Mayroong ilang mga proyekto sa electronics o para magamit sa iyong Arduino, kung saan kakailanganin mong gumana sa kontroladong magnetismo. Ibig kong sabihin, sa isang normal na permanenteng magnet, laging may kaakit-akit na puwersa, ngunit may isang electromagnet makokontrol mo ang magnetic field na ito upang mabuo ito kapag kailangan mo ito. Sa ganitong paraan, maaari mong maakit ang mga materyales na ferromagnetic para sa maraming mga application.
Halimbawa, isipin na nais mong buksan o isara ang isang maliit na hatch nang awtomatiko kapag may nangyari, o ilipat ang ilang bagay na metal, atbp. Sa kasong iyon, ang pinakamahusay na bagay na maaari mong gamitin ay isang electromagnet, sa gayon maiiwasan ang pagkakaroon upang lumikha ng iba pang mga kumpleto mga mekanismo na nagsasagawa ng parehong pag-andar.
Ano ang isang electromagnet?
Un electromagnet Ito ay isang elektronikong aparato na nagbibigay-daan sa iyo upang makabuo ng isang magnetic field ayon sa gusto. Iyon ay, isang aparato na nagiging isang pang-akit lamang kapag kailangan mo ito, at hindi palaging tulad ng mga permanenteng magnet. Sa ganoong paraan, maaari mong maakit ang mga ferromagnetic na bagay nang eksakto sa tamang sandali kung nais mo ito.
Malawakang ginagamit ang mga electromagnets sa industrya. Halimbawa, tiyak na nakita mo sa TV ang mga machine na nasa ilang lugar kung saan ang metal ay na-recycle at mayroong isang electromagnet na pinapagana ng operator mula sa cabin upang kunin ang chassis ng isang scrap car, o akitin ang iba pang mga metal na bahagi. Pagkatapos kapag ang crane na may hawak ng electromagnet na ito ay nakaposisyon kung saan nais nitong iwanan ang mga metal na bagay na ito, pinapagana lamang nila ang magnetikong patlang ng electromagnet at ang lahat ay mahuhulog.
Ang paraan upang buhayin ito ay sa pamamagitan ng pagbibigay ng elementong ito ng a tuloy-tuloy na kasalukuyang. Hangga't ang kasalukuyang ito ay kumikilos sa electromagnet, ang magnetic field ay pinananatili at ang metal ay nananatiling nakakabit dito. Kapag tumigil ang kasalukuyang iyon, mawawala ito at hihiwalay ang mga elemento ng metal. Kaya maaari mo itong makontrol nang mabilis.
Sa gayon, maaari mo ring magamit ito para sa iyong sariling kapakinabangan at sa isang napaka murang paraan. Maaari kang bumili ng electromagnet na handa na o likhain ito sa iyong sarili, dahil hindi ito kumplikado, hindi katulad ng ibang mga elektronikong sangkap.
Ngunit kung sa palagay mo ang mga electromagnet ay nagsisilbi lamang upang mahuli o makaakit ng mga bagay, ang totoo ay mali ka. Ang gamit o aplikasyon ay maramihang. Sa katunayan, kung titingnan mo ang paligid, tiyak na maraming mga aparato ang gumagamit ng ganitong epekto para sa kanilang operasyon. Halimbawa, mahahanap mo ito para sa maraming mga kampanilya sa bahay, para sa ilang mga aparato na kinokontrol ng elektrikal ang mga mechanical actuator, para sa mga robot, para sa mga hard drive, para sa electric motor (ang rotor ay umiikot salamat sa mga magnetic field na nabuo), mga generator, speaker, relay, mga magnetikong kandado, at isang mahaba atbp.
Paano ito gumagana?
Kahit na mayroon ka nang higit o mas mababa malinaw kung paano magpatakbo ng isang electromagnet, dapat mong maunawaan nang mabuti kung paano ito gumagana akitin o maitaboy ang mga bagay (kung binago mo ang polariseysyon). Sa mga ganitong uri ng aparato, hindi mo na kailangang gumamit ng mga permanenteng magnet upang makaakit ng mga materyales na ferromagnetic tulad ng iron, cobalt, nickel, at iba pang mga haluang metal.
