制御された磁気で作業する必要があるいくつかの電子プロジェクトまたはArduinoで使用するためのものがあります。 つまり、通常の永久磁石では、常に引力がありますが、 電磁石 この磁場を制御して、必要なときに生成することができます。 このようにして、さまざまなアプリケーションで強磁性体を引き付けることができます。
たとえば、何かが起こったときに小さなハッチを自動的に開閉したり、金属製の物体を動かしたりすることを想像してみてください。 その場合、使用できる最善の方法は電磁石であるため、他の完全な電磁石を作成する必要がありません。 同じ機能を実行するメカニズム.
電磁石とは何ですか？
Un 電磁石 自由に磁場を発生させることができる電子機器です。 つまり、必要なときにだけ磁石になり、必ずしも永久磁石のようになるとは限らないデバイスです。 そうすれば、必要なときに正確に適切なタイミングで強磁性体を引き付けることができます。
電磁石はで広く使用されています 業界。 たとえば、金属がリサイクルされている場所にあり、オペレーターがキャビンから作動して廃車のシャーシを取り出したり、他の金属部品を引き付けたりする電磁石を備えた機械をテレビで確かに見たことがあるでしょう。 次に、この電磁石を保持しているクレーンがこれらの金属物体を残したい場所に配置されると、電磁石の磁場が非アクティブになり、すべてが落下します。
それをアクティブにする方法は、この要素に 連続電流。 この電流が電磁石に作用している限り、磁場は維持され、金属は電磁石に付着したままになります。 その電流が止まると、それは消え、金属元素が分離します。 だからあなたはそれを素早く制御することができます。
まあ、これはあなたも使うことができます あなた自身の利益のためにそして非常に安い方法で。 他の電子部品とは異なり、電磁石はまったく複雑ではないため、既製の電磁石を購入することも、自分で作成することもできます。
しかし、電磁石が物体を捕らえたり引き付けたりするのに役立つだけだと思うなら、真実はあなたが間違っているということです。 ザ・ 用途や用途は複数あります。 実際、あなたがあなたの周りを見れば、確かに多くのデバイスがそれらの操作のためにこの効果を使用しています。 たとえば、多くのハウスベル、電気的に制御される機械式アクチュエータを備えた一部のデバイス、ロボット、ハードドライブ、 電気モーター （ローターは発生する磁場のおかげで回転します）、発電機、スピーカー、 リレー、磁気ロック、ロングなど。
それはどのように動作しますか？
電磁石の操作方法がすでにある程度明確になっている場合でも、電磁石がどのように機能するかをよく理解する必要があります。 オブジェクトを引き付けるか反発する （偏光を変更した場合）。 これらのタイプのデバイスを使用すると、鉄、コバルト、ニッケル、その他の合金などの強磁性体を引き付けるために永久磁石を使用する必要がなくなります。
誰もがこれらの磁石に惹かれるわけではないので、プロジェクトに使用する金属または合金の種類を覚えておいてください。
電磁石が機能するためには、デンマークの研究に戻らなければなりません ハンスクリスチャンオルステッド、1820年。 彼は、電流が磁場を生成できることを発見しました。 その後、イギリスのウィリアムスタージェロンはその発見を利用して最初の電磁石を作り、それは1824年にさかのぼります。そしてジョシェップヘンリーが今日私たちが知っている電磁石を作るためにそれを完成させるのは1930年までではありませんでした。
物理的には、 巻かれたコイルとその内部に強磁性コア、軟鉄、鋼、その他の合金など。 ループは通常、銅またはアルミニウムでできており、互いに非常に接近するか、直接接触してさらに圧縮されるため、接触を防ぐためにワニスのような絶縁コーティングが施されています。 このワニスも付いている変圧器コイルで起こることと同様の何か。
コイルの機能は、 磁場、およびコアはこの効果を増加させ、散乱損失を減らすためにそれを集中させます。 コア材料内では、コイルによって生成される強度のおかげで、そのドメインは一方向に整列または配向されます。つまり、永久磁石の内部で発生するものに似ており、ドメインは極に応じて特定の方向に整列しています。
それができる 引力を制御する 電磁石を通過する電流を増やします。 とはいえ、電磁石の引力に影響を与える要因はそれだけではありません。その力を高めるには、次の要因のXNUMXつまたはすべてを増やすことができます。
