Existujú nejaké projekty elektroniky alebo pre použitie s vašim Arduino, kde budete musieť pracovať s riadeným magnetizmom. Myslím, že v normálnom permanentnom magnetu bude vždy pôsobiť príťažlivá sila, ale s a elektromagnet toto magnetické pole môžete ovládať a generovať ho vtedy, keď to práve potrebujete. Týmto spôsobom môžete prilákať feromagnetické materiály pre množstvo aplikácií.
Napríklad si predstavte, že chcete automaticky otvoriť alebo zavrieť malý poklop, keď sa niečo stane, alebo premiestniť nejaký kovový predmet atď. V takom prípade je najlepšie, čo môžete použiť, elektromagnet, ktorý zabráni vytváraniu ďalších úplných elektromagnetov mechanizmy, ktoré vykonávajú rovnakú funkciu.
Čo je to elektromagnet?
Un elektromagnet Jedná sa o elektronické zariadenie, ktoré umožňuje ľubovoľne generovať magnetické pole. Teda zariadenie, ktoré sa stane magnetom iba vtedy, keď to práve potrebujete, a nie vždy ako permanentné magnety. Takto môžete priťahovať feromagnetické objekty v presne ten pravý okamih, kedy to chcete.
Elektromagnety sú široko používané v priemysel. Určite ste napríklad videli v televízii stroje, ktoré sú na niektorých miestach, kde sa recykluje kov, a ktoré majú elektromagnet, ktorý operátor aktivuje z kabíny, aby vyzdvihol podvozok šrotu alebo prilákal iné kovové časti. Potom, keď sa žeriav, ktorý drží tento elektromagnet, umiestnil na miesto, kde chce opustiť tieto kovové predmety, jednoducho deaktivuje magnetické pole elektromagnetu a všetko spadne.
Spôsob, ako ho aktivovať, je dodaním tohto prvku s prúd nepretržite. Pokiaľ tento prúd pôsobí na elektromagnet, magnetické pole sa udržuje a kov k nemu zostáva pripevnený. Keď ten prúd prestane, zmizne a kovové prvky sa oddelia. Môžete to teda rýchlo ovládať.
Toto môžete tiež použiť vy vo svoj prospech a veľmi lacným spôsobom. Elektromagnet si môžete kúpiť hotový alebo si ho sami vyrobiť, pretože na rozdiel od iných elektronických súčiastok nie je vôbec komplikovaný.
Ale ak si myslíte, že elektromagnety slúžia iba na chytanie alebo prilákanie predmetov, pravdou je, že sa mýlite. The použitia alebo aplikácie sú rôzne. V skutočnosti, ak sa rozhliadnete okolo seba, určite veľa zariadení využíva tento efekt na svoju činnosť. Nájdete ho napríklad pre mnoho domácich zvonov, pre niektoré zariadenia, ktoré majú elektricky ovládané mechanické pohony, pre roboty, pre pevné disky, pre elektrické motory (rotor sa otáča vďaka vytváraným magnetickým poliam), generátory, reproduktory, relé, magnetické zámky a dlhý atď.
Ako to funguje?
Aj keď už máte viac alebo menej jasné, ako elektromagnet ovládať, musíte dobre pochopiť, ako na to pracuje priťahovať alebo odpudzovať predmety (ak zmeníte polarizáciu). S týmito typmi zariadení nebudete musieť používať permanentné magnety na prilákanie feromagnetických materiálov, ako je železo, kobalt, nikel a iné zliatiny.
Nezabudnite na typ kovu alebo zliatiny, ktorý chcete pre svoj projekt použiť, pretože nie každého priťahujú tieto magnety.
Aby elektromagnet fungoval, musíme sa vrátiť k dánskym štúdiám Hans Christian Orsted, 1820. Zistil, že elektrické prúdy môžu generovať magnetické polia. Neskôr Brit William Sturgeron zrealizuje prvý elektromagnet, ktorý využije tento objav a ten sa datuje rokom 1824. A nebolo to až do roku 1930, keď ho Joshep Henry zdokonalí na vytvorenie elektromagnetu, ktorý dnes poznáme.
Fyzicky to bude tvoriť a navinutá cievka a vo vnútri nej feromagnetické jadro, ako je mäkké železo, oceľ a iné zliatiny. Smyčky sú zvyčajne vyrobené z medi alebo hliníka a majú izolačný povrch ako lak, ktorý im bráni v kontakte, pretože sa dostanú veľmi blízko k sebe alebo priamo v kontakte, aby ich ešte viac zhutnili. Niečo podobné, čo sa deje s transformátorovými cievkami, ktoré majú tiež tento lak.
Funkciou cievok je generovanie uvedeného magnetické pole, a jadro tento efekt zvýši a sústredí ho na zníženie strát rozptylom. V materiáli jadra budú jeho domény zarovnané alebo orientované v jednom smere vďaka intenzite generovanej cievkou, to znamená, že sa podobá tomu, čo sa deje vo vnútri permanentných magnetov, ktoré tiež majú uvedené domény zarovnané v konkrétnom smere podľa svojho pólu.
To môže ovládať príťažlivú silu zvýšenie prúdu, ktorý prechádzate elektromagnetom. To znamená, že musím povedať, že to nie je jediný faktor, ktorý ovplyvňuje atraktívnu silu elektromagnetu. Ak chcete zvýšiť jeho výkon, môžete zvýšiť jeden alebo všetky nasledujúce faktory:
- Počet otáčok solenoidu.
