มีโครงการอิเล็กทรอนิกส์บางอย่างหรือใช้กับ Arduino ของคุณซึ่งคุณจะต้องทำงานกับแม่เหล็กที่ควบคุมได้ ฉันหมายความว่าในแม่เหล็กถาวรธรรมดาจะมีแรงดึงดูดเสมอ แต่ด้วยก แม่เหล็กไฟฟ้า คุณสามารถควบคุมสนามแม่เหล็กนี้เพื่อสร้างเมื่อคุณต้องการ ด้วยวิธีนี้คุณสามารถดึงดูดวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
ตัวอย่างเช่นจินตนาการว่าคุณต้องการเปิดหรือปิดช่องเล็ก ๆ โดยอัตโนมัติเมื่อมีอะไรเกิดขึ้นหรือเคลื่อนย้ายวัตถุโลหะบางอย่างเป็นต้น ในกรณีนี้สิ่งที่ดีที่สุดที่คุณสามารถใช้ได้คือแม่เหล็กไฟฟ้าดังนั้นคุณจึงหลีกเลี่ยงไม่ต้องสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ กลไกที่ทำหน้าที่เดียวกัน.
แม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?
Un แม่เหล็กไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ช่วยให้คุณสร้างสนามแม่เหล็กได้ตามต้องการ นั่นคืออุปกรณ์ที่จะกลายเป็นแม่เหล็กเมื่อคุณต้องการเท่านั้นและไม่เหมือนกับแม่เหล็กถาวรเสมอไป ด้วยวิธีนี้คุณจะสามารถดึงดูดวัตถุแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงเวลาที่เหมาะสมเมื่อคุณต้องการ
แม่เหล็กไฟฟ้าใช้กันอย่างแพร่หลายใน อุตสาหกรรม. ตัวอย่างเช่นคุณเคยเห็นในทีวีเครื่องเหล่านั้นซึ่งอยู่ในสถานที่บางแห่งที่มีการรีไซเคิลโลหะและมีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผู้ปฏิบัติงานเปิดใช้งานจากห้องโดยสารเพื่อรับโครงรถของเศษซากหรือดึงดูดชิ้นส่วนโลหะอื่น ๆ จากนั้นเมื่อเครนที่ถือแม่เหล็กไฟฟ้านี้อยู่ในตำแหน่งที่ต้องการออกจากวัตถุโลหะเหล่านี้พวกเขาก็เพียงแค่ปิดการใช้งานสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กไฟฟ้าและทุกอย่างก็จะตกลงมา
วิธีเปิดใช้งานคือการจัดหาองค์ประกอบนี้ด้วยไฟล์ ปัจจุบันอย่างต่อเนื่อง. ตราบเท่าที่กระแสไฟฟ้านี้ทำหน้าที่กับแม่เหล็กไฟฟ้าสนามแม่เหล็กจะยังคงอยู่และโลหะยังคงติดอยู่ เมื่อกระแสนั้นสิ้นสุดลงมันจะหายไปและองค์ประกอบที่เป็นโลหะจะแยกออก คุณจึงควบคุมได้อย่างรวดเร็ว
คุณสามารถใช้สิ่งนี้ได้เช่นกัน เพื่อผลประโยชน์ของคุณเองและในทางที่ถูกมาก. คุณสามารถซื้อแม่เหล็กไฟฟ้าสำเร็จรูปหรือสร้างขึ้นเองได้เนื่องจากไม่ซับซ้อนเลยซึ่งแตกต่างจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ
แต่ถ้าคุณคิดว่าแม่เหล็กไฟฟ้าทำหน้าที่จับหรือดึงดูดวัตถุเท่านั้นความจริงก็คือคุณคิดผิด การใช้งานหรือแอปพลิเคชันมีหลายอย่าง. ในความเป็นจริงถ้าคุณมองไปรอบ ๆ ตัวคุณมีอุปกรณ์มากมายที่ใช้เอฟเฟกต์นี้ในการทำงาน ตัวอย่างเช่นคุณจะพบมันสำหรับระฆังบ้านจำนวนมากสำหรับอุปกรณ์บางอย่างที่มีตัวกระตุ้นเชิงกลที่ควบคุมด้วยไฟฟ้าสำหรับหุ่นยนต์สำหรับฮาร์ดไดรฟ์สำหรับ มอเตอร์ไฟฟ้า (โรเตอร์หมุนด้วยสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้น), เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, ลำโพง, รีเลย์, ล็อคแม่เหล็กและอื่น ๆ อีกมากมาย
มันทำงานอย่างไร
แม้ว่าคุณจะมีความชัดเจนในการใช้งานแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่แล้ว แต่คุณต้องเข้าใจวิธีการทำงานของมันเป็นอย่างดี ดึงดูดหรือขับไล่วัตถุ (ถ้าคุณเปลี่ยนโพลาไรซ์) ด้วยอุปกรณ์ประเภทนี้คุณจะไม่ต้องใช้แม่เหล็กถาวรเพื่อดึงดูดวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเหล็กโคบอลต์นิกเกิลและโลหะผสมอื่น ๆ
โปรดจำไว้ว่าประเภทของโลหะหรือโลหะผสมที่คุณจะใช้สำหรับโครงการของคุณเนื่องจากไม่ใช่ทุกคนที่สนใจแม่เหล็กเหล่านี้
