant ...
Vous devez mettre une diode fly back ou antiparallèle comme celle de l'image, entre les deux connecteurs d'électroaimant. Vous devez également inclure une résistance de 2K ohms comme vous le voyez dans le diagramme. Le reste des connexions est très simple, comme vous pouvez le voir. Bien entendu, dans ce cas, les fils bleu et rouge correspondent à l'alimentation externe qui sera appliquée au solénoïde.
N'oubliez pas qu'il existe des électroaimants Tension nominale 6V, 12V, 24V, etc., vous devez donc bien connaître la tension que vous devez appliquer au solénoïde pour ne pas l'endommager. Vous pouvez voir les détails dans la description d'Amazon ou en recherchant la fiche technique du composant que vous utilisez. Pensez également à respecter son brochage, qui sont deux broches, une pour la masse ou GND et l'autre Vin pour appliquer le courant de commande.
Celui que j'ai utilisé pour prouver cet exemple schématique que j'ai créé dans Fritzing est 6V, donc dans les lignes que j'ai mises à droite dans le diagramme, il sera appliqué + 0 / 6V en rouge et -0 / 6V en bleu. N'oubliez pas qu'en fonction de l'intensité, vous obtiendrez plus ou moins de force d'attraction.
Pour le code, Vous pouvez faire quelque chose de simple comme ce qui suit (rappelez-vous que vous pouvez modifier le code afin qu'au lieu d'activer et de désactiver par intermittence après un certain temps, comme celui-ci, il le fasse en fonction d'un autre capteur que vous avez dans votre circuit, ou qu'un événement se produise ...):
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
}