Yra keletas elektronikos projektų arba skirti naudoti su „Arduino“, kur jums reikės dirbti su valdomu magnetu. Aš turiu omenyje, kad įprastu nuolatiniu magnetu visada bus patraukli jėga, bet su a elektromagnetas galite valdyti šį magnetinį lauką, kad jį generuotumėte tik tada, kai jums to reikia. Tokiu būdu galite pritraukti feromagnetines medžiagas daugybei programų.
Pvz., Įsivaizduokite, kad norite automatiškai atidaryti ar uždaryti mažą liuką, kai kas nors atsitinka, arba perkelti kokį nors metalinį daiktą ir pan. Tokiu atveju geriausias dalykas, kurį galite naudoti, yra elektromagnetas, taip išvengiant kitų pilnų mechanizmai, atliekantys tą pačią funkciją.
Kas yra elektromagnetas?
Un elektromagnetas Tai yra elektroninis prietaisas, leidžiantis savo nuožiūra sukurti magnetinį lauką. Tai yra, prietaisas, kuris tampa magnetu tik tada, kai jums to reikia, ir ne visada kaip nuolatiniai magnetai. Tokiu būdu galite pritraukti feromagnetinius daiktus tiksliai reikiamu momentu, kai to norite.
Elektromagnetai yra plačiai naudojami pramonės. Pavyzdžiui, per televizorių tikrai matėte tas mašinas, kurios yra tam tikrose vietose, kur perdirbamas metalas, ir kuriose yra elektromagnetas, kurį operatorius įjungia iš salono, kad paimtų automobilio laužo važiuoklę ar pritrauktų kitų metalinių dalių. Tada, kai kranas, laikantis šį elektromagnetą, nusistatys ten, kur nori palikti šiuos metalinius daiktus, jie tiesiog išjungia elektromagneto magnetinį lauką ir viskas nukris.
Tai galima suaktyvinti tiekiant šį elementą a srovė nuolat. Kol ši srovė veikia elektromagnetą, išlaikomas magnetinis laukas, o metalas lieka prie jo pritvirtintas. Kai ta srovė nutrūks, ji išnyks ir metaliniai elementai atsiskirs. Taigi galite greitai tai valdyti.
Na, tai galite naudoti ir jūs savo naudai ir labai pigiai. Elektromagnetą galite nusipirkti paruoštą arba susikurti patys, nes jis, priešingai nei kiti elektroniniai komponentai, visai nesudėtingas.
Bet jei manote, kad elektromagnetai naudojami tik daiktų gaudymui ar pritraukimui, tiesa ta, kad klystate. The naudojimo būdai ar programos yra keli. Tiesą sakant, jei apsižvalgysite, tikrai daugelis prietaisų naudoja šį efektą savo veikimui. Pvz., Rasite daugeliui namų varpų, kai kuriems prietaisams, kuriuose yra elektra valdomi mechaniniai pavaros, robotams, kietiesiems diskams, elektros varikliai (rotorius sukasi dėl susidariusių magnetinių laukų), generatoriai, garsiakalbiai, relės, magnetinės spynos ir ilgos ir pan.
Kaip tai veikia?
Net jei jau daugiau ar mažiau suprantate, kaip valdyti elektromagnetą, turite gerai suprasti, kaip jis veikia pritraukti ar atstumti daiktus (jei pakeisite poliarizaciją). Naudojant tokio tipo prietaisus, nereikės naudoti nuolatinių magnetų, kad pritrauktumėte feromagnetines medžiagas, tokias kaip geležis, kobaltas, nikelis ir kiti lydiniai.
Turėkite omenyje metalo ar lydinio tipą, kurį ketinate naudoti savo projektui, nes ne visus šie magnetai traukia.
Kad elektromagnetas veiktų, turime grįžti prie danų studijų Hansas Christianas Orstedas, 1820 m. Jis atrado, kad elektros srovės gali generuoti magnetinius laukus. Vėliau britas Williamas Sturgeronas pasinaudodamas tuo atradimu pagamins pirmąjį elektromagnetą, kuris datuojamas 1824 m. Ir tik 1930 m., Kai Joshepas Henry jį patobulins, kad sukurtų šiandien žinomą elektromagnetą.
Fiziškai jį sudarys a žaizdos ritė ir jos viduje feromagnetinė šerdis, pavyzdžiui, švelnus geležis, plienas ir kiti lydiniai. Kilpos paprastai yra pagamintos iš vario arba aliuminio ir turi izoliacinę dangą kaip lakas, kad jos nesusiliestų, nes jos bus labai arti viena kitos arba tiesiogiai liečiasi, kad jas dar labiau sutankintų. Kažkas panašaus į tai, kas vyksta su transformatoriaus ritėmis, kurios taip pat turi šį laką.
Ritinių funkcija yra sukurti minėtą magnetinis laukas, o šerdis padidins šį efektą ir sutelks jį, kad sumažėtų sklaidos nuostoliai. Pagrindinės medžiagos viduje jos domenai bus išlyginti arba orientuoti viena kryptimi dėl ritės sukuriamo intensyvumo, tai yra, panašu į tai, kas vyksta nuolatinių magnetų viduje, kurie taip pat turi tas sritis, kurios išlygintos tam tikra kryptimi pagal jo polių.
jis gali kontroliuoti traukos jėgą didinant srovę, kurią einate per elektromagnetą. Vis dėlto turiu pasakyti, kad tai nėra vienintelis veiksnys, turintis įtakos elektromagneto patraukliajai jėgai. Norėdami padidinti jo galią, galite padidinti vieną ar visus iš šių veiksnių:
- Elektromagnetinių posūkių skaičius.
