Ir daži elektronikas projekti vai lietošanai kopā ar Arduino, kur jums būs jāstrādā ar kontrolētu magnētismu. Es domāju, normālā pastāvīgā magnētā vienmēr būs pievilcīgs spēks, bet ar elektromagnēts jūs varat kontrolēt šo magnētisko lauku, lai to ģenerētu tieši tad, kad jums tas nepieciešams. Tādā veidā jūs varat piesaistīt feromagnētiskos materiālus daudziem lietojumiem.
Piemēram, iedomājieties, ka vēlaties automātiski atvērt vai aizvērt nelielu lūku, kad kaut kas notiek, vai pārvietot kādu metāla priekšmetu utt. Tādā gadījumā labākais, ko varat izmantot, ir elektromagnēts, tādējādi izvairoties no citu pilnīgu izveidošanas mehānismi, kas veic to pašu funkciju.
Kas ir elektromagnēts?
Un elektromagnēts Tā ir elektroniska ierīce, kas ļauj ģenerēt magnētisko lauku pēc jūsu iegribām. Tas ir, ierīce, kas kļūst par magnētu tikai tad, kad tas jums nepieciešams, un ne vienmēr patīk pastāvīgie magnēti. Tādā veidā jūs varat piesaistīt feromagnētiskos objektus tieši vajadzīgajā brīdī, kad vēlaties.
Elektromagnēti tiek plaši izmantoti nozarei. Piemēram, jūs noteikti televīzijā esat redzējis tās mašīnas, kas dažās vietās tiek pārstrādātas metālu un kurām ir elektromagnēts, kuru operators aktivizē no salona, lai paņemtu automašīnas lūžņu šasiju vai piesaistītu citas metāla daļas. Tad, kad celtnis, kas tur šo elektromagnētu, ir novietojies vietā, kur vēlas atstāt šos metāla priekšmetus, tie vienkārši deaktivizē elektromagnēta magnētisko lauku, un viss nokritīs.
To var aktivizēt, piegādājot šim elementam a nepārtraukta strāva. Kamēr šī strāva iedarbojas uz elektromagnētu, magnētiskais lauks tiek uzturēts, un metāls paliek pie tā piestiprināts. Kad šī strāva beigsies, tā pazudīs, un metāla elementi atdalīsies. Tātad jūs varat to ātri kontrolēt.
Nu, to jūs varat arī izmantot savā labā un ļoti lēti. Elektromagnētu varat iegādāties gatavu vai izveidot pats, jo atšķirībā no citiem elektroniskajiem komponentiem tas nemaz nav sarežģīts.
Bet, ja jūs domājat, ka elektromagnēti kalpo tikai objektu uztveršanai vai piesaistīšanai, patiesība ir tāda, ka jūs kļūdāties. The lietojumi vai lietojumprogrammas ir vairākas. Patiesībā, ja paskatās apkārt, noteikti daudzas ierīces izmanto šo efektu savai darbībai. Piemēram, jūs to atradīsit daudziem mājas zvaniem, dažām ierīcēm, kurām ir elektriski vadāmi mehāniski izpildmehānismi, robotiem, cietajiem diskiem, elektromotori (rotors griežas, pateicoties radītajiem magnētiskajiem laukiem), ģeneratoriem, skaļruņiem, releji, magnētiskās slēdzenes un garās utt.
Kā tas strādā?
Pat ja jums jau ir vairāk vai mazāk skaidrs, kā darboties ar elektromagnētu, jums labi jāsaprot, kā tas darbojas piesaistīt vai atvairīt objektus (ja maināt polarizāciju). Izmantojot šāda veida ierīces, jums nebūs jāizmanto pastāvīgie magnēti, lai piesaistītu feromagnētiskus materiālus, piemēram, dzelzi, kobaltu, niķeli un citus sakausējumus.
Paturiet prātā metāla vai sakausējuma veidu, kuru izmantosiet savam projektam, jo ne visus šie magnēti piesaista.
Lai elektromagnēts darbotos, mums jāatgriežas pie dāņu studijām Hanss Kristians Orsteds, 1820. gads. Viņš atklāja, ka elektriskās strāvas var radīt magnētiskos laukus. Vēlāk brits Viljams Sturgerons, izmantojot šo atklājumu, izgatavotu pirmo elektromagnētu, un tas datējams ar 1824. gadu. Un tas notiks tikai 1930. gadā, kad Džošeps Henrijs to pilnveidos, lai izveidotu elektromagnētu, kuru mēs šodien pazīstam.
Fiziski to veidos a brūces spole un tās iekšpusē feromagnētiskais kodols, piemēram, maigs dzelzs, tērauds un citi sakausējumi. Cilpas parasti ir izgatavotas no vara vai alumīnija, un tām ir izolācijas pārklājums, piemēram, laka, kas neļauj tām saskarties, jo tās tuvojas ļoti tuvu viena otrai vai tieši saskaras, lai tās vēl vairāk saspiestu. Kaut kas līdzīgs tam, kas notiek ar transformatoru spolēm, kurām ir arī šī laka.
Spoles funkcija ir ģenerēt minēto magnētiskais lauks, un kodols palielinās šo efektu un koncentrēs to, lai samazinātu izkliedes zudumus. Pamatmateriāla iekšpusē tā domēni tiks izlīdzināti vai orientēti vienā virzienā, pateicoties spoles radītajai intensitātei, tas ir, tas atgādina to, kas notiek pastāvīgo magnētu iekšienē, kuriem arī minētie domēni ir izlīdzināti noteiktā virzienā atbilstoši viņa stabam.
