Postoje neki elektronički projekti ili za upotrebu s vašim Arduinom, gdje ćete morati raditi s kontroliranim magnetizmom. Mislim, u normalnom trajnom magnetu uvijek će postojati privlačna sila, ali s elektromagnet možete kontrolirati ovo magnetsko polje da biste ga generirali baš kad vam treba. Na taj način možete privući feromagnetske materijale za mnoštvo primjena.
Na primjer, zamislite da želite automatski otvoriti ili zatvoriti mali otvor ako se nešto dogodi ili pomaknuti neki metalni predmet itd. U tom slučaju, najbolji koji možete koristiti je elektromagnet, čime se izbjegava stvaranje drugih cjelovitih mehanizmi koji vrše istu funkciju.
Što je elektromagnet?
Un elektromagnet To je elektronički uređaj koji vam omogućuje generiranje magnetskog polja po vašoj želji. Odnosno, uređaj koji postaje magnet samo kad vam zatreba, a ne uvijek poput trajnih magneta. Na taj način možete privući feromagnetske objekte u točno pravom trenutku kada to želite.
Elektromagneti su široko korišteni u industrija. Na primjer, zasigurno ste na televiziji vidjeli one strojeve koji se na nekim mjestima recikliraju i koji imaju elektromagnet koji operater aktivira iz kabine kako bi uzeo 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 opskrbljivanjem ovog elementa s kontinuirana struja. Sve dok ta 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 ga možete brzo kontrolirati.
Pa, ovo također 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. Zapravo, 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 elektromotori (rotor se okreće zahvaljujući generiranim magnetskim poljima), generatori, zvučnici, releji, magnetske brave i dugačke itd.
Kako se to radi?
Čak i ako vam je više ili manje jasno kako upravljati elektromagnetom, morate dobro razumjeti kako to radi privući ili odbiti predmete (ako promijenite polarizaciju). S ovim vrstama uređaja nećete trebati upotrebljavati 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 projekt, jer ovi magneti ne privlače svakoga.
Da bi elektromagnet djelovao, moramo se vratiti danskim studijama 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 će 1930. kada će ga Joshep Henry usavršiti da stvori elektromagnet kakav danas poznajemo.
Fizički će ga činiti a namotana zavojnica i unutar nje feromagnetska jezgra, kao što su blago željezo, čelik i druge legure. Petlje su obično izrađene od bakra ili aluminija i imaju izolacijski pokrov poput laka kako bi spriječili kontakt, jer će se međusobno približiti ili izravno dodirnuti kako bi ih još više zbili. Nešto slično onome što se događa s zavojnicama transformatora, koji također imaju ovaj lak.
Funkcija zavojnica je generiranje spomenutog magnetsko polje, a jezgra će povećati taj učinak i koncentrirati ga da smanji gubitke raspršenja. Unutar jezgrenog materijala, njegove domene bit će poravnane ili orijentirane u jednom smjeru zahvaljujući intenzitetu koji generira zavojnica, to jest, sliči onome što se događa unutar trajnih magneta, koji također imaju spomenute domene poredane u određenom smjeru prema njegovom polu.
To može kontrolirati silu privlačenja povećavajući struju koju prolazite kroz elektromagnet. Ipak, moram reći da nije jedini čimbenik koji utječe na privlačnu silu elektromagneta, da biste povećali njegovu snagu možete povećati jedan ili sve sljedeće čimbenike:
- Broj okretaja solenoida.
- Jezgra materijala.
- Intenzitet struje.
Kad struja prestane, domene se teže preusmjeriti slučajno i stoga gube magnetizam. Pa kad 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 stvorite ga samiAko volite "uradi sam" ili tražite vrstu elektromagneta sa karakteristikama koje nisu zadovoljne onima koje možete kupiti. Druga je mogućnost, ako ste lijeniji, kupiti elektromagnet u bilo kojoj trgovini poput Amazona.
Imajte na umu nešto ako ćete kupiti elektromagnet. Pronaći ćete različite cijene i nekoliko vrsta koje imaju različite karakteristike. Među njima najviše varira količinu težine koju mogu podržati ili privući. Na primjer, 25N od 2.5Kg, 50N od 5Kg, 100N od 10Kg, 800N od 80 kg, 1000N od 100Kg 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 s 3 na 20 eura.
Ako se odlučite stvorite ga samiMožete dobiti jeftini elektromagnet jednostavnim namotavanjem žice da biste stvorili zavojnicu, a unutra morate umetnuti željeznu jezgru. Primjerice, 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 zavojima ) i unutar koje uvode čipku kao jezgru. Kad dva kraja povežete sa svakim polovom ćelije ili baterije, u zavojnici koja privlači metale stvorit će se magnetsko polje ...
Naravno, elektromagnet možete usavršiti s većom zavojnicom ili pomoću druge metalne jezgre ako želite postići veće dimenzije snage i magnetska polja.
Integracija s Arduinom
La integracija s Arduinom uopće nije komplicirano. Ili kupljeni elektromagnet ili onaj koji ste sami stvorili, možete izravno koristiti Arduino i izlaze snage 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, pogotovo ako je to snažniji elektromagnet. U tom slučaju možete koristiti na primjer tranzistor MOSFET kao upravljački element ili NPN TIP120 (on je onaj kojeg sam testirao), pa čak i relej. Dakle, možete koristiti jedan od digitalnih pinova za upravljanje tranzistorom, a to zauzvrat do elektromagneta ...
Između dva konektora elektromagneta morate staviti povratnu ili antiparalelnu diodu poput one na slici. Također morate uključiti otpor 2K ohma kao što vidite na dijagramu. Kao što vidite, ostale su veze vrlo jednostavne. Naravno, u ovom slučaju plave i crvene žice odgovaraju vanjskoj snazi koja će se primijeniti na solenoid.
Zapamtite da postoje elektromagneti od Nazivni 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 opisu Amazona 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 običavao dokazivati ovaj shematski primjer koju sam stvorio u Fritzingu je 6V, tako da će se u redovima koje sam stavio udesno na dijagramu primijeniti + 0 / 6V u crvenoj i -0 / 6V u plavoj. Zapamtite da ćete ovisno o intenzitetu dobiti veću ili manju silu privlačenja.
u kod, Možete učiniti nešto jednostavno poput sljedećeg (imajte na umu da kôd možete izmijeniti tako da umjesto povremenog aktiviranja i deaktiviranja nakon nekog vremena, poput ovog, to čini ovisno o drugom senzoru koji imate u krugu ili nekom događaju javlja se ...):
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
}