Elektromagnet: si ta integroni këtë element me bordin tuaj Arduino

Ka disa projekte elektronike ose për t'u përdorur me Arduino tuaj, ku do t'ju duhet të punoni me magnetizëm të kontrolluar. Dua të them, në një magnet të përhershëm normal, gjithmonë do të ketë forcë tërheqëse, por me një elektromagnet ju mund ta kontrolloni këtë fushë magnetike për ta gjeneruar atë kur të keni nevojë. Në këtë mënyrë, ju mund të tërheqni materiale ferromagnetike për një mori aplikimesh.

Për shembull, imagjinoni që dëshironi të hapni ose mbyllni një çelës të vogël automatikisht kur diçka ndodh, ose të lëvizni ndonjë objekt metalik, etj. Në atë rast, gjëja më e mirë që mund të përdorni është një elektromagnet, duke shmangur kështu krijimin e atyre të tjera të plota mekanizmat që kryejnë të njëjtin funksion.

Çfarë është elektromagneti?

Un elektromagnet Shtë një pajisje elektronike që ju lejon të krijoni një fushë magnetike sipas dëshirës tuaj. Kjo është, një pajisje që bëhet një magnet vetëm kur ju nevojitet, dhe jo gjithmonë si magnet të përhershëm. Në atë mënyrë, ju mund të tërheqni objekte ferromagnetike pikërisht në momentin e duhur kur ta dëshironi.

Elektromagnetët përdoren gjerësisht në industria. Për shembull, ju me siguri keni parë në TV ato makina që janë në disa vende ku riciklohet metali dhe që kanë një elektromagnet që operatori aktivizon nga kabina për të marrë shasinë e një makine skrap, ose për të tërhequr pjesë të tjera metalike. Atëherë kur vinçi që mban këtë elektromagnet është pozicionuar aty ku dëshiron të lërë këto objekte metalike, ata thjesht çaktivizojnë fushën magnetike të elektromagnetit dhe gjithçka do të bjerë.

Mënyra për ta aktivizuar është duke furnizuar këtë element me një rryma e vazhdueshme. Për sa kohë që kjo rrymë po vepron në elektromagnet, fusha magnetike mirëmbahet dhe metali mbetet i lidhur me të. Kur ajo rrymë të pushojë, ajo do të zhduket dhe elementët metalikë do të shkëputen. Kështu që mund ta kontrolloni shpejt.

Epo, kjo mund të përdoret gjithashtu nga ju për përfitimin tuaj dhe në një mënyrë shumë të lirë. Elektromagnetin mund ta blini të gatshëm ose ta krijoni vetë, pasi nuk është aspak i komplikuar, ndryshe nga përbërësit e tjerë elektronikë.

Por nëse mendoni se elektromagnetët shërbejnë vetëm për të kapur ose tërhequr objekte, e vërteta është se gaboni. përdorimet ose aplikacionet janë të shumta. Në fakt, nëse shikoni përreth jush, me siguri shumë pajisje e përdorin këtë efekt për funksionimin e tyre. Për shembull, do ta gjeni për shumë kambana shtëpie, për disa pajisje që kanë aktuatorë mekanikë të kontrolluar elektrikisht, për robotë, për disqe të ngurta, për motorë elektrikë (rotori rrotullohet falë fushave magnetike që gjenerohen), gjeneratorët, altoparlantët, stafetë, brava magnetike, dhe një të gjatë etj.

Si funksionon kjo gjë?

Edhe nëse tashmë e keni pak a shumë të qartë se si të përdorni një elektromagnet, duhet ta kuptoni mirë se si funksionon tërheqin ose sprapsin objektet (nëse ndryshoni polarizimin). Me këto lloj pajisjesh, nuk do të keni nevojë të përdorni magnet të përhershëm për të tërhequr materiale ferromagnetike si hekur, kobalt, nikel dhe lidhje të tjera.

