Existem alguns projetos eletrônicos ou para uso com seu Arduino, onde você precisará trabalhar com magnetismo controlado. Quero dizer, em um ímã permanente normal, sempre haverá força atrativa, mas com um eletroímã você pode controlar este campo magnético para gerá-lo apenas quando você precisar dele. Dessa forma, você pode atrair materiais ferromagnéticos para uma infinidade de aplicações.
Por exemplo, imagine que você deseja abrir ou fechar uma pequena escotilha automaticamente quando algo acontece ou mover algum objeto de metal, etc. Nesse caso, o melhor que pode usar é um eletroímã, evitando assim ter que criar outros completos. mecanismos que desempenham a mesma função.
O que é um eletroímã?
Un eletroímã É um dispositivo eletrônico que permite gerar um campo magnético à sua vontade. Ou seja, um dispositivo que se torna um ímã apenas quando você precisa, e nem sempre como ímãs permanentes. Dessa forma, você pode atrair objetos ferromagnéticos exatamente no momento certo, quando quiser.
Eletroímãs são amplamente utilizados em Indústria. Por exemplo, você certamente já viu na TV aquelas máquinas que estão em alguns lugares onde o metal é reciclado e que têm um eletroímã que o operador ativa da cabine para pegar o chassi de um carro em sucata ou atrair outras peças de metal. Então, quando o guindaste segurando este eletroímã se posicionar onde deseja deixar esses objetos de metal, eles simplesmente desativam o campo magnético do eletroímã e tudo vai cair.
A maneira de ativá-lo é fornecendo a este elemento um atual continuamente. Enquanto essa corrente estiver atuando no eletroímã, o campo magnético é mantido e o metal permanece ligado a ele. Quando essa corrente cessar, ela desaparecerá e os elementos metálicos se desprenderão. Assim, você pode controlá-lo rapidamente.
Bem, isso também pode ser usado por você para seu próprio benefício e de uma forma muito barata. Você pode comprar o eletroímã pronto ou criá-lo você mesmo, pois não é nada complicado, ao contrário de outros componentes eletrônicos.
Mas se você pensa que os eletroímãs servem apenas para pegar ou atrair objetos, a verdade é que você está errado. O usos ou aplicativos são múltiplos. Na verdade, se você olhar ao seu redor, certamente muitos dispositivos usam esse efeito para sua operação. Por exemplo, você o encontrará para muitos sinos de casa, para alguns dispositivos que têm atuadores mecânicos eletricamente controlados, para robôs, para discos rígidos, para motores elétricos (o rotor gira graças aos campos magnéticos que são gerados), geradores, alto-falantes, relés, fechaduras magnéticas e um longo etc.
Como funciona?
Mesmo que você já tenha mais ou menos claro como operar um eletroímã, deve entender bem como ele funciona para atrair ou repelir objetos (se você alterar a polarização). Com esses tipos de dispositivos, você não precisará usar ímãs permanentes para atrair materiais ferromagnéticos, como ferro, cobalto, níquel e outras ligas.
Lembre-se do tipo de metal ou liga que vai usar no seu projeto, pois nem todos se sentem atraídos por esses ímãs.
Para o eletroímã funcionar, devemos voltar aos estudos dinamarqueses Hans Christian Orsted, 1820. Ele descobriu que as correntes elétricas podem gerar campos magnéticos. Mais tarde, o britânico William Sturgeron faria o primeiro eletroímã aproveitando essa descoberta, e isso remonta a 1824. E não seria até 1930, quando Joshep Henry o aperfeiçoaria para criar o eletroímã que conhecemos hoje.
Fisicamente, será constituído por um bobina enrolada e dentro dela um núcleo ferromagnético, como ferro doce, aço e outras ligas. Os laços são geralmente feitos de cobre ou alumínio, e possuem um revestimento isolante tipo verniz para evitar que entrem em contato, já que ficarão muito próximos ou diretamente em contato para compactá-los ainda mais. Algo parecido com o que acontece com as bobinas dos transformadores, que também possuem esse verniz.
A função das bobinas é gerar o referido campo magnético, e o núcleo aumentará esse efeito e o concentrará para reduzir as perdas por espalhamento. Dentro do material do núcleo, seus domínios estarão alinhados ou orientados em uma direção graças à intensidade gerada pela bobina, ou seja, ela se assemelha ao que acontece dentro dos ímãs permanentes, que também possuem ditos domínios alinhados em uma direção específica de acordo com seu pólo.
