Obstaja nekaj elektronskih projektov ali za uporabo z vašim Arduinom, kjer boste morali delati z nadzorovanim magnetizmom. Mislim, v običajnem stalnem magnetu bo vedno prisotna privlačna sila, vendar z a elektromagnet lahko nadzirate to magnetno polje, da ga ustvarite, ko ga potrebujete. Na ta način lahko privabite feromagnetne materiale za številne aplikacije.
Na primer, predstavljajte si, da želite samodejno odpreti ali zapreti majhno loputo, ko se kaj zgodi, ali premakniti kakšen kovinski predmet itd. V tem primeru je najboljša stvar, ki jo lahko uporabite, elektromagnet, s čimer se izognete ustvarjanju drugih popolnih mehanizmi, ki opravljajo enako funkcijo.
Kaj je elektromagnet?
Un elektromagnet Gre za elektronsko napravo, ki omogoča poljubno ustvarjanje magnetnega polja. To pomeni, da naprava, ki postane magnet samo takrat, ko jo potrebujete, in ne vedno kot trajni magneti. Tako lahko privabite feromagnetne predmete ravno v pravem trenutku, ko to želite.
Elektromagneti se pogosto uporabljajo v industriji. Na primer, na televiziji ste zagotovo videli tiste stroje, ki so ponekod reciklirani in kovine imajo elektromagnet, ki ga upravljavec aktivira iz kabine, da vzame podvozje odpadnega avtomobila ali privabi druge kovinske dele. Potem, ko se žerjav, ki drži ta elektromagnet, postavi tam, kjer želi zapustiti te kovinske predmete, preprosto izključijo magnetno polje elektromagneta in vse bo padlo.
Način, kako ga aktivirati, je tako, da temu elementu priskrbite a stalni tok. Dokler ta tok deluje na elektromagnet, se magnetno polje vzdržuje in kovina ostane pritrjena nanj. Ko ta tok preneha, bo izginil in kovinski elementi se bodo odlepili. Tako ga lahko hitro nadzirate.
No, to lahko uporabite tudi vi v lastno korist in na zelo poceni način. Elektromagnet lahko kupite že pripravljenega ali pa ga ustvarite sami, saj v nasprotju z drugimi elektronskimi komponentami sploh ni zapleten.
Če pa mislite, da elektromagneti služijo le za lovljenje ali privabljanje predmetov, je resnica, da se motite. The uporab ali aplikacij več. Pravzaprav, če se ozrete okoli sebe, zagotovo veliko naprav uporablja ta učinek za svoje delovanje. Na primer, našli ga boste za številne hišne zvonove, za nekatere naprave z električno krmiljenimi mehanskimi pogoni, za robote, za trde diske, za elektromotorji (rotor se vrti zaradi ustvarjenih magnetnih polj), generatorji, zvočniki, releji, magnetne ključavnice in dolga itd.
Kako deluje?
Tudi če že imate bolj ali manj jasno, kako upravljati elektromagnet, morate dobro razumeti, kako deluje privabiti ali odbiti predmete (če spremenite polarizacijo). Pri teh vrstah naprav vam ne bo treba uporabljati trajnih magnetov za privabljanje feromagnetnih materialov, kot so železo, kobalt, nikelj in druge zlitine.
Upoštevajte vrsto kovine ali zlitine, ki jo boste uporabili za svoj projekt, saj teh magnetov ne privlačijo vsi.
Da bo elektromagnet deloval, se moramo vrniti k danskim študijam Hans Christian Orsted, 1820. Odkril je, da lahko električni tokovi ustvarjajo magnetna polja. Kasneje je Britanec William Sturgeron naredil prvi elektromagnet, ki je izkoristil to odkritje in sega v leto 1824. In šele leta 1930, ko ga je Joshep Henry izpopolnil za izdelavo elektromagneta, ki ga poznamo danes.
Fizično bo sestavljen iz a navita tuljava in znotraj nje feromagnetno jedro, kot so blago železo, jeklo in druge zlitine. Zanke so običajno narejene iz bakra ali aluminija in imajo izolacijsko prevleko kot lak, ki jim preprečuje stik, saj se bodo med seboj zelo blizu ali neposredno stikale, da jih bodo še bolj kompaktirale. Nekaj podobnega tistemu, kar se zgodi s transformatorskimi tuljavami, ki imajo tudi ta lak.
Naloga tuljav je ustvariti omenjeno magnetno polje, jedro pa bo povečalo ta učinek in ga koncentriralo za zmanjšanje izgub zaradi razprševanja. Znotraj materiala jedra bodo njegove domene poravnane ali usmerjene v eno smer, zahvaljujoč intenzivnosti tuljave, to pomeni, da je podobna dogajanju znotraj trajnih magnetov, ki imajo tudi omenjene domene poravnane v določeno smer glede na njegov pol.
