Kontrollü manyetizma ile çalışmanız gereken bazı elektronik projeler veya Arduino'nuzla kullanım için. Demek istediğim, normal bir kalıcı mıknatısta, her zaman çekici bir kuvvet olacaktır, ancak elektromanyetik Bu manyetik alanı tam da ihtiyacınız olduğu anda üretmek için kontrol edebilirsiniz. Bu şekilde, çok sayıda uygulama için ferromanyetik malzemeleri çekebilirsiniz.
Örneğin, bir şey olduğunda küçük bir kapağı otomatik olarak açmak veya kapatmak veya metal bir nesneyi vb. Hareket ettirmek istediğinizi hayal edin. Bu durumda, kullanabileceğiniz en iyi şey bir elektromıknatıstır, böylece diğer eksiksiz olanları oluşturmak zorunda kalmazsınız. aynı işlevi yerine getiren mekanizmalar.
Elektromıknatıs nedir?
Un elektromanyetik Kaprisinize göre manyetik alan oluşturmanıza izin veren elektronik bir cihazdır. Yani, yalnızca ihtiyacınız olduğunda mıknatıs haline gelen ve her zaman kalıcı mıknatıslar gibi olmayan bir cihaz. Bu şekilde, ferromanyetik nesneleri tam olarak istediğiniz anda çekebilirsiniz.
Elektromıknatıslar yaygın olarak kullanılmaktadır. Endüstri. Örneğin, metalin geri dönüştürüldüğü bazı yerlerde bulunan ve bir hurda arabanın şasisini almak veya diğer metal parçaları çekmek için operatörün kabinden çalıştırdığı bir elektromıknatısa sahip makineleri televizyonda mutlaka görmüşsünüzdür. Sonra, bu elektromıknatısı tutan vinç, kendisini bu metal nesneleri bırakmak istediği yere konumlandırdığında, basitçe elektromıknatısın manyetik alanını devre dışı bırakır ve her şey düşer.
Etkinleştirmenin yolu, bu öğeye bir sürekli akım. Bu akım elektromıknatısa etki ettiği sürece, manyetik alan korunur ve metal ona bağlı kalır. Bu akım kesildiğinde, kaybolacak ve metalik unsurlar ayrılacaktır. Böylece hızlıca kontrol edebilirsiniz.
Bu sizin tarafınızdan da kullanılabilir kendi çıkarınız için ve çok ucuz bir şekilde. Elektromıknatısı hazır olarak satın alabilir veya diğer elektronik bileşenlerin aksine hiç karmaşık olmadığı için kendiniz yaratabilirsiniz.
Ancak elektromıknatısların yalnızca nesneleri yakalamaya veya çekmeye hizmet ettiğini düşünüyorsanız, gerçek şu ki yanılıyorsunuz. kullanımlar veya uygulamalar birden çoktur. Aslında çevrenize bakarsanız pek çok cihaz bu etkiyi işleyişi için kullanır. Örneğin, birçok ev zili için, elektrikle kontrol edilen mekanik aktüatörlere sahip bazı cihazlar için, robotlar için, sabit sürücüler için, elektrik motorları (üretilen manyetik alanlar sayesinde rotor döner), jeneratörler, hoparlörler, röleler, manyetik kilitler ve uzun vb.
Nasıl çalışır?
Bir elektromıknatısın nasıl çalıştırılacağına dair aşağı yukarı net bir fikre sahip olsanız bile, nasıl çalıştığını iyi anlamalısınız. nesneleri çekmek veya itmek (polarizasyonu değiştirirseniz). Bu tür cihazlarla, demir, kobalt, nikel ve diğer alaşımlar gibi ferromanyetik malzemeleri çekmek için kalıcı mıknatıslar kullanmanıza gerek kalmayacaktır.
Projeniz için kullanacağınız metal veya alaşım türünü aklınızda bulundurun, çünkü herkes bu mıknatıslardan etkilenmez.
Elektromıknatısın çalışması için Danimarka çalışmalarına geri dönmeliyiz. Hans Christian Orsted, 1820. Elektrik akımlarının manyetik alanlar oluşturabileceğini keşfetti. Daha sonra, İngiliz William Sturgeron bu keşiften yararlanarak ilk elektromıknatısı yapacaktı ve bu 1824'e kadar uzanıyor. Ve Joshep Henry'nin bugün bildiğimiz elektromıknatısı yaratmak için mükemmelleştireceği 1930'a kadar olmayacaktı.
Fiziksel olarak bir sargı bobini ve içinde ferromanyetik bir çekirdekyumuşak demir, çelik ve diğer alaşımlar gibi. Halkalar genellikle bakır veya alüminyumdan yapılmıştır ve birbirlerine çok yaklaşacakları veya onları daha da sıkıştırmak için doğrudan temas edecekleri için temas etmelerini önlemek için vernik gibi yalıtkan bir kaplamaya sahiptir. Bu verniğe sahip olan transformatör bobinlerinde olana benzer bir şey.
Bobinlerin işlevi, söz konusu manyetik alanve çekirdek bu etkiyi artıracak ve saçılma kayıplarını azaltmak için yoğunlaştıracaktır. Çekirdek malzeme içinde, bobin tarafından oluşturulan yoğunluk sayesinde etki alanları tek yönde hizalanacak veya yönlendirilecektir, yani söz konusu alanları kutbuna göre belirli bir yönde hizalanmış olan kalıcı mıknatısların içinde olanlara benzer.
Bu olabilir çekim gücünü kontrol etmek elektromıknatıstan geçen akımı artırmak. Bununla birlikte, elektromıknatısın çekici kuvvetini etkileyen tek faktör olmadığını söylemeliyim, gücünü artırmak için aşağıdaki faktörlerden birini veya tümünü artırabilirsiniz:
- Solenoid dönüş sayısı.