Tandaan ang uri ng metal o haluang metal na iyong gagamitin para sa iyong proyekto, dahil hindi lahat ay naaakit sa mga magnet na ito.
Upang gumana ang electromagnet, dapat tayong bumalik sa mga pag-aaral sa Denmark Hans Christian Orsted, 1820. Natuklasan niya na ang mga alon ng kuryente ay maaaring makabuo ng mga magnetic field. Nang maglaon, gagawin ng British William Sturgeron ang kauna-unahang electromagnet na sinasamantala ang pagtuklas na iyon, at nagsimula pa ito noong 1824. At hindi ito hanggang sa 1930, nang gawing perpekto ito ni Joshep Henry upang lumikha ng electromagnet na alam natin ngayon.
Pisikal na bubuo ito ng a sugat coil at sa loob nito isang ferromagnetic core, tulad ng banayad na bakal, bakal at iba pang mga haluang metal. Ang mga loop ay karaniwang gawa sa tanso o aluminyo, at may isang insulate coating tulad ng isang barnisan upang maiwasan silang makipag-ugnay, dahil malapit silang malapit sa isa't isa o direkta na nakikipag-ugnay upang mas marami pa silang ma-compact. Isang bagay na katulad sa nangyayari sa mga coiler ng transpormer, na mayroon ding barnisan na ito.
Ang pagpapaandar ng mga coil ay upang makabuo sinabi magnetic field, at ang core ay magpapataas ng epektong ito at ituon ito upang mabawasan ang pagkalugi ng pagkalabog. Sa loob ng pangunahing materyal, ang mga domain nito ay makakapantay o nakatuon sa isang direksyon salamat sa tindi na nabuo ng coil, iyon ay, ito ay kahawig ng kung ano ang nangyayari sa loob ng mga permanenteng magnet, na nagsabing ang mga domain ay nakahanay sa isang tiyak na direksyon ayon sa kanyang poste.
Kaya nito kontrolin ang puwersa ng akit pagtaas ng kasalukuyang dumadaan ka sa electromagnet. Sinabi nito, sasabihin ko na hindi lamang ito ang kadahilanan na nakakaapekto sa kaakit-akit na puwersa ng electromagnet, upang madagdagan ang lakas nito maaari mong dagdagan ang isa o lahat ng mga sumusunod na kadahilanan:
- Bilang ng mga pagliko ng solenoid.
- Pangunahing materyal.
- Kasalukuyang tindi.
Kapag tumigil ang kasalukuyang, ang mga domain ay may posibilidad na muling baguhin ang kanilang sarili nang sapalaran, at samakatuwid ay mawalan ng magnetismo. Kaya kapag tinanggal mo ang kasalukuyang inilapat, hihinto sa pag-akit ang electromagnet. Gayunpaman, ang isang natitirang magnetic field ay maaaring manatili na kung saan ay tinatawag na remanent magnetism. Kung nais mong alisin ito, maaari kang maglapat ng isang mapilit na patlang sa kabaligtaran na direksyon o itaas ang temperatura ng materyal sa itaas ng temperatura ng Curie.
Kumuha ng isang electromagnet
Tulad ng naibigay ko na, maaari mo ikaw mismo ang gumawaKung gusto mo ng DIY o naghahanap ng isang uri ng electromagnet na may mga katangian na hindi nasiyahan sa mga maaari kang bumili. Ang isa pang pagpipilian, kung ikaw ay mas tamad, ay bilhin ang electromagnet sa anumang tindahan tulad ng Amazon.
- Bumili ng nakahandang electromagnet sa module na may Arduino
- Paghambingin ang simpleng electromagnet
Mangyaring tandaan ang isang bagay, kung bibili ka ng electromagnet. At makakahanap ka ng iba't ibang mga presyo at maraming uri na may iba't ibang mga katangian. Kabilang sa mga ito, kung ano ang pinaka nag-iiba ay ang dami ng timbang na maaari nilang suportahan o akitin. Halimbawa, ang 25N ng 2.5Kg, ang 50N ng 5Kg, ang 100N ng 10 Kg, ang 800N ng 80 kg, 1000N ng 100 Kg, atbp. Mayroong mas malalaking mga para sa pang-industriya na aplikasyon, ngunit hindi ito madalas para sa mga domestic application ... Huwag isipin na ang presyo ay tumataas nang labis sa pagitan ng isa at iba pa, dahil mayroon kang mga ito mula € 3 hanggang € 20.
