Există unele proiecte electronice sau pentru utilizare cu Arduino, unde va trebui să lucrați cu magnetism controlat. Adică, într-un magnet permanent normal, va exista întotdeauna forță atractivă, dar cu o electromagnet puteți controla acest câmp magnetic pentru a-l genera exact atunci când aveți nevoie de el. În acest fel, puteți atrage materiale feromagnetice pentru o multitudine de aplicații.
De exemplu, imaginați-vă că doriți să deschideți sau să închideți automat o trapă mică atunci când se întâmplă ceva sau să mutați un obiect metalic etc. În acest caz, cel mai bun lucru pe care îl puteți folosi este un electromagnet, evitând astfel să creați altele complete mecanisme care îndeplinesc aceeași funcție.
Ce este un electromagnet?
Un electromagnet Este un dispozitiv electronic care vă permite să generați un câmp magnetic după voia dvs. Adică un dispozitiv care devine un magnet numai atunci când aveți nevoie de el și nu întotdeauna ca niște magneți permanenți. În acest fel, puteți atrage obiecte feromagnetice exact în momentul potrivit când doriți.
Electromagneții sunt folosiți pe scară largă în industria. De exemplu, cu siguranță ați văzut la televizor acele mașini care se află în unele locuri în care metalul este reciclat și care au un electromagnet pe care operatorul îl activează din cabină pentru a prelua șasiul unei mașini vechi sau pentru a atrage alte piese metalice. Apoi, atunci când macaraua care deține acest electromagnet s-a poziționat acolo unde vrea să lase aceste obiecte metalice, ei pur și simplu dezactivează câmpul magnetic al electromagnetului și totul va cădea.
Modul de activare este prin furnizarea acestui element cu un curent continuu. Atâta timp cât acest curent acționează asupra electromagnetului, câmpul magnetic este menținut și metalul rămâne atașat la acesta. Când curentul respectiv încetează, acesta va dispărea și elementele metalice se vor detașa. Deci, îl puteți controla rapid.
Ei bine, acest lucru poate fi folosit și de dvs. pentru propriul beneficiu și într-un mod foarte ieftin. Puteți cumpăra electromagnetul gata fabricat sau îl puteți crea singur, deoarece nu este deloc complicat, spre deosebire de alte componente electronice.
Dar dacă credeți că electromagnetii servesc doar la prinderea sau atragerea obiectelor, adevărul este că vă înșelați. utilizările sau aplicațiile sunt multiple. De fapt, dacă te uiți în jurul tău, cu siguranță multe dispozitive folosesc acest efect pentru funcționarea lor. De exemplu, îl veți găsi pentru multe clopote de casă, pentru unele dispozitive care au actuatoare mecanice controlate electric, pentru roboți, pentru hard disk-uri, pentru motoare electrice (rotorul se rotește grație câmpurilor magnetice generate), generatoare, difuzoare, relee, încuietori magnetice, etc.
Cum funcționează?
Chiar dacă aveți deja mai mult sau mai puțin clar cum să acționați un electromagnet, trebuie să înțelegeți bine cum funcționează atrage sau respinge obiecte (dacă modificați polarizarea). Cu aceste tipuri de dispozitive, nu va trebui să utilizați magneți permanenți pentru a atrage materiale feromagnetice precum fierul, cobaltul, nichelul și alte aliaje.
Rețineți tipul de metal sau aliaj pe care îl veți folosi pentru proiectul dvs., deoarece nu toți sunt atrași de acești magneți.
Pentru ca electromagnetul să funcționeze, trebuie să ne întoarcem la studiile daneze Hans Christian Orsted, 1820. El a descoperit că curenții electrici pot genera câmpuri magnetice. Mai târziu, britanicul William Sturgeron va face primul electromagnet profitând de acea descoperire și aceasta datează din 1824. Și nu ar fi până în 1930, când Joshep Henry l-ar perfecționa pentru a crea electromagnetul pe care îl cunoaștem astăzi.
Fizic va fi alcătuit dintr-un bobina înfășurată și în interiorul acesteia un miez feromagnetic, cum ar fi fierul ușor, oțelul și alte aliaje. Buclele sunt de obicei realizate din cupru sau aluminiu și au o acoperire izolatoare ca un lac pentru a le împiedica să intre în contact, deoarece se vor apropia foarte mult una de alta sau vor intra direct în contact pentru a le compacta și mai mult. Ceva similar cu ceea ce se întâmplă cu bobinele de transformare, care au și acest lac.
Funcția bobinelor este de a genera respectivul camp magnetic, iar nucleul va crește acest efect și îl va concentra pentru a reduce pierderile de împrăștiere. În interiorul materialului de bază, domeniile sale vor fi aliniate sau orientate într-o singură direcție grație intensității generate de bobină, adică seamănă cu ceea ce se întâmplă în magneții permanenți, care au și domeniile menționate aliniate într-o direcție specifică în funcție de polul său.