- Çekirdek malzeme.
- Akım yoğunluğu.
Akım sona erdiğinde, alanlar kendilerini rasgele yeniden yönlendirme eğilimindedir ve bu nedenle manyetizmayı kaybeder. Yani uygulanan akımı kaldırdığınızda, elektromıknatıs çekmeyi durdurur. Bununla birlikte, kalıcı manyetizma adı verilen bir artık manyetik alan kalabilir. Bunu ortadan kaldırmak istiyorsanız, ters yönde bir zorlayıcı alan uygulayabilir veya malzemenin sıcaklığını Curie sıcaklığının üzerine çıkarabilirsiniz.
Bir elektromıknatıs alın
Zaten yorum yaptığım gibi, yapabilirsiniz kendin yaratDIY'i seviyorsanız veya satın alabileceğiniz özelliklerden memnun olmayan özelliklere sahip bir tür elektromıknatıs arıyorsanız. Diğer bir seçenek, daha tembelseniz, elektromıknatısı Amazon gibi herhangi bir mağazadan satın almaktır.
- Arduino ile modül içinde kullanıma hazır elektromıknatıs satın alın
- Basit elektromıknatısı karşılaştırın
Elektromıknatısı satın alacaksanız lütfen bir şey not edin. Ve farklı fiyatlar ve farklı özelliklere sahip birkaç tür bulacaksınız. Bunların arasında en çok değişen şey, destekleyebilecekleri veya çekebilecekleri ağırlık miktarı. Örneğin 25Kg'lık 2.5N, 50Kg'lık 5N, 100Kg'lık 10N, 800Kg'lık 80N, 1000Kg'lık 100N vb. Endüstriyel uygulamalar için daha büyük olanlar var, ancak ev içi uygulamalar için sık değil ... Fiyatların biri ve diğeri arasında bu kadar arttığını düşünmeyin, çünkü bunları 3 € 'dan 20 €' ya kadar alın.
Eğer karar verirsen kendin yaratBir bobin üretmek için basitçe tel sararak ucuz bir elektromıknatısa sahip olabilirsiniz ve içine demirli bir çekirdek yerleştirmeniz gerekir. Örneğin, çocukların laboratuarlarda öğrenmek için genellikle yaptıkları en basit ve en basit elektromıknatıs, yara iletken bir tele bağladıkları bir pil kullanmaktır (dönüşlerde temas etmemeleri için yalıtım verniği veya plastik yalıtkanla kaplanmalıdır. ) ve içine bir çekirdek olarak bir dantel ekledikleri. İki ucu hücrenin veya pilin her bir kutbuna bağladığınızda, bobinde metalleri çeken bir manyetik alan oluşacaktır ...
Elbette yapabileceğiniz elektromıknatıs mükemmele Daha yüksek güç boyutları ve manyetik alanlar elde etmek istiyorsanız daha büyük bir bobin veya farklı bir metal çekirdek kullanarak.
Arduino ile entegrasyon
La Arduino ile entegrasyon hiç de karmaşık değil. İster satın alınmış bir elektromıknatıs, ister kendi oluşturduğunuz bir elektromıknatıs, eskiz kodunuzu kullanarak elektromıknatısı istediğiniz gibi etkinleştirmek veya devre dışı bırakmak için doğrudan Arduino ve güç çıkışlarını kullanabilirsiniz. Ancak bunu daha iyi bir şekilde yapmak istiyorsanız, elektromıknatısı daha yeterli bir şekilde kontrol etmek için bazı unsurlar kullanmalısınız, özellikle de daha güçlü bir elektromıknatıs ise. Bu durumda, örneğin bir transistör kullanabilirsiniz. MOSFET bir kontrol elemanı veya bir NPN TIP120 (test etmek için kullandığım) ve hatta bir röle olarak. Böylece, transistörü kontrol etmek için dijital pinlerden birini kullanabilirsiniz ve bu da elektromıknatısa ...
Elektromıknatısın iki konektörü arasına, görüntüdeki gibi bir geri dönüş veya antiparalel diyot yerleştirmelisiniz. Şemada da gördüğünüz gibi 2K ohm direnç eklemelisiniz. Gördüğünüz gibi bağlantıların geri kalanı çok basit. Elbette bu durumda mavi ve kırmızı teller solenoide uygulanacak harici güce karşılık gelir.
Unutmayın ki elektromıknatıslar var Nominal gerilim 6V, 12V, 24V, vb. Bu nedenle solenoide zarar vermemek için uygulamanız gereken voltajı iyi bilmelisiniz. Ayrıntıları Amazon açıklamasında veya kullandığınız bileşenin veri sayfasını arayarak görebilirsiniz. Kontrol akımını uygulamak için biri toprak veya GND ve diğeri Vin olmak üzere iki pim olan pin çıkışına da saygı göstermeyi unutmayın.
Kanıtlamak için kullandığım bu şematik örnek Fritzing'de oluşturduğum 6V, bu nedenle diyagramda sağa koyduğum satırlarda kırmızıda + 0 / 6V ve mavide -0 / 6V uygulanacak. Yoğunluğa bağlı olarak az ya da çok çekim gücü elde edeceğinizi unutmayın.
Daha kod, Aşağıdakine benzer basit bir şey yapabilirsiniz (kodu, bunun gibi bir süre sonra aralıklı olarak etkinleştirmek ve devre dışı bırakmak yerine, devrenizdeki başka bir sensöre bağlı olarak veya bazı olayların meydana gelmesi için değiştirebileceğinizi unutmayın. ...):
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
}