- Materiál jadra.
- Intenzita prúdu.
Keď prúd prestane, domény majú tendenciu sa náhodne preorientovať, a preto strácajú magnetizmus. Takže keď odstránite aplikovaný prúd, elektromagnet prestane priťahovať. Môže však zostať zvyškové magnetické pole, ktoré sa nazýva remanentný magnetizmus. Ak to chcete vylúčiť, môžete použiť donucovacie pole v opačnom smere alebo zvýšiť teplotu materiálu nad Curieovu teplotu.
Získajte elektromagnet
Ako som už uviedol, môžete vytvor si to sámAk máte radi DIY alebo hľadáte typ elektromagnetu s vlastnosťami, ktoré nie sú spokojné s tými, ktoré si môžete kúpiť. Ďalšou možnosťou, ak ste lenivejší, je kúpiť elektromagnet v ktoromkoľvek obchode, napríklad na Amazone.
- Nakúpte v module pripravený na použitie elektromagnet pomocou Arduina
- Porovnajte jednoduchý elektromagnet
Niečo si prosím všimnite, ak sa chystáte kúpiť elektromagnet. A budete hľadať rôzne ceny a niekoľko typov, ktoré majú rôzne vlastnosti. Medzi nimi sa najviac líši hmotnosť, ktorú môžu podporiť alebo prilákať. Napríklad 25 N s hmotnosťou 2.5 kg, 50 N s hmotnosťou 5 kg, 100 N s hmotnosťou 10 kg, 800 N s hmotnosťou 80 kg, 1000 100 N s hmotnosťou 3 kg atď. Existujú väčšie pre priemyselné použitie, ale pre domáce použitie to nie je časté ... Nemyslite si, že cena medzi jednotlivými cenami tak stúpa, pretože ich máte od 20 do XNUMX EUR.
Ak sa rozhodnete vytvor si to sámMôžete mať lacný elektromagnet jednoduchým navinutím drôtu na vytvorenie cievky a dovnútra musíte vložiť železné jadro. Napríklad najjednoduchším a najjednoduchším elektromagnetom, ktorý sa deti zvyčajne naučia v laboratóriách, je použitie batérie, ktorú pripájajú k navinutému vodivému drôtu (musí byť pokrytý izolačným lakom alebo plastovým izolátorom, aby sa nedotýkali zákruty) a vnútri ktorého zavádzajú čipku ako jadro. Keď spojíte dva konce s každým z pólov článku alebo batérie, v cievke sa vytvorí magnetické pole, ktoré priťahuje kovy ...
Samozrejme, elektromagnet, ktorý môžete k dokonalosti s väčšou cievkou alebo s použitím iného kovového jadra, ak chcete dosiahnuť vyššie výkonové rozmery a magnetické polia.
Integrácia s Arduino
La integrácia s Arduino nie je to vôbec komplikované. Buď zakúpený elektromagnet, alebo elektromagnet, ktorý ste vytvorili sami, môžete pomocou Arduina a výkonových výstupov priamo aktivovať alebo deaktivovať elektromagnet pomocou svojho kódu skici. Ak to však chcete urobiť lepšie, mali by ste použiť nejaký prvok na adekvátnejšie ovládanie elektromagnetu, najmä ak ide o silnejší elektromagnet. V takom prípade môžete použiť napríklad tranzistor MOSFET ako ovládací prvok alebo NPN TIP120 (je to ten, ktorý som testoval) a dokonca aj relé. Môžete teda použiť jeden z digitálnych pinov na riadenie tranzistora a ten zase na elektromagnet ...
Medzi dva konektory elektromagnetu musíte vložiť mušku alebo antiparalelnú diódu, ako je tá na obrázku. Ako je znázornené na obrázku, musíte zahrnúť aj odpor 2 K ohm. Ako vidíte, ostatné spojenia sú veľmi jednoduché. Samozrejme, v tomto prípade modrý a červený vodič zodpovedajú externému napájaniu, ktoré bude aplikované na solenoid.
Pamätajte, že existujú elektromagnety z Menovité napätie 6V, 12V, 24V atď., Takže musíte dobre poznať napätie, ktoré musíte na solenoid aplikovať, aby ste ho nepoškodili. Podrobnosti môžete vidieť v popise Amazonu alebo vyhľadaním údajového listu komponentu, ktorý používate. Nezabudnite tiež rešpektovať jeho pinout, čo sú dva piny, jeden pre zem alebo GND a druhý Vin pre napájanie riadiaceho prúdu.
Ten, ktorý som použil na preukázanie tento schematický príklad ktoré som vytvoril vo Fritzingi, je 6V, takže v riadkoch, ktoré som dal vpravo na diagrame, sa použije + 0 / 6V červenou farbou a -0 / 6V modrou farbou. Pamätajte, že v závislosti od intenzity získate väčšiu alebo menšiu príťažlivú silu.
na kód, Môžete urobiť niečo jednoduché, ako je nasledovné (nezabudnite, že môžete upraviť kód tak, aby namiesto prerušovaného aktivovania a deaktivovania po chvíli, ako je tento, to robil v závislosti od iného senzora, ktorý máte vo svojom obvode, alebo od udalosti. ...):
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
}