Lahko nadzor sile privlačnosti povečanje toka, ki ga prehajate skozi elektromagnet. Kljub temu moram reči, da ni edini dejavnik, ki vpliva na privlačno silo elektromagneta, za povečanje njegove moči lahko povečate enega ali vse naslednje dejavnike:
- Število obratov elektromagneta.
- Jedro materiala.
- Trenutna intenzivnost.
Ko tok preneha, se domene ponavadi preusmerijo naključno in zato izgubijo magnetizem. Torej, ko odstranite uporabljeni tok, elektromagnet se neha privlačiti. Lahko pa ostane preostalo magnetno polje, ki se imenuje ostankovni magnetizem. Če ga želite odpraviti, lahko uporabite prisilno polje v nasprotni smeri ali dvignete temperaturo materiala nad Curiejevo temperaturo.
Pridobite elektromagnet
Kot sem že komentiral, lahko ustvari si ga samČe vam je všeč DIY ali iščete vrsto elektromagneta z lastnostmi, ki niso zadovoljne s tistimi, ki jih lahko kupite. Druga možnost, če ste bolj leni, je nakup elektromagneta v kateri koli trgovini, kot je Amazon.
Nekaj upoštevajte, če boste kupili elektromagnet. In našli boste različne cene in več vrst, ki imajo različne značilnosti. Med njimi se najbolj razlikuje težo, ki jo lahko podpirajo ali privlačijo. Na primer 25 N 2.5 kg, 50 N 5 kg, 100 N 10 kg, 800 N 80 kg, 1000 N 100 kg itd. Obstajajo večji za industrijsko uporabo, vendar za domače aplikacije niso pogosti ... Ne mislite, da se cena med enim in drugim toliko dvigne, saj jih imate od 3 do 20 evrov.
Če se odločite ustvari si ga samPoceni elektromagnet lahko dobite tako, da preprosto navijete žico, da ustvarite tuljavo, v notranjost pa morate vstaviti železno jedro. Na primer, najpreprostejši in najpreprostejši elektromagnet, ki se ga otroci običajno naučijo v laboratorijih, je uporaba akumulatorja, ki ga priklopijo na ranjeno prevodno žico (mora biti prekrita z izolacijskim lakom ali plastičnim izolatorjem, da ne pridejo v stik na zavojih ) in znotraj katere uvajajo čipko kot jedro. Ko oba konca povežete z vsakim od polov celice ali baterije, se bo v tuljavi ustvarilo magnetno polje, ki privlači kovine ...
Seveda, elektromagnet lahko popoln z večjo tuljavo ali z drugačnim kovinskim jedrom, če želite doseči večje dimenzije moči in magnetna polja.
Integracija z Arduinom
La integracija z Arduinom sploh ni zapleteno. Bodisi kupljeni elektromagnet bodisi tisti, ki ste ga ustvarili sami, lahko Arduino in izhodne moči neposredno uporabite za aktiviranje ali deaktiviranje elektromagneta po vaši skici. Če pa želite to narediti na boljši način, uporabite neki element za ustreznejši nadzor elektromagneta, zlasti če gre za močnejši elektromagnet. V tem primeru lahko uporabite na primer tranzistor MOSFET kot krmilni element ali NPN TIP120 (to je tisti, ki sem ga nekoč testiral) in celo rele. Tako lahko z enim od digitalnih zatičev krmilite tranzistor, ta pa na elektromagnet ...
Med oba konektorja elektromagneta morate namestiti muho nazaj ali antiparalelno diodo, kakršna je na sliki. Vključiti morate tudi 2K ohmski upor, kot vidite na diagramu. Kot vidite, so ostale povezave zelo preproste. Seveda v tem primeru modra in rdeča žica ustrezata zunanjemu napajanju, ki bo priključeno na elektromagnet.
Ne pozabite, da obstajajo elektromagneti Nazivna napetost 6V, 12V, 24V itd., Zato morate dobro poznati napetost, ki jo morate priklopiti na elektromagnet, da ga ne poškodujete. Podrobnosti si lahko ogledate v opisu Amazona ali pa poiščete podatkovni list komponente, ki jo uporabljate. Upoštevajte tudi njegov pinout, to sta dva zatiča, enega za ozemljitev ali GND in drugega Vin za uporabo krmilnega toka.
Tisti, ki sem ga uporabil za dokazovanje ta shematski primer , ki sem ga ustvaril v Fritzingu, je 6V, tako da bo v vrsticah, ki sem jih dal na diagramu desno, uporabljeno + 0 / 6V v rdeči in -0 / 6V v modri barvi. Ne pozabite, da boste glede na intenzivnost dobili bolj ali manj privlačno silo.
za koda, Lahko naredite nekaj preprostega, kot je naslednje (ne pozabite, da lahko kodo spremenite tako, da namesto da se čez nekaj časa, tako kot ta, občasno aktivira in deaktivira, to počne, odvisno od drugega senzorja, ki ga imate v svojem vezju, ali da se zgodi kakšen dogodek ...):
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
}