Tā var kontrolēt pievilcības spēku palielinot strāvu, kuru ejat caur elektromagnētu. Tas nozīmē, ka man jāsaka, ka tas nav vienīgais faktors, kas ietekmē elektromagnēta pievilcīgo spēku, lai palielinātu tā jaudu, varat palielināt vienu vai visus no šiem faktoriem:
- Solenoīda pagriezienu skaits.
- Galvenais materiāls.
- Pašreizējā intensitāte.
Kad pašreizējā darbība beidzas, domēni mēdz pārorientēties nejauši un tāpēc zaudē magnētismu. Tātad, noņemot lietoto strāvu, elektromagnēts pārstāj pievilināt. Tomēr var palikt atlikušais magnētiskais lauks, ko sauc par remanentu magnētismu. Ja vēlaties to novērst, varat izmantot piespiedu lauku pretējā virzienā vai materiāla temperatūru paaugstināt virs Kirī temperatūras.
Iegūstiet elektromagnētu
Kā es jau komentēju, jūs varat izveidojiet to patsJa jums patīk DIY vai meklējat elektromagnēta veidu ar īpašībām, kas nav apmierinātas ar tiem, kurus varat iegādāties. Vēl viena iespēja, ja esat slinkāks, ir iegādāties elektromagnētu jebkurā veikalā, piemēram, Amazon.
Lūdzu, ņemiet vērā, ja plānojat iegādāties elektromagnētu. Un jūs atradīsit dažādas cenas un vairākus veidus, kuriem ir atšķirīgas īpašības. Starp tiem visvairāk atšķiras svara daudzumu, ko viņi var atbalstīt vai piesaistīt. Piemēram, 25 N 2.5 kg, 50 N 5 kg, 100 N 10 kg, 800 N 80 kg, 1000 N 100 kg utt. Rūpnieciskiem lietojumiem ir lielāki, taču vietējiem lietojumiem tas nav bieži ... Nedomājiet, ka cena pieaug tik ļoti starp vienu un otru, jo jums tie ir no 3 līdz 20 eiro.
Ja jūs nolemjat izveidojiet to patsJums var būt lēts elektromagnēts, vienkārši uztinot vadu, lai izveidotu spoli, un iekšpusē jums jāievieto dzelzs kodols. Piemēram, visvienkāršākais un vienkāršākais elektromagnēts, ko bērni parasti dara, lai mācītos laboratorijās, ir izmantot akumulatoru, ko viņi savieno ar brūci vadošu vadu (tas jāpārklāj ar izolējošu laku vai plastmasas izolatoru, lai tie nesaskartos pagriezienos. ) un kuru iekšpusē viņi ievada mežģīni kā kodolu. Savienojot abus galus ar katru no elementa vai akumulatora poliem, spolē tiks izveidots magnētiskais lauks, kas piesaista metālus ...
Protams, elektromagnēts jūs varat lai pilnveidotos ar lielāku spoli vai izmantojot citu metāla serdi, ja vēlaties sasniegt lielākus jaudas izmērus un magnētiskos laukus.
Integrācija ar Arduino
La integrācija ar Arduino tas nemaz nav sarežģīti. Vai nu nopirktu elektromagnētu, vai pašu izveidotu, jūs varat tieši izmantot Arduino un strāvas izejas, lai aktivizētu vai deaktivizētu elektromagnētu, kā vēlaties, izmantojot skices kodu. Bet, ja vēlaties to izdarīt labāk, jums vajadzētu izmantot kādu elementu, lai elektromagnētu kontrolētu piemērotāk, it īpaši, ja tas ir jaudīgāks elektromagnēts. Šajā gadījumā jūs varat izmantot, piemēram, tranzistoru MOSFET kā vadības elements vai NPN TIP120 (tas ir tas, ko es mēdzu pārbaudīt), un pat relejs. Tādējādi, lai kontrolētu tranzistoru, jūs varat izmantot vienu no digitālajām tapām, un tas savukārt ir elektromagnēts ...
Starp diviem elektromagnēta savienotājiem jums jāievieto lidojošs vai pretparalēlais diode, kāds ir attēlā. Jums jāiekļauj arī 2K omu rezistors, kā redzat diagrammā. Pārējie savienojumi ir ļoti vienkārši, kā redzat. Protams, šajā gadījumā zilā un sarkanā stieple atbilst ārējai jaudai, kas tiks pielietota elektromagnētam.
Atcerieties, ka eksistē elektromagnēti Nominālais spriegums 6V, 12V, 24V utt., Tāpēc jums labi jāzina spriegums, kas jāpieliek elektromagnētam, lai to nesabojātu. Sīkāku informāciju varat skatīt Amazon aprakstā vai meklējot izmantotā komponenta datu lapu. Atcerieties arī ievērot tā spraudni, kas ir divas tapas, viena zemei vai GND, bet otra Vin, lai piemērotu vadības strāvu.
Tas, ko esmu pieradis pierādīt šo shematisko piemēru ko esmu izveidojis Fritzing, ir 6V, tāpēc līnijās, kuras diagrammā esmu ievietojis pa labi, tā tiks lietota + 0 / 6V sarkanā krāsā un -0 / 6V zilajā krāsā. Atcerieties, ka atkarībā no intensitātes jūs saņemsiet lielāku vai mazāku pievilkšanās spēku.
līdz kods, Jūs varat darīt kaut ko vienkāršu, piemēram, šo (atcerieties, ka varat modificēt kodu tā, ka tā vietā, lai pēc kāda laika periodiski aktivizētu un deaktivizētu, piemēram, šo, tas tiek darīts atkarībā no cita sensora, kas jums ir jūsu ķēdē, vai arī notiek kāds notikums ...):
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
}