Есть некоторые проекты электроники или для использования с вашим Arduino, где вам нужно будет работать с управляемым магнетизмом. Я имею в виду, что в обычном постоянном магните всегда будет сила притяжения, но с электромагнит вы можете управлять этим магнитным полем, чтобы генерировать его именно тогда, когда оно вам нужно. Таким образом, вы можете привлекать ферромагнитные материалы для множества применений.
Например, представьте, что вы хотите автоматически открывать или закрывать небольшой люк, когда что-то происходит, или переместить какой-то металлический объект и т. Д. В этом случае лучшее, что вы можете использовать, - это электромагнит, что позволяет избежать создания других законченных. механизмы, выполняющие ту же функцию.
Что такое электромагнит?
Un электромагнит Это электронное устройство, которое позволяет вам создавать магнитное поле по вашей прихоти. То есть устройство, которое становится магнитом только тогда, когда оно вам нужно, а не всегда, как постоянные магниты. Таким образом, вы сможете привлекать ферромагнитные объекты в нужный момент, когда захотите.
Электромагниты широко используются в промышленность. Например, вы наверняка видели по телевизору те машины, которые находятся в некоторых местах, где металл перерабатывается, и которые имеют электромагнит, который оператор активирует из кабины, чтобы поднять шасси утилизированной машины или привлечь другие металлические детали. Затем, когда кран, удерживающий этот электромагнит, расположился там, где он хочет оставить эти металлические предметы, они просто деактивируют магнитное поле электромагнита, и все упадет.
Способ активировать его - снабдить этот элемент постоянный ток. Пока этот ток действует на электромагнит, магнитное поле сохраняется, и металл остается прикрепленным к нему. Когда этот ток прекратится, он исчезнет, и металлические элементы отсоединятся. Так что вы можете быстро это контролировать.
Ну, это тоже может быть использовано вами для вашей же выгоды и очень дешево. Вы можете купить электромагнит в готовом виде или создать его самостоятельно, так как он совсем несложный, в отличие от других электронных компонентов.
Но если вы думаете, что электромагниты служат только для того, чтобы ловить или притягивать объекты, на самом деле вы ошибаетесь. В использования или приложений несколько. На самом деле, если вы посмотрите вокруг, наверняка многие устройства используют этот эффект для своей работы. Например, вы найдете его для многих домашних звонков, для некоторых устройств с электрически управляемыми механическими приводами, для роботов, для жестких дисков, для электродвигатели (ротор вращается благодаря генерируемым магнитным полям), генераторы, динамики, реле, магнитные замки, длинные и т. д.
Как это работает?
Даже если вам уже более или менее понятно, как работать с электромагнитом, вы должны хорошо понимать, как он работает, чтобы притягивать или отталкивать предметы (если поменять поляризацию). С этими типами устройств вам не нужно будет использовать постоянные магниты для притяжения ферромагнитных материалов, таких как железо, кобальт, никель и другие сплавы.
Помните, какой металл или сплав вы собираетесь использовать в своем проекте, поскольку не всех привлекают эти магниты.
Чтобы электромагнит работал, мы должны вернуться к датским исследованиям. Ганс Христиан Орстед, 1820 г.. Он обнаружил, что электрические токи могут создавать магнитные поля. Позже британец Уильям Стерджерон изобрел первый электромагнит, воспользовавшись этим открытием, и это было сделано в 1824 году. И только в 1930 году, когда Джошеп Генри усовершенствовал его, чтобы создать электромагнит, который мы знаем сегодня.
Физически он будет состоять из намотанная катушка и внутри нее ферромагнитный сердечник, например, низкоуглеродистое железо, сталь и другие сплавы. Петли обычно изготавливаются из меди или алюминия и имеют изолирующее покрытие, такое как лак, чтобы предотвратить их соприкосновение, поскольку они будут подходить очень близко друг к другу или непосредственно контактировать, чтобы уплотнить их еще больше. Нечто подобное происходит с катушками трансформатора, которые тоже имеют этот лак.
Функция катушек - генерировать указанные магнитное поле, а сердечник усилит этот эффект и сконцентрирует его, чтобы уменьшить потери на рассеяние. Внутри материала сердечника его домены будут выровнены или ориентированы в одном направлении благодаря интенсивности, генерируемой катушкой, то есть это похоже на то, что происходит внутри постоянных магнитов, которые также выровняли указанные домены в определенном направлении в соответствии с его полюсом.