Pode controlar a força de atração aumentando a corrente que você está passando através do eletroímã. Dito isso, devo dizer que não é o único fator que afeta a força de atração do eletroímã, para aumentar sua potência você pode aumentar um ou todos os seguintes fatores:
- Número de voltas do solenóide.
- Material do núcleo.
- Intensidade atual.
Quando a corrente pára, os domínios tendem a se reorientar aleatoriamente e, portanto, perdem o magnetismo. Então, quando você remove a corrente aplicada, o eletroímã para de atrair. No entanto, pode permanecer um campo magnético residual, denominado magnetismo remanescente. Se você quiser eliminá-lo, pode aplicar um campo coercitivo na direção oposta ou aumentar a temperatura do material acima da temperatura de Curie.
Obtenha um eletroímã
Como já comentei, você pode crie você mesmoSe gosta de DIY ou procura um tipo de eletroímã com características que não satisfazem os que pode comprar. Outra opção, se você for mais preguiçoso, é comprar o eletroímã em qualquer loja como a Amazon.
Por favor, observe algo, se você for comprar o eletroímã. E você vai encontrar preços diferentes e vários tipos com características diferentes. Entre eles, o que mais varia é o quantidade de peso que podem suportar ou atrair. Por exemplo, 25N de 2.5 kg, 50N de 5 kg, 100N de 10 kg, 800N de 80 kg, 1000N de 100 kg, etc. Existem outros maiores para aplicações industriais, mas não são frequentes para aplicações domésticas ... Não penses que o preço sobe tanto entre um e outro, já que os tens de 3 a 20 €.
Se você decidir crie você mesmoVocê pode ter um eletroímã barato simplesmente enrolando o fio para gerar uma bobina e dentro de você deve inserir um núcleo ferroso. Por exemplo, o eletroímã mais simples e simples que as crianças costumam fazer para aprender em laboratórios é usar uma bateria que conectam a um fio condutor enrolado (deve ser coberto com verniz isolante ou isolante plástico para que não entrem em contato nas voltas ) e dentro do qual eles introduzem uma renda como um núcleo. Ao conectar as duas pontas a cada um dos pólos da célula ou bateria, um campo magnético será gerado na bobina que atrai os metais ...
Claro, o eletroímã você pode perfeito com uma bobina maior ou usando um núcleo de metal diferente se você deseja obter dimensões de potência e campos magnéticos mais elevados.
Integração com Arduino
La integração com Arduino não é nada complicado. Seja um eletroímã comprado ou criado por você, você pode usar diretamente o Arduino e as saídas de energia para ativar ou desativar o eletroímã conforme desejar, usando seu código de esboço. Mas se quiser fazer isso de uma forma melhor, você deve usar algum elemento para controlar o eletroímã de forma mais adequada, principalmente se for um eletroímã mais potente. Neste caso, você pode usar, por exemplo, um transistor MOSFET como elemento de controle, ou NPN TIP120 (é o que testei), e até relé. Assim, você pode usar um dos pinos digitais para controlar o transistor e este por sua vez para o eletroímã ...
Você deve colocar um fly back ou diodo antiparalelo como o da imagem, entre os dois conectores do eletroímã. Você também deve incluir um resistor de 2K ohm como você vê no diagrama. O resto das conexões são muito simples, como você pode ver. Claro, neste caso, os fios azul e vermelho correspondem à alimentação externa que será aplicada ao solenóide.
Lembre-se de que existem eletroímãs de Voltagem nominal 6V, 12V, 24V, etc., portanto, você deve conhecer bem a tensão que deve aplicar ao solenóide para não danificá-lo. Você pode ver os detalhes na descrição da Amazon ou procurando a folha de dados do componente que você está usando. Lembre-se também de respeitar sua pinagem, que são dois pinos, um para aterramento ou GND e o outro Vin para aplicar a corrente de controle.
O que eu usei para provar este exemplo esquemático que criei no Fritzing é 6V, então nas linhas que coloquei à direita no diagrama será aplicado + 0 / 6V no vermelho e -0 / 6V no azul. Lembre-se que dependendo da intensidade você obterá mais ou menos força de atração.
Pára o código, Você pode fazer algo simples como o seguinte (lembre-se de que você pode modificar o código para que em vez de ativar e desativar intermitentemente depois de um tempo, como este, ele o faça dependendo de outro sensor que você tenha em seu circuito, ou de que ocorra um evento ...):
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
}