Kung magpapasya ka ikaw mismo ang gumawaMaaari kang magkaroon ng isang murang electromagnet sa pamamagitan lamang ng paikot-ikot na kawad upang makabuo ng isang likid at sa loob dapat mong magpasok ng isang ferrous core. Halimbawa ) at sa loob kung saan ipinakilala nila ang isang puntas bilang isang nucleus. Kapag ikinonekta mo ang dalawang dulo sa bawat isa sa mga poste ng cell o baterya, bubuo ang isang magnetikong patlang sa likid na umaakit sa mga metal ...
Siyempre, ang electromagnet na maaari mong upang maging perpekto na may isang mas malaking coil o gumagamit ng ibang metal core kung nais mong makamit ang mas mataas na mga sukat ng kuryente at mga magnetic field.
Pagsasama sa Arduino
La pagsasama sa Arduino hindi naman ito kumplikado. Alinman sa isang biniling electromagnet o isang nilikha ng iyong sarili, maaari mong direktang gamitin ang Arduino at mga output ng kuryente upang buhayin o i-deactivate ang electromagnet na nais mong gamitin ang iyong sketch code. Ngunit kung nais mong gawin ito sa isang mas mahusay na paraan, dapat kang gumamit ng ilang elemento upang makontrol ang electromagnet sa isang mas sapat na paraan, lalo na kung ito ay isang mas malakas na electromagnet. Sa kasong ito, maaari mong gamitin halimbawa ang isang transistor MOSFET bilang isang elemento ng kontrol, o isang NPN TIP120 (ito ang ginamit ko upang subukan), at kahit isang relay. Sa gayon, maaari mong gamitin ang isa sa mga digital na pin upang makontrol ang transistor at ito naman sa electromagnet ...
Dapat kang maglagay ng isang fly back o antiparallel diode tulad ng nasa imahe, sa pagitan ng dalawang konektor ng electromagnet. Dapat mo ring isama ang isang resistor ng 2K ohm tulad ng nakikita mo sa diagram. Ang natitirang mga koneksyon ay napaka-simple, tulad ng nakikita mo. Siyempre, sa kasong ito, ang asul at pula na mga wire ay tumutugma sa panlabas na lakas na ilalapat sa solenoid.
Tandaan na may mga electromagnet ng Nominal boltahe 6V, 12V, 24V, atbp., Sa gayon dapat mong malaman ng mabuti ang boltahe na dapat mong ilapat sa solenoid upang hindi masira ito. Maaari mong makita ang mga detalye sa paglalarawan ng Amazon o sa pamamagitan ng paghahanap para sa datasheet ng sangkap na iyong ginagamit. Tandaan na igalang din ang pinout nito, na kung saan ay dalawang mga pin, isa para sa ground o GND at ang iba pang Vin upang mailapat ang kasalukuyang kontrol.
Yung dati ko nang pinatunayan halimbawa ng eskematiko na ito na nilikha ko sa Fritzing ay 6V, kaya sa mga linya na inilagay ko sa kanan sa diagram mailalapat ito + 0 / 6V sa pula at -0 / 6V sa asul. Tandaan na depende sa kasidhian makakakuha ka ng higit pa o mas kaunting lakas ng akit.
Sa ang code, Maaari kang gumawa ng isang simpleng bagay tulad ng sumusunod (tandaan na maaari mong baguhin ang code upang sa halip na paulit-ulit na i-activate at i-deactivate pagkatapos ng ilang sandali, tulad ng isang ito, ginagawa ito depende sa ibang sensor na mayroon ka sa iyong circuit, o ang ilang kaganapan nangyayari ...):
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
}