เพื่อให้แม่เหล็กไฟฟ้าทำงานได้เราต้องกลับไปที่การศึกษาของเดนมาร์ก ฮันส์คริสเตียนออร์สเต็ด 1820. เขาค้นพบว่ากระแสไฟฟ้าสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้ ต่อมา William Sturgeron ชาวอังกฤษจะสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าตัวแรกที่ใช้ประโยชน์จากการค้นพบครั้งนั้นและย้อนกลับไปในปี 1824 และจะไม่ถึงปี 1930 เมื่อ Joshep Henry จะสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าที่เรารู้จักในปัจจุบันได้อย่างสมบูรณ์แบบ
ทางกายภาพจะประกอบด้วยไฟล์ ขดลวดพันแผลและภายในแกนแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเหล็กอ่อนเหล็กและโลหะผสมอื่น ๆ ห่วงมักทำจากทองแดงหรืออลูมิเนียมและมีฉนวนหุ้มเหมือนเคลือบเงาเพื่อป้องกันไม่ให้สัมผัสกันเนื่องจากจะเข้ามาใกล้กันมากหรือสัมผัสโดยตรงเพื่อให้กระชับมากยิ่งขึ้น สิ่งที่คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับขดลวดหม้อแปลงซึ่งมีสารเคลือบเงานี้ด้วย
หน้าที่ของขดลวดคือการสร้างดังกล่าว สนามแม่เหล็กและแกนกลางจะเพิ่มเอฟเฟกต์นี้และมีสมาธิเพื่อลดการสูญเสียที่กระจัดกระจาย ภายในวัสดุหลักโดเมนของมันจะถูกจัดแนวหรือวางในทิศทางเดียวเนื่องจากความเข้มที่สร้างขึ้นโดยขดลวดนั่นคือมันคล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นภายในแม่เหล็กถาวรซึ่งยังกล่าวว่าโดเมนที่จัดเรียงในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงตามเสาของเขา
มันสามารถ ควบคุมแรงดึงดูด เพิ่มกระแสที่คุณกำลังส่งผ่านแม่เหล็กไฟฟ้า ที่กล่าวมาฉันต้องบอกว่าไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่ส่งผลต่อแรงดึงดูดของแม่เหล็กไฟฟ้าในการเพิ่มพลังคุณสามารถเพิ่มปัจจัยใดปัจจัยหนึ่งหรือทั้งหมดต่อไปนี้:
- จำนวนรอบของโซลินอยด์
- วัสดุหลัก
- ความเข้มปัจจุบัน
เมื่อกระแสหยุดลงโดเมนมักจะปรับตำแหน่งตัวเองแบบสุ่มดังนั้นจึงสูญเสียความเป็นแม่เหล็ก ดังนั้นเมื่อคุณลบกระแสที่ใช้ แม่เหล็กไฟฟ้าจะหยุดดึงดูด. อย่างไรก็ตามสนามแม่เหล็กตกค้างอาจยังคงอยู่ซึ่งเรียกว่าแม่เหล็กที่เหลืออยู่ หากคุณต้องการกำจัดมันคุณสามารถใช้สนามบีบบังคับในทิศทางตรงกันข้ามหรือเพิ่มอุณหภูมิของวัสดุให้สูงกว่าอุณหภูมิคูรี
หาแม่เหล็กไฟฟ้า
ตามที่ฉันได้แสดงความคิดเห็นไปแล้วคุณสามารถทำได้ สร้างมันขึ้นมาเองหากคุณชอบ DIY หรือกำลังมองหาแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีลักษณะเฉพาะไม่พอใจกับตัวที่คุณสามารถซื้อได้ อีกทางเลือกหนึ่งหากคุณขี้เกียจมากขึ้นคือการซื้อแม่เหล็กไฟฟ้าในร้านค้าใด ๆ เช่น Amazon
โปรดสังเกตบางอย่างหากคุณกำลังจะซื้อแม่เหล็กไฟฟ้า และคุณจะพบราคาที่แตกต่างกันและหลายประเภทที่มีลักษณะแตกต่างกัน ในหมู่พวกเขาสิ่งที่แตกต่างกันมากที่สุดคือ ปริมาณน้ำหนักที่รองรับหรือดึงดูดได้ ตัวอย่างเช่น 25N ของ 2.5Kg, 50N จาก 5Kg, 100N จาก 10 Kg, 800N จาก 80 kg, 1000N จาก 100 Kg เป็นต้น มีขนาดใหญ่กว่าสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม แต่ไม่บ่อยนักสำหรับการใช้งานในประเทศ ... อย่าคิดว่าราคาจะสูงขึ้นมากระหว่างราคาหนึ่งและราคาอื่น ๆ เนื่องจากคุณมีตั้งแต่ 3 ถึง 20 ยูโร
หากคุณตัดสินใจที่จะ สร้างมันขึ้นมาเองคุณสามารถมีแม่เหล็กไฟฟ้าราคาถูกได้โดยเพียงแค่ม้วนลวดเพื่อสร้างขดลวดและภายในคุณต้องใส่แกนเหล็ก ตัวอย่างเช่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ง่ายและเรียบง่ายที่สุดที่เด็ก ๆ มักจะเรียนรู้ในห้องปฏิบัติการคือการใช้แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อกับลวดนำไฟฟ้าแบบบาดแผล (ต้องหุ้มด้วยฉนวนเคลือบเงาหรือฉนวนพลาสติกเพื่อไม่ให้สัมผัสกับ เปลี่ยน) และด้านในซึ่งแนะนำลูกไม้เป็นนิวเคลียส เมื่อคุณเชื่อมต่อปลายทั้งสองเข้ากับแต่ละขั้วของเซลล์หรือแบตเตอรี่สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นในขดลวดที่ดึงดูดโลหะ ...