- ソレノイドの巻数。
- コア素材。
- 現在の強度。
電流が止まると、ドメインはランダムに向きを変える傾向があるため、磁性を失います。 したがって、印加電流を取り除くと、 電磁石は引き付けを停止します。 ただし、残留磁気と呼ばれる残留磁場が残る場合があります。 それを排除したい場合は、反対方向に強制場を適用するか、材料の温度をキュリー温度より高くすることができます。
電磁石を入手する
私がすでにコメントしたように、あなたはすることができます 自分で作成するDIYが好きな方や、購入できるものに満足できない特性の電磁石をお探しの方。 あなたがもっと怠惰であるならば、もう一つのオプションはアマゾンのようなどんな店でも電磁石を買うことです。
電磁石を購入する場合は、注意してください。 そして、あなたは異なる価格と異なる特性を持ついくつかのタイプを見つけるつもりです。 その中で最も変化するのは 彼らが支えたり引き付けたりできる重量の量。 たとえば、25Nが2.5Kg、50Nが5Kg、100Nが10 Kg、800Nが80 kg、1000Nが100Kgなどです。 産業用にはもっと大きいものもありますが、国内用にはあまりありません... 3ユーロから20ユーロなので、価格がそれほど高くなるとは思わないでください。
あなたがすることにした場合 自分で作成するワイヤーを巻いてコイルを生成するだけで安価な電磁石を作ることができ、内部に鉄のコアを挿入する必要があります。 たとえば、子供たちが実験室で学ぶために通常行う最も単純で最も単純な電磁石は、巻かれた導線に接続するバッテリーを使用することです（子供が接触しないように、絶縁ワニスまたはプラスチック絶縁体で覆われている必要がありますターン）そしてその中で彼らは核としてレースを導入します。 セルまたはバッテリーの各極に両端を接続すると、コイル内に磁場が発生し、金属を引き付けます...
もちろん、あなたができる電磁石 完璧な より高い電力寸法と磁場を実現したい場合は、より大きなコイルを使用するか、別のメタルコアを使用します。
Arduinoとの統合
La Arduinoとの統合 まったく複雑ではありません。 購入した電磁石または自分で作成した電磁石のいずれかで、Arduinoと電源出力を直接使用して、スケッチコードを使用して必要に応じて電磁石をアクティブまたは非アクティブにすることができます。 しかし、より良い方法でそれを行いたい場合、特にそれがより強力な電磁石である場合は、より適切な方法で電磁石を制御するためにいくつかの要素を使用する必要があります。 この場合、例えばトランジスタを使用することができます MOSFET 制御要素として、またはNPN TIP120（これは私がテストに使用したものです）、さらにはリレーとしても使用できます。 したがって、デジタルピンのXNUMXつを使用してトランジスタを制御し、これを電磁石に制御することができます...
電磁石の2つのコネクタの間に、画像のようなフライバックまたは逆並列ダイオードを配置する必要があります。 図に示すように、XNUMXKオームの抵抗も含める必要があります。 ご覧のとおり、残りの接続は非常に単純です。 もちろん、この場合、青と赤のワイヤーはソレノイドに適用される外部電源に対応します。
の電磁石があることを忘れないでください 公称電圧 6V、12V、24Vなどなので、ソレノイドを損傷しないように、ソレノイドに印加する必要のある電圧をよく知っておく必要があります。 詳細は、Amazonの説明で確認するか、使用しているコンポーネントのデータシートを探すことで確認できます。 また、ピン配列を尊重することを忘れないでください。XNUMXつはグランドまたはGND用で、もうXNUMXつは制御電流を印加するためのVinです。
私が証明するために使用したもの この概略例 フリッツイングで作成したのは6Vなので、図の右側に配置した線では、赤で+ 0 / 6V、青で-0 / 6Vが適用されます。 強度に応じて、多かれ少なかれ引力が得られることを忘れないでください。
へ コード、 次のような簡単なことを行うことができます（このように、しばらくして断続的にアクティブ化および非アクティブ化する代わりに、回路内の別のセンサーに応じて、またはイベントが発生するようにコードを変更できることを忘れないでください...）：
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
}