Є кілька проектів з електроніки або для використання з вашим Arduino, де вам доведеться працювати з керованим магнетизмом. Я маю на увазі, що в звичайному постійному магніті завжди буде сила притягання, але з електромагніт Ви можете керувати цим магнітним полем, щоб генерувати його саме тоді, коли вам це потрібно. Таким чином, ви можете залучити феромагнітні матеріали для безлічі застосувань.
Наприклад, уявіть, що ви хочете автоматично відкрити або закрити невеликий люк, коли щось трапиться, або перемістити якийсь металевий предмет тощо. У цьому випадку найкраще, що ви можете використовувати, - це електромагніт, таким чином уникаючи необхідності створювати інші цілісні механізми, що виконують однакову функцію.
Що таке електромагніт?
Un електромагніт Це електронний пристрій, який дозволяє генерувати магнітне поле за бажанням. Тобто пристрій, який стає магнітом лише тоді, коли він вам потрібен, і не завжди, як постійні магніти. Таким чином, ви можете залучити феромагнітні об’єкти саме в потрібний момент, коли цього захочете.
Електромагніти широко використовуються в Росії промисловості. Наприклад, ви напевно бачили по телевізору ті машини, які в деяких місцях переробляють метал і мають електромагніт, який оператор активує з салону, щоб взяти шасі металобрухту або залучити інші металеві деталі. Потім, коли кран, що тримає цей електромагніт, розташувався там, де хоче залишити ці металеві предмети, вони просто деактивують магнітне поле електромагніту, і все впаде.
Спосіб його активації полягає в постачанні цього елемента символом a струм безперервно. Поки цей струм діє на електромагніт, магнітне поле підтримується, а метал залишається прикріпленим до нього. Коли цей струм припиниться, він зникне, а металеві елементи від’єднаються. Тож ви можете швидко цим керувати.
Ну, цим ви також можете скористатися для власної вигоди і дуже дешево. Ви можете придбати електромагніт у готовому вигляді або створити його самостійно, оскільки він зовсім не складний, на відміну від інших електронних компонентів.
Але якщо ви думаєте, що електромагніти служать лише для вловлювання або залучення предметів, правда полягає в тому, що ви помиляєтесь. використання чи додатки різноманітні. Насправді, якщо ви озирнетесь навколо себе, безумовно, багато пристроїв використовують цей ефект для своєї роботи. Наприклад, ви знайдете його для багатьох домашніх дзвонів, для деяких пристроїв, що мають механічні приводи з електричним управлінням, для роботів, для жорстких дисків, для електродвигуни (ротор обертається завдяки створюваним магнітним полям), генератори, динаміки, реле, магнітні замки, а також довгі тощо
Як це працює?
Навіть якщо ви вже більш-менш зрозуміли, як керувати електромагнітом, ви повинні добре розуміти, як він працює залучати або відштовхувати предмети (якщо змінити поляризацію). За допомогою цих типів пристроїв вам не доведеться використовувати постійні магніти для залучення феромагнітних матеріалів, таких як залізо, кобальт, нікель та інші сплави.
Майте на увазі тип металу або сплаву, який ви збираєтеся використовувати для свого проекту, оскільки не всіх приваблюють ці магніти.
Щоб електромагніт працював, ми повинні повернутися до датських досліджень Ганс Крістіан Орстед, 1820 рік. Він виявив, що електричні струми можуть генерувати магнітні поля. Пізніше британець Вільям Стерджерон зробить перший електромагніт, скориставшись цим відкриттям, і це датується 1824 роком. І це було лише в 1930 році, коли Джошеп Генрі вдосконалив його, щоб створити електромагніт, який ми знаємо сьогодні.
Фізично він буде складений а намотана котушка і всередині неї феромагнітний сердечник, такі як м'яке залізо, сталь та інші сплави. Петлі зазвичай виготовляються з міді або алюмінію і мають ізолююче покриття, як лак, щоб запобігти їх контакту, оскільки вони будуть дуже близько один до одного або безпосередньо стикатися, щоб ущільнити їх ще більше. Щось схоже на те, що відбувається з котушками трансформаторів, які також мають цей лак.
Функція котушок полягає у формуванні згаданого магнітне поле, а серцевина посилить цей ефект і сконцентрує його для зменшення втрат на розсіювання. Усередині основного матеріалу його домени будуть вирівняні або орієнтовані в одному напрямку завдяки інтенсивності, що генерується котушкою, тобто вона нагадує те, що відбувається всередині постійних магнітів, які також мають зазначені домени, вирівняні в певному напрямку відповідно до його полюса.