Mbani në mend llojin e metalit ose aliazhit që do të përdorni për projektin tuaj, pasi jo të gjithë tërhiqen nga këto magnet.

Që elektromagneti të funksionojë, duhet t'i kthehemi studimeve daneze Hans Christian Orsted, 1820. Ai zbuloi se rrymat elektrike mund të gjenerojnë fusha magnetike. Më vonë, britaniku William Sturgeron do të bënte elektromagnetin e parë duke përfituar nga ky zbulim, dhe që daton që nga viti 1824. Dhe nuk do të zgjaste vetëm në vitin 1930, kur Joshep Henry do ta përsoste atë për të krijuar elektromagnetin që ne njohim sot.

Fizikisht do të përbëhet nga një mbështjell spiralen dhe brenda saj një bërthamë ferromagnetike, të tilla si hekuri i butë, çeliku dhe lidhjet e tjera. Sythet zakonisht janë prej bakri ose alumini dhe kanë një shtresë izoluese si një llak për t’i parandaluar ato nga kontakti, pasi ato do të vijnë shumë afër njëra-tjetrës ose drejtpërdrejt në kontakt për t’i kompaktuar edhe më shumë. Diçka e ngjashme me atë që ndodh me mbështjellësit e transformatorit, të cilat gjithashtu kanë këtë llak.

Funksioni i mbështjellësve është gjenerimi i thënë fushë magnetike, dhe thelbi do të rrisë këtë efekt dhe do ta përqendrojë atë për të zvogëluar humbjet e shpërndarjes. Brenda materialit thelbësor, fushat e tij do të rreshtohen ose do të orientohen në një drejtim falë intensitetit të gjeneruar nga spiralja, domethënë, i ngjan asaj që ndodh brenda magneteve të përhershëm, të cilat gjithashtu kanë thënë që fushat të rreshtohen në një drejtim specifik sipas polit të tij.

Ajo mund kontrollojnë forcën e tërheqjes duke rritur rrymën që po kaloni përmes elektromagnetit. Kjo tha, më duhet të them se nuk është i vetmi faktor që ndikon në forcën tërheqëse të elektromagnetit, për të rritur fuqinë e tij ju mund të rrisni një ose të gjithë faktorët e mëposhtëm:

• Numri i kthesave të solenoidit.
• Materiali thelbësor.
• Intensiteti i rrymës.

Kur rryma pushon, domenet tentojnë të riorientohen rastësisht dhe prandaj humbin magnetizmin. Pra, kur hiqni rrymën e aplikuar, elektromagneti ndalon tërheqjen. Sidoqoftë, një fushë magnetike e mbetur mund të mbetet e cila quhet magnetizëm remanent. Nëse dëshironi ta eleminoni, mund të aplikoni një fushë shtrënguese në drejtim të kundërt ose të rrisni temperaturën e materialit mbi temperaturën e Curie.

Merrni një elektromagnet

Siç kam komentuar tashmë, ju mundeni krijojeni vetëNëse ju pëlqen DIY ose jeni duke kërkuar një lloj elektromagneti me karakteristika që nuk janë të kënaqur me ato që mund të blini. Një mundësi tjetër, nëse jeni më dembel, është të blini elektromagnet në ndonjë dyqan siç është Amazon.

• Bleni elektromagnet të gatshëm për përdorim në modul me Arduino
• Krahasoni elektromagnetin e thjeshtë

Ju lutemi vini re diçka, nëse do të blini elektromagnet. Dhe do të gjeni çmime të ndryshme dhe disa lloje që kanë karakteristika të ndryshme. Midis tyre, ajo që ndryshon më shumë është sasia e peshës që ata mund të mbështesin ose tërheqin. Për shembull, 25N e 2.5Kg, 50N e 5Kg, 100N e 10 Kg, 800N e 80 kg, 1000N e 100 Kg, etj. Ka më të mëdha për aplikime industriale, por nuk është e shpeshtë për aplikime shtëpiake ... Mos mendoni se çmimi rritet aq shumë midis njërit dhe tjetrit, pasi i keni nga 3 € në 20 €.