- Pagrindinė medžiaga.
- Srovės intensyvumas.
Kai srovė nutrūksta, domenai linkę persiorientuoti atsitiktinai, todėl praranda magnetizmą. Taigi, kai pašalinsite taikomą srovę, elektromagnetas nustoja traukti. Tačiau gali likti liekamasis magnetinis laukas, kuris vadinamas remanentiniu magnetizmu. Jei norite jį pašalinti, galite taikyti prievartos lauką priešinga kryptimi arba pakelti medžiagos temperatūrą virš Curie temperatūros.
Gaukite elektromagnetą
Kaip jau komentavau, galite susikurkite patysJei jums patinka pasidaryti „pasidaryk pats“ arba ieškai tokio tipo elektromagneto, kurio charakteristikos nepatenkintų tomis, kurias gali įsigyti. Kitas variantas, jei esate tingesnis, yra pirkti elektromagnetą bet kurioje parduotuvėje, pavyzdžiui, „Amazon“.
Atkreipkite dėmesį, jei ketinate pirkti elektromagnetą. Jūs rasite skirtingų kainų ir kelių tipų, kurie turi skirtingas savybes. Tarp jų labiausiai skiriasi svorio, kurį jie gali palaikyti ar pritraukti. Pavyzdžiui, 25 N 2.5 kg, 50 N 5 kg, 100 N 10 kg, 800 N 80 kg, 1000 N 100 kg ir kt. Yra didesnių, skirtų pramoninėms reikmėms, tačiau tai nėra įprasta vidaus reikmėms ... Nemanykite, kad kaina tiek padidėja tarp vieno, tiek nuo kito, nes turite juos nuo 3 iki 20 eurų.
Jei nuspręsite susikurkite patysJūs galite turėti pigų elektromagnetą paprasčiausiai suvyniodami laidą, kad sukurtumėte ritę, o viduje turite įterpti geležies šerdį. Pavyzdžiui, paprasčiausias ir paprasčiausias elektromagnetas, kurį vaikai dažniausiai daro mokydamiesi laboratorijose, yra naudoti bateriją, kurią jie prijungia prie laidžios žaizdos laido (jis turi būti padengtas izoliaciniu laku arba plastikine izoliacija, kad jie nesusiliestų ant posūkių). ), o viduje jie įveda nėrinius kaip branduolį. Kai prijungsite du galus prie kiekvieno elemento ar akumuliatoriaus poliaus, ritėje susidarys magnetinis laukas, kuris pritraukia metalus ...
Žinoma, elektromagnetą galite tobulinti su didesne ritė arba naudojant kitą metalinę šerdį, jei norite pasiekti didesnius galios matmenis ir magnetinius laukus.
Integracija su „Arduino“
La integracija su „Arduino“ tai visai nesudėtinga. Arba įsigytą ar jūsų pačių sukurtą elektromagnetą galite tiesiogiai naudoti „Arduino“ ir maitinimo išvestis, kad įjungtumėte arba išjungtumėte elektromagnetą, kaip norite, naudodamiesi savo eskizo kodu. Bet jei norite tai padaryti geriau, turėtumėte naudoti tam tikrą elementą, kad elektromagnetą galėtumėte valdyti tinkamiau, ypač jei tai galingesnis elektromagnetas. Tokiu atveju galite naudoti, pavyzdžiui, tranzistorių MOSFET kaip valdymo elementą, arba „NPN TIP120“ (tai aš bandžiau naudoti), ir net relę. Taigi, naudodami vieną iš skaitmeninių kaiščių galite valdyti tranzistorių, o tai savo ruožtu į elektromagnetą ...
Tarp dviejų elektromagneto jungčių turite įdėti „fly fly“ arba antparelinį diodą, tokį, koks yra paveikslėlyje. Taip pat turite įtraukti 2K omų rezistorių, kaip matote diagramoje. Likusi jungtis yra labai paprasta, kaip matote. Žinoma, šiuo atveju mėlynos ir raudonos spalvos laidai atitinka išorinę galią, kuri bus naudojama solenoidui.
Atminkite, kad yra elektromagnetai Nominali įtampa 6V, 12V, 24V ir kt., Todėl jūs turite gerai žinoti įtampą, kurią turite naudoti elektromagnetui, kad jo nepažeistumėte. Išsamią informaciją galite pamatyti „Amazon“ aprašyme arba ieškodami naudojamo komponento duomenų lapo. Nepamirškite taip pat atsižvelgti į jo kištuką, kuris yra du kaiščiai, vienas žemės ar GND, o kitas - Vin, kad būtų naudojama valdymo srovė.
Tą, kurį įrodinėjau šis schematiškas pavyzdys kurį sukūriau programoje „Fritzing“, yra 6 V, todėl eilutėse, kurias diagramoje įdėjau į dešinę, jis bus pritaikytas + 0 / 6V raudonai ir -0 / 6V mėlynai. Atminkite, kad priklausomai nuo intensyvumo gausite daugiau ar mažiau traukos jėgą.
į kodas, Galite padaryti ką nors paprasto, kaip nurodyta toliau (nepamirškite, kad galite modifikuoti kodą taip, kad vietoj to, kad po kurio laiko, pvz., Šis, su pertrūkiais aktyvuotųsi ir deaktyvuotųsi, tai daro, priklausomai nuo kito jūsų grandinėje esančio jutiklio arba įvykio atsiranda ...):
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
}