Se poate controlează forța de atracție creșterea curentului pe care îl treceți prin electromagnet. Acestea fiind spuse, trebuie să spun că nu este singurul factor care afectează forța de atracție a electromagnetului, pentru a-i crește puterea, puteți crește unul sau toți următorii factori:
- Numărul de rotații ale solenoidului.
- Material de bază.
- Intensitatea curentului.
Când curentul încetează, domeniile tind să se reorienteze la întâmplare și, prin urmare, își pierd magnetismul. Deci, atunci când eliminați curentul aplicat, electromagnetul nu mai atrage. Cu toate acestea, poate rămâne un câmp magnetic rezidual care se numește magnetism remanent. Dacă doriți să-l eliminați, puteți aplica un câmp coercitiv în direcția opusă sau puteți crește temperatura materialului peste temperatura Curie.
Obțineți un electromagnet
După cum am comentat deja, puteți creați-o singurDacă vă place DIY-ul sau căutați un tip de electromagnet cu caracteristici care nu sunt mulțumite de cele pe care le puteți cumpăra. O altă opțiune, dacă sunteți mai leneși, este să cumpărați electromagnetul în orice magazin, cum ar fi Amazon.
Vă rugăm să rețineți ceva, dacă urmează să cumpărați electromagnetul. Și veți găsi prețuri diferite și mai multe tipuri care au caracteristici diferite. Dintre acestea, ceea ce variază cel mai mult este cantitatea de greutate pe care o pot susține sau atrage. De exemplu, 25N de 2.5Kg, 50N de 5Kg, 100N de 10 Kg, 800N de 80 kg, 1000N de 100 Kg etc. Există mai mari pentru aplicații industriale, dar nu este frecvent pentru aplicații interne ... Nu credeți că prețul crește atât de mult între una și alta, deoarece le aveți de la 3 la 20 de euro.
Dacă te hotărăști creați-o singurPuteți avea un electromagnet ieftin prin simpla înfășurare a sârmei pentru a genera o bobină și în interior trebuie să introduceți un miez feros. De exemplu, cel mai simplu și mai simplu electromagnet pe care copiii îl fac de obicei pentru a învăța în laboratoare este acela de a utiliza o baterie pe care o conectează la un fir conductor al plăgii (trebuie acoperită cu lac izolator sau izolator din plastic, astfel încât să nu intre în contact cu viraje) și în interiorul căruia introduc o dantelă ca nucleu. Când conectează cele două capete la fiecare dintre polii celulei sau bateriei, va fi generat un câmp magnetic în bobina care atrage metalele ...
Desigur, electromagnetul pe care îl poți a perfectiona cu o bobină mai mare sau folosind un miez metalic diferit dacă doriți să obțineți dimensiuni de putere și câmpuri magnetice mai mari.
Integrare cu Arduino
La integrare cu Arduino nu este deloc complicat. Fie un electromagnet cumpărat, fie unul creat de dvs., puteți utiliza direct Arduino și ieșirile de alimentare pentru a activa sau dezactiva electromagnetul după cum doriți, folosind codul dvs. de schiță. Dar dacă doriți să o faceți într-un mod mai bun, ar trebui să utilizați un element pentru a controla electromagnetul într-un mod mai adecvat, mai ales dacă este un electromagnet mai puternic. În acest caz, puteți utiliza, de exemplu, un tranzistor MOSFET ca element de control, sau un NPN TIP120 (este cel pe care l-am testat) și chiar un releu. Astfel, puteți utiliza unul dintre pinii digitali pentru a controla tranzistorul și acesta la rândul său către electromagnet ...
Trebuie să puneți o muscă înapoi sau o diodă antiparalelă ca cea din imagine, între cei doi conectori ai electromagnetului. De asemenea, trebuie să includeți un rezistor de 2K ohm așa cum vedeți în diagramă. Restul conexiunilor sunt foarte simple, după cum puteți vedea. Desigur, în acest caz, firele albastre și roșii corespund puterii externe care va fi aplicată solenoidului.
Amintiți-vă că există electro magneți ai Tensiunea nominală 6V, 12V, 24V etc., deci trebuie să știți bine tensiunea pe care trebuie să o aplicați solenoidului pentru a nu-l deteriora. Puteți vedea detaliile în descrierea Amazon sau căutând fișa tehnică a componentei pe care o utilizați. Nu uitați să respectați și pinout-ul său, care sunt doi pini, unul pentru masă sau GND și celălalt Vin pentru a aplica curentul de control.
Cea pe care am dovedit-o acest exemplu schematic pe care l-am creat în Fritzing este de 6V, deci în liniile pe care le-am pus în dreapta în diagramă se va aplica + 0 / 6V în roșu și -0 / 6V în albastru. Amintiți-vă că, în funcție de intensitate, veți obține mai multă sau mai puțină forță de atracție.
la Codul, Puteți face ceva simplu, cum ar fi următorul (amintiți-vă că puteți modifica codul astfel încât, în loc să activați și să dezactivați intermitent după un timp, ca acesta, face acest lucru în funcție de un alt senzor pe care îl aveți în circuit sau de un eveniment apare ...):
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
}