Він може контролювати силу тяжіння збільшення струму, який ви пропускаєте через електромагніт. Тим не менш, я повинен сказати, що це не єдиний фактор, який впливає на силу притягання електромагніта, для збільшення його потужності ви можете збільшити один або всі наступні фактори:
- Кількість поворотів соленоїда.
- Основний матеріал.
- Інтенсивність струму.
Коли струм припиняється, домени мають тенденцію до випадкової переорієнтації і, отже, втрачають магнетизм. Отже, коли ви знімаєте поданий струм, електромагніт перестає залучати. Однак може залишитися залишкове магнітне поле, яке називається залишковим магнетизмом. Якщо ви хочете його усунути, ви можете застосувати примусове поле в протилежному напрямку або підняти температуру матеріалу вище температури Кюрі.
Отримайте електромагніт
Як я вже коментував, ви можете створи його самостійноЯкщо вам подобається "зроби сам" або ти шукаєш тип електромагніту з характеристиками, які не задовольняють тими, що ти можеш придбати. Інший варіант, якщо вам більше лінь - купити електромагніт у будь-якому магазині, наприклад, Amazon.
Зверніть увагу, якщо ви збираєтеся купувати електромагніт. І ви знайдете різні ціни та кілька типів, що мають різні характеристики. Серед них найбільше варіюється кількість ваги, яку вони можуть підтримати або залучити. Наприклад, 25N 2.5 кг, 50N 5Kg, 100N 10 кг, 800N 80 кг, 1000N 100 кг тощо. Є більші для промислового застосування, але це не часто для побутових додатків ... Не думайте, що ціна настільки зростає між одними та іншими, оскільки у вас їх є від 3 до 20 євро.
Якщо ви вирішите створи його самостійноВи можете отримати дешевий електромагніт, просто намотуючи дріт для генерації котушки, і всередину ви повинні вставити чорний сердечник. Наприклад, найпростішим і найпростішим електромагнітом, який діти зазвичай роблять для вивчення в лабораторіях, є використання батареї, яку вони підключають до намотуваного провідного дроту (він повинен бути покритий ізоляційним лаком або пластиковим ізолятором, щоб вони не контактували на повороти) і всередині якого вони вводять мереживо як ядро. Коли вони з’єднують два кінці з кожним з полюсів елемента або батареї, в котушці генерується магнітне поле, яке притягує метали ...
Звичайно, електромагніт ви можете вдосконалювати з більшою котушкою або з використанням іншого металевого сердечника, якщо ви хочете досягти більш високих розмірів потужності та магнітних полів.
Інтеграція з Arduino
La інтеграція з Arduino це зовсім не складно. Будь-який придбаний електромагніт або створений вами самим, ви можете безпосередньо використовувати виходи Arduino та вихідну потужність, щоб активувати або деактивувати електромагніт за вашим бажанням за допомогою коду ескізу. Але якщо ви хочете зробити це кращим чином, вам слід використовувати якийсь елемент для управління електромагнітом більш підходящим способом, особливо якщо це більш потужний електромагніт. У цьому випадку ви можете використовувати, наприклад, транзистор MOSFET як елемент управління, або NPN TIP120 (це той, який я використовував для тестування), і навіть реле. Таким чином, ви можете використовувати один із цифрових контактів для управління транзистором, а це, в свою чергу, до електромагніту ...
Потрібно встановити зворотний або антипаралельний діод, як на зображенні, між двома роз'ємами електромагніту. Ви також повинні включити резистор 2 КОм, як ви бачите на схемі. Решта зв’язків дуже прості, як бачите. Звичайно, в цьому випадку синій і червоний дроти відповідають зовнішньому живленню, яке буде подаватися на соленоїд.
Пам'ятайте, що існують електромагніти Номінальна напруга 6 В, 12 В, 24 В тощо, тому ви повинні добре знати напругу, яку потрібно подавати на електромагніт, щоб не пошкодити його. Ви можете побачити деталі в описі Amazon або шукаючи таблицю даних компонента, який ви використовуєте. Не забувайте також поважати його висновок, який є двома штифтами, один для заземлення або GND, а інший Vin для подачі керуючого струму.
Той, який я звик доводити цей схематичний приклад те, що я створив у Fritzing - це 6В, тому в рядках, які я поставив праворуч на схемі, буде застосовано + 0 / 6В червоним та -0 / 6В синім. Пам’ятайте, що залежно від інтенсивності ви отримаєте більшу чи меншу силу притягання.
в кодекс, Ви можете зробити щось таке, як наведене нижче (пам’ятайте, що ви можете модифікувати код так, щоб замість періодичної активації та деактивації через деякий час, як цей, він робив це залежно від іншого датчика, який є у вашій схемі, або від події відбувається ...):
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
}