Он может контролировать силу притяжения увеличивая ток, который вы пропускаете через электромагнит. Тем не менее, я должен сказать, что это не единственный фактор, который влияет на силу притяжения электромагнита, чтобы увеличить его мощность, вы можете увеличить один или все из следующих факторов:
- Количество оборотов соленоида.
- Основной материал.
- Сила тока.
Когда ток прекращается, домены имеют тенденцию случайным образом переориентировать себя и, следовательно, теряют магнетизм. Итак, когда вы убираете приложенный ток, электромагнит перестает притягивать. Однако может оставаться остаточное магнитное поле, которое называется остаточным магнетизмом. Если вы хотите устранить это, вы можете применить коэрцитивное поле в противоположном направлении или поднять температуру материала выше температуры Кюри.
Получите электромагнит
Как я уже сказал, вы можете создай самЕсли вам нравится делать все своими руками или вы ищете тип электромагнита, характеристики которого не удовлетворяют те, которые вы можете купить. Другой вариант, если вам лень, - купить электромагнит в любом магазине, например на Amazon.
Обратите внимание на кое-что, если собираетесь покупать электромагнит. И вы найдете разные цены и несколько типов, которые имеют разные характеристики. Среди них больше всего различаются количество веса, которое они могут поддерживать или привлекать. Например, 25N - 2.5 кг, 50N - 5 кг, 100N - 10 кг, 800N - 80 кг, 1000N - 100 кг и т. Д. Существуют более крупные для промышленного применения, но нечасто для бытового применения ... Не думайте, что цена между одним и другим сильно вырастет, ведь они у вас с 3 до 20 евро.
Если вы решите создай самВы можете получить дешевый электромагнит, просто намотав провод, чтобы создать катушку, и внутрь вы должны вставить железный сердечник. Например, самый простой и простой электромагнит, который дети обычно используют для изучения в лабораториях, - это использовать батарею, которую они подключают к намотанному токопроводящему проводу (он должен быть покрыт изоляционным лаком или пластиковым изолятором, чтобы они не соприкасались с витками. ) и внутри которого они вводят шнурок в качестве ядра. Когда вы соединяете два конца с каждым из полюсов элемента или батареи, в катушке создается магнитное поле, притягивающее металлы ...
Конечно, электромагнит можно совершенный с катушкой большего размера или с использованием другого металлического сердечника, если вы хотите добиться более высоких мощностей и магнитных полей.
Интеграция с Arduino
La интеграция с Arduino это совсем не сложно. Либо купленный электромагнит, либо созданный вами, вы можете напрямую использовать Arduino и выходы питания для активации или деактивации электромагнита по желанию, используя свой код эскиза. Но если вы хотите сделать это лучше, вам следует использовать какой-либо элемент для более адекватного управления электромагнитом, особенно если это более мощный электромагнит. В этом случае можно использовать, например, транзистор. МОП-транзистор как элемент управления, или NPN TIP120 (это тот, который я использовал для тестирования), и даже реле. Таким образом, вы можете использовать один из цифровых выводов для управления транзистором, а он, в свою очередь, электромагнитом ...
Вы должны установить обратный или антипараллельный диод, как на изображении, между двумя разъемами электромагнита. Вы также должны включить резистор 2 кОм, как показано на схеме. Остальные соединения, как видите, очень просты. Конечно, в этом случае синий и красный провода соответствуют внешнему питанию, которое будет подаваться на соленоид.
Помните, что есть электромагниты Номинальное напряжение 6 В, 12 В, 24 В и т. Д., Поэтому вы должны хорошо знать напряжение, которое вы должны приложить к соленоиду, чтобы не повредить его. Вы можете увидеть подробности в описании Amazon или в таблице данных используемого вами компонента. Не забудьте также соблюдать его распиновку, которая представляет собой два контакта, один для заземления или GND, а другой Vin для подачи управляющего тока.
Тот, который я использовал, чтобы доказать этот схематический пример то, что я создал во Fritzing, составляет 6 В, поэтому в строках, которые я поместил справа на диаграмме, будет применено + 0/6 В в красном и -0 / 6 В в синем. Помните, что в зависимости от интенсивности вы получите большую или меньшую силу притяжения.
к код, Вы можете сделать что-то простое, например следующее (помните, что вы можете изменить код, чтобы вместо периодической активации и деактивации через некоторое время, как этот, он делал это в зависимости от другого датчика, который у вас есть в вашей цепи, или от того, что происходит какое-то событие ...):
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
}