Er zijn enkele elektronicaprojecten of voor gebruik met uw Arduino, waarbij u met gecontroleerd magnetisme moet werken. Ik bedoel, in een normale permanente magneet zal er altijd aantrekkingskracht zijn, maar met een elektromagneet u kunt dit magnetische veld regelen om het te genereren, precies wanneer u het nodig heeft. Op deze manier kunt u ferromagnetische materialen aantrekken voor een groot aantal toepassingen.
Stel je bijvoorbeeld voor dat je automatisch een klein luikje wilt openen of sluiten als er iets gebeurt, of een metalen voorwerp wilt verplaatsen, enz. In dat geval kunt u het beste een elektromagneet gebruiken, zodat u geen andere complete hoeft te maken mechanismen die dezelfde functie vervullen.
Wat is een elektromagneet?
Un elektromagneet Het is een elektronisch apparaat waarmee u naar believen een magnetisch veld kunt opwekken. Dat wil zeggen, een apparaat dat alleen een magneet wordt als u het nodig hebt, en niet altijd als permanente magneten. Zo trek je ferromagnetische objecten precies op het juiste moment aan wanneer je dat wilt.
Elektromagneten worden veel gebruikt in de industrie. Je hebt bijvoorbeeld zeker op tv die machines gezien die op sommige plaatsen staan waar metaal wordt gerecycled en die een elektromagneet hebben die de machinist vanuit de cabine activeert om het chassis van een schrootauto te pakken of andere metalen onderdelen aan te trekken. Wanneer de kraan die deze elektromagneet vasthoudt zich heeft gepositioneerd waar hij deze metalen voorwerpen wil achterlaten, deactiveren ze eenvoudig het magnetische veld van de elektromagneet en valt alles.
De manier om het te activeren is door dit element te voorzien van een continue stroom. Zolang deze stroom op de elektromagneet inwerkt, blijft het magnetische veld behouden en blijft het metaal eraan vastzitten. Als die stroom ophoudt, verdwijnt deze en komen de metalen elementen los. Zodat u het snel kunt bedienen.
Nou, dit kan ook door jou worden gebruikt voor uw eigen voordeel en op een zeer goedkope manier. U kunt de elektromagneet kant-en-klaar kopen of hem zelf maken, omdat hij helemaal niet ingewikkeld is, in tegenstelling tot andere elektronische componenten.
Maar als u denkt dat elektromagneten alleen dienen om objecten te vangen of aan te trekken, is de waarheid dat u het bij het verkeerde eind heeft. De toepassingen of toepassingen zijn veelvoudig. In feite, als je om je heen kijkt, zullen veel apparaten dit effect zeker gebruiken voor hun werking. U vindt het bijvoorbeeld voor veel huisklokken, voor sommige apparaten met elektrisch gestuurde mechanische actuatoren, voor robots, voor harde schijven, voor elektrische motoren (de rotor draait dankzij de magnetische velden die worden opgewekt), generatoren, luidsprekers, relais, magnetische sloten, en een lange etc.
Hoe werkt het?
Zelfs als u al min of meer duidelijk heeft hoe u een elektromagneet moet bedienen, moet u goed begrijpen hoe het werkt objecten aantrekken of afstoten (als je polarisatie verandert). Met dit soort apparaten hoeft u geen permanente magneten te gebruiken om ferromagnetische materialen zoals ijzer, kobalt, nikkel en andere legeringen aan te trekken.
Houd rekening met het type metaal of legering dat u voor uw project gaat gebruiken, aangezien niet iedereen zich aangetrokken voelt tot deze magneten.
Om de elektromagneet te laten werken, moeten we teruggaan naar Deense studies Hans Christian Orsted, 1820. Hij ontdekte dat elektrische stromen magnetische velden kunnen opwekken. Later zou de Brit William Sturgeron de eerste elektromagneet laten profiteren van die ontdekking, en die dateert uit 1824. En het zou pas in 1930 duren, toen Joshep Henry het zou perfectioneren om de elektromagneet te maken die we vandaag kennen.
Fysiek zal het bestaan uit een gewikkelde spoel en daarin een ferromagnetische kern, zoals zacht ijzer, staal en andere legeringen. De lussen zijn meestal gemaakt van koper of aluminium en hebben een isolerende laag zoals een vernis om contact te voorkomen, omdat ze heel dicht bij elkaar komen of direct in contact om ze nog meer te verdichten. Iets vergelijkbaars met wat er gebeurt met transformatorspoelen, die ook deze lak hebben.
De functie van de spoelen is om genoemd te genereren magnetisch veld, en de kern zal dit effect versterken en concentreren om verstrooiingsverliezen te verminderen. Binnen het kernmateriaal zullen de domeinen worden uitgelijnd of georiënteerd in één richting dankzij de intensiteit die wordt gegenereerd door de spoel, dat wil zeggen dat het lijkt op wat er gebeurt in permanente magneten, waarbij de domeinen ook zijn uitgelijnd in een specifieke richting volgens zijn pool.
Het kan beheers de aantrekkingskracht het verhogen van de stroom die u door de elektromagneet gaat. Dat gezegd hebbende, moet ik zeggen dat dit niet de enige factor is die de aantrekkingskracht van de elektromagneet beïnvloedt, om het vermogen te vergroten, kunt u een of alle van de volgende factoren verhogen:
- Aantal solenoïde-beurten.