แน่นอนแม่เหล็กไฟฟ้าที่คุณสามารถทำได้ ที่สมบูรณ์แบบ ด้วยขดลวดขนาดใหญ่หรือใช้แกนโลหะอื่นหากคุณต้องการให้ได้ขนาดกำลังและสนามแม่เหล็กที่สูงขึ้น
บูรณาการกับ Arduino
La บูรณาการกับ Arduino มันไม่ซับซ้อนเลย ไม่ว่าจะเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซื้อมาหรือแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นเองคุณสามารถใช้ Arduino และเอาต์พุตกำลังโดยตรงเพื่อเปิดใช้งานหรือปิดใช้งานแม่เหล็กไฟฟ้าได้ตามที่คุณต้องการโดยใช้รหัสร่างของคุณ แต่ถ้าคุณต้องการทำในทางที่ดีขึ้นคุณควรใช้องค์ประกอบบางอย่างเพื่อควบคุมแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยวิธีที่เพียงพอมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลังกว่า ในกรณีนี้คุณสามารถใช้ตัวอย่างเช่นทรานซิสเตอร์ MOSFET เป็นองค์ประกอบควบคุมหรือ NPN TIP120 (เป็นสิ่งที่ฉันเคยทดสอบ) และแม้แต่รีเลย์ ดังนั้นคุณสามารถใช้หมุดดิจิทัลตัวใดตัวหนึ่งเพื่อควบคุมทรานซิสเตอร์และสิ่งนี้จะเปลี่ยนเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า ...
คุณต้องใส่ fly back หรือ antiparallel diode เหมือนในภาพระหว่างขั้วต่อทั้งสองของแม่เหล็กไฟฟ้า คุณต้องรวมตัวต้านทาน 2K โอห์มดังที่คุณเห็นในแผนภาพ การเชื่อมต่อที่เหลือนั้นง่ายมากอย่างที่คุณเห็น แน่นอนในกรณีนี้สายสีน้ำเงินและสีแดงสอดคล้องกับกำลังไฟภายนอกที่จะใช้กับโซลินอยด์
โปรดจำไว้ว่ามีแม่เหล็กไฟฟ้าของ แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 6V, 12V, 24V เป็นต้นดังนั้นคุณต้องรู้แรงดันไฟฟ้าที่คุณต้องใช้กับโซลินอยด์เพื่อไม่ให้เกิดความเสียหาย คุณสามารถดูรายละเอียดในคำอธิบายของ Amazon หรือค้นหาแผ่นข้อมูลของส่วนประกอบที่คุณใช้อยู่ อย่าลืมเคารพ pinout ซึ่งเป็นหมุดสองตัวอันหนึ่งสำหรับกราวด์หรือ GND และ Vin อีกอันเพื่อใช้กระแสควบคุม
สิ่งที่ฉันได้ใช้เพื่อพิสูจน์ ตัวอย่างแผนผังนี้ ที่ฉันสร้างใน Fritzing คือ 6V ดังนั้นในเส้นที่ฉันวางไว้ทางขวาในแผนภาพจะใช้ + 0 / 6V เป็นสีแดงและ -0 / 6V เป็นสีน้ำเงิน จำไว้ว่าขึ้นอยู่กับความรุนแรงคุณจะได้รับแรงดึงดูดมากหรือน้อย
ไปยัง รหัส, คุณสามารถทำสิ่งง่ายๆดังต่อไปนี้ (โปรดจำไว้ว่าคุณสามารถแก้ไขโค้ดเพื่อที่ว่าแทนที่จะเปิดใช้งานและปิดการใช้งานเป็นระยะ ๆ หลังจากนั้นสักครู่เช่นเดียวกับสิ่งนี้ซึ่งขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์อื่นที่คุณมีในวงจรของคุณหรือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น ... ):
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
}