Nëse vendosni të krijojeni vetëJu mund të keni një elektromagnet të lirë thjesht duke mbështjellur tela për të gjeneruar një spirale dhe brenda duhet të fusni një bërthamë me ngjyra. Për shembull, elektromagneti më i thjeshtë dhe i thjeshtë që fëmijët zakonisht bëjnë për të mësuar në laboratorë është përdorimi i një baterie që ata lidhin me një tel përçues të plagës (duhet të jetë i mbuluar me llak izolues ose izolues plastik në mënyrë që ata të mos kontaktojnë në kthesa ) dhe brenda të cilave ata prezantojnë një dantella si bërthamë. Kur lidhni dy skajet me secilin nga polet e qelizës ose baterisë, një fushë magnetike do të gjenerohet në spiralë që tërheq metale ...

Sigurisht, elektromagneti që mundeni për të përsosur me një spirale më të madhe ose duke përdorur një bërthamë tjetër metalike nëse doni të arrini dimensione më të larta të fuqisë dhe fusha magnetike.

Integrimi me Arduino

La integrimi me Arduino nuk eshte aspak e komplikuar. Ose një elektromagnet i blerë ose një i krijuar nga vetja, ju mund të përdorni drejtpërdrejt Arduino dhe daljet e energjisë për të aktivizuar ose çaktivizuar elektromagnetin siç dëshironi duke përdorur kodin tuaj të skicës. Por nëse doni ta bëni në një mënyrë më të mirë, duhet të përdorni një element për të kontrolluar elektromagnetin në një mënyrë më adekuate, veçanërisht nëse është një elektromagnet më i fuqishëm. Në këtë rast, mund të përdorni për shembull një tranzitor MOSFET si një element kontrolli, ose një NPN TIP120 (është ai që kam përdorur për të provuar), dhe madje edhe një stafetë. Kështu, mund të përdorni një nga kunjat dixhitalë për të kontrolluar tranzitorin dhe kjo nga ana tjetër tek elektromagneti ...

Ju duhet të vendosni një diodë fluturimi prapa ose antiparalele si ajo në figurë, midis dy lidhësve të elektromagnetit. Ju gjithashtu duhet të përfshini një rezistencë 2K ohm siç e shihni në diagram. Pjesa tjetër e lidhjeve janë shumë të thjeshta, siç mund ta shihni. Sigurisht, në këtë rast, telat blu dhe të kuq korrespondojnë me fuqinë e jashtme që do të zbatohet në solenoid.

Mos harroni se ka elektromagnet të Tensioni nominal 6V, 12V, 24V, etj., Kështu që duhet të njihni mirë tensionin që duhet të aplikoni në solenoid për të mos e dëmtuar atë. Ju mund të shihni detajet në përshkrimin e Amazon ose duke kërkuar fletën e të dhënave të përbërësit që po përdorni. Mos harroni gjithashtu të respektoni pinout-in e tij, të cilat janë dy kunja, njëra për tokë ose GND dhe tjetra Vin për të aplikuar rrymën e kontrollit.

Ai që kam përdorur për të provuar ky shembull skematik që kam krijuar në Fritzing është 6V, kështu që në linjat që kam vendosur djathtas në diagram do të zbatohet + 0 / 6V në të kuqe dhe -0 / 6V në blu. Mos harroni se në varësi të intensitetit do të merrni pak a shumë forcë tërheqëse.

në Kodi, Ju mund të bëni diçka të thjeshtë si më poshtë (mos harroni se mund të modifikoni kodin në mënyrë që në vend që të aktivizoni dhe çaktivizoni me ndërprerje pas një kohe, si ky, ta bëjë këtë në varësi të një sensori tjetër që keni në qarkun tuaj, ose nga ndonjë ngjarje ndodh ...):

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
}