- Kernmateriaal.
- Huidige intensiteit.
Wanneer de stroom ophoudt, hebben de domeinen de neiging om zichzelf willekeurig te heroriënteren en daardoor hun magnetisme te verliezen. Dus als u de toegepaste stroom verwijdert, de elektromagneet trekt niet meer aan. Er kan echter een resterend magnetisch veld achterblijven dat remanent magnetisme wordt genoemd. Als je het wilt elimineren, kun je een dwingend veld in de tegenovergestelde richting toepassen of de temperatuur van het materiaal verhogen tot boven de Curietemperatuur.
Koop een elektromagneet
Zoals ik al heb opgemerkt, kunt u maak het zelfAls je van DIY houdt of op zoek bent naar een type elektromagneet met eigenschappen die niet tevreden zijn met degene die je kunt kopen. Een andere optie, als u meer lui bent, is om de elektromagneet in een winkel zoals Amazon te kopen.
Let op iets als u de elektromagneet gaat kopen. En je zult verschillende prijzen en verschillende soorten vinden die verschillende kenmerken hebben. Onder hen is wat het meest varieert de hoeveelheid gewicht die ze kunnen ondersteunen of aantrekken. Bijvoorbeeld de 25N van 2.5 kg, de 50N van 5 kg, de 100N van 10 kg, de 800N van 80 kg, 1000N van 100 kg, enz. Er zijn grotere voor industriële toepassingen, maar het komt niet vaak voor voor huishoudelijke toepassingen ... Denk niet dat de prijs zo veel stijgt tussen de een en de ander, want je hebt ze van € 3 tot € 20.
Als je besluit om maak het zelfJe kunt een goedkope elektromagneet hebben door simpelweg draad te wikkelen om een spoel te genereren en binnenin moet je een ferro-kern plaatsen. De eenvoudigste en eenvoudigste elektromagneet die kinderen gewoonlijk doen om in laboratoria te leren, is bijvoorbeeld het gebruik van een batterij die ze verbinden met een gewikkelde geleidende draad (deze moet bedekt zijn met isolatielak of plastic isolator zodat ze geen contact maken bij de bochten). ) en waarin ze een veter als kern introduceren. Wanneer je de twee uiteinden met elk van de polen van de cel of batterij verbindt, wordt er een magnetisch veld opgewekt in de spoel dat metalen aantrekt ...
Natuurlijk kan de elektromagneet perfect met een grotere spoel of met een andere metalen kern als u hogere vermogensafmetingen en magnetische velden wilt bereiken.
Integratie met Arduino
La integratie met Arduino het is helemaal niet ingewikkeld. Ofwel een gekochte elektromagneet of een die u zelf hebt gemaakt, u kunt rechtstreeks de Arduino en stroomuitgangen gebruiken om de elektromagneet naar believen te activeren of te deactiveren met behulp van uw schetscode. Maar als je het op een betere manier wilt doen, moet je een element gebruiken om de elektromagneet op een meer adequate manier te besturen, vooral als het een krachtigere elektromagneet is. In dit geval kunt u bijvoorbeeld een transistor gebruiken MOSFET als een bedieningselement, of een NPN TIP120 (het is degene die ik vroeger testte), en zelfs een relais. U kunt dus een van de digitale pinnen gebruiken om de transistor te besturen en dit op zijn beurt naar de elektromagneet ...
Je moet een fly-back of antiparallelle diode zoals in de afbeelding plaatsen tussen de twee connectoren van de elektromagneet. U moet ook een weerstand van 2K ohm opnemen, zoals u in het diagram ziet. De rest van de verbindingen zijn heel eenvoudig, zoals u kunt zien. In dit geval komen de blauwe en rode draden natuurlijk overeen met de externe voeding die op de solenoïde wordt toegepast.
Bedenk dat er elektromagneten van zijn Nominale spanning 6V, 12V, 24V, enz., Dus u moet goed weten welke spanning u op de solenoïde moet zetten om deze niet te beschadigen. U kunt de details bekijken in de Amazon-beschrijving of door te zoeken naar het gegevensblad van het onderdeel dat u gebruikt. Denk eraan om ook de pinout te respecteren, dit zijn twee pinnen, een voor aarde of GND en de andere Vin om de stuurstroom toe te passen.
Degene die ik heb gebruikt om te bewijzen dit schematische voorbeeld die ik heb gemaakt in Fritzing is 6V, dus in de lijnen die ik rechts in het diagram heb gezet, wordt het + 0 / 6V in het rood en -0 / 6V in het blauw toegepast. Onthoud dat u, afhankelijk van de intensiteit, meer of minder aantrekkingskracht krijgt.
naar de code, U kunt zoiets eenvoudigs doen als het volgende (onthoud dat u de code kunt wijzigen zodat in plaats van met tussenpozen te worden geactiveerd en gedeactiveerd na een tijdje, zoals deze, dit gebeurt, afhankelijk van een andere sensor die u in uw circuit heeft, of dat er een gebeurtenis plaatsvindt ...):
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
}