电磁体:如何将此元素与Arduino开发板集成

电磁铁

有一些电子项目或与Arduino一起使用的项目,您将需要在受控的磁力下工作。 我的意思是,在普通的永磁体中,总会有吸引力,但是 电磁铁 您可以控制该磁场以在需要时生成它。 这样,您可以吸引铁磁材料用于多种应用。

例如,假设您想在发生某些事情时自动打开或关闭小舱口,或移动一些金属物体等。 在这种情况下,您可以使用的最好的东西是电磁体,从而避免创建其他完整的电磁体 执行相同功能的机制.

什么是电磁铁?

电磁模块

Un 电磁铁 这是一种电子设备,可让您随意产生磁场。 也就是说,仅在需要时才变成磁铁的设备,而并不总是像永久磁铁那样。 这样一来,您就可以在恰到好处的时间吸引铁磁性物体。

电磁体广泛用于 这个行业。 例如,您肯定在电视上看到了某些机器,这些机器在一些回收金属的地方,并且有一个电磁铁,操作员可以从机舱中激活电磁铁来捡起废车的底盘,或者吸引其他金属零件。 然后,当持有此电磁体的起重机将自己定位在要离开这些金属物体的位置时,它们只是使电磁体的磁场失效,一切都会掉落。

激活它的方法是为此元素提供一个 连续电流。 只要此电流作用在电磁体上,磁场就保持不变,金属仍然附着在电磁体上。 当该电流停止时,它将消失并且金属元素将分离。 因此您可以快速控制它。

好吧,这也可以被您使用 为了您自己的利益,并且以非常便宜的方式。 您可以购买现成的电磁体,也可以自己创建,因为与其他电子组件不同,它根本不复杂。

但是,如果您认为电磁体仅用于捕获或吸引物体,那么事实就是您错了。 这 用途或应用是多种。 实际上,如果环顾四周,肯定有许多设备会在操作中使用这种效果。 例如,您会发现它适用于许多门铃,某些具有电控机械致动器的设备,机器人,硬盘驱动器, 电动机 (转子会由于产生的磁场而旋转),发电机,扬声器, 接力,磁力锁和长条等。

¿科莫相容于?

即使您已经或多或少地清楚了如何操作电磁体,也必须很好地理解其工作原理。 吸引或排斥物体 (如果您更改极化)。 使用这些类型的设备,您将不需要使用永磁体来吸引铁磁材料,例如铁,钴,镍和其他合金。

请记住,您要在项目中使用的金属或合金的类型,因为并不是每个人都被这些磁铁吸引。

为了使电磁铁正常工作,我们必须回到丹麦学习 汉斯·克里斯汀·奥斯特(Hans Christian Orsted),1820年。 他发现电流可以产生磁场。 后来,英国威廉·斯特金(William Sturgeron)将利用这一发现制造出第一台电磁体,其历史可以追溯到1824年。直到1930年,乔谢普·亨利(Joshep Henry)对其进行完善,以创造出我们今天所知的电磁体。

从物理上讲,它将由一个 绕线线圈及其内部的铁磁芯,例如低铁,钢等合金。 回路通常由铜或铝制成,并具有类似清漆的绝缘涂层,以防止接触,因为它们会彼此非常靠近或直接接触以进一步压实它们。 类似于变压器线圈的情况,变压器线圈也具有这种清漆。

线圈的功能是产生 磁场,磁芯将增强这种效果并将其集中以减少散射损耗。 在芯材料内,由于线圈产生的强度,其畴将沿一个方向排列或定向,也就是说,它类似于永磁体内部发生的情况,永磁体也根据其磁极在特定方向上排列所述畴。

它可以 控制吸引力 增加您通过电磁体的电流。 就是说,我必须说,这不是影响电磁体吸引力的唯一因素,要增加其功率,可以增加以下一个或所有因素:

  • 螺线管匝数。
  • 核心材料。
  • 电流强度。

当电流停止时,这些畴趋向于随机地重新定向,从而失去磁性。 因此,当您移除施加的电流时, 电磁体停止吸引。 但是,可能残留有残余磁场,称为剩磁。 如果要消除它,可以在相反方向施加矫顽场或将材料的温度升高到居里温度以上。

获取电磁体

家用电磁铁

正如我已经评论过的,您可以 自己创造如果您喜欢DIY或正在寻找一种电磁特性不满意的电磁体,那么您可以购买。 如果您比较懒惰,另一种选择是在诸如Amazon之类的任何商店中购买电磁体。

如果您要购买电磁体,请注意一些事项。 您将找到不同的价格以及具有不同特征的几种类型。 其中,变化最大的是 他们可以支撑或吸引的重量。 例如,25N的2.5Kg,50N的5Kg,100N的10Kg,800N的80Kg,1000N的100Kg等。 有较大的用于工业应用,但是在家庭应用中并不常见...不要以为价格在彼此之间上涨那么多,因为您的价格从3欧元到20欧元不等。

如果您决定 自己创造您可以通过简单地缠绕电线以产生线圈来获得便宜的电磁体,并且必须在其中插入铁芯。 例如,孩子们通常在实验室里学习的最简单,最简单的电磁铁就是使用一种电池,将其连接到缠绕的导线上(必须用绝缘漆或塑料绝缘体覆盖电池,以使它们不与外壳接触)。 )并在其中引入花边作为核。 当您将两端连接到电池或电池的每个极时,线圈中会产生磁场,从而吸引金属...

当然,电磁铁可以 完善 如果要获得更高的功率尺寸和磁场,可以使用更大的线圈或使用不同的金属芯。

与Arduino集成

Arduino的方案电磁铁

La 与Arduino集成 这一点都不复杂。 无论是购买的电磁体还是自己创建的电磁体,您都可以使用草图代码直接使用Arduino和电源输出来激活或停用电磁体。 但是,如果您想以更好的方式进行操作,则应使用一些元素以更适当的方式控制电磁体,尤其是当它是功能更强大的电磁体时。 在这种情况下,您可以使用例如晶体管 MOSFET 作为控制元件,或者是NPN TIP120(我用来测试的那个),甚至是继电器。 因此,您可以使用数字引脚之一来控制晶体管,然后再将其控制到电磁体上。

您必须在电磁体的两个连接器之间放置一个反激二极管或反并联二极管(如图中的二极管)。 如图中所示,您还必须包括一个2K欧姆的电阻器。 如您所见,其余的连接非常简单。 当然,在这种情况下,蓝色和红色导线对应于将施加到螺线管的外部电源。

请记住,有 标称电压 6V,12V,24V等,因此您必须清楚了解螺线管必须施加的电压,以免损坏螺线管。 您可以在Amazon描述中或通过查找所使用组件的数据表来查看详细信息。 请记住也要注意其引脚分配,这是两个引脚,一个引脚用于接地或GND,另一个引脚用于施加控制电流。

我曾经证明过的那个 这个示意图的例子 我在Fritzing中创建的电压是6V,所以在图中右边的行中,红色将应用+ 0 / 6V,蓝色将应用-0 / 6V。 请记住,取决于强度,您将获得或多或少的吸引力。

代码, 您可以执行以下类似的简单操作(请记住,您可以修改代码,而不是像一段时间后那样间歇性地激活和停用),这取决于您电路中的另一个传感器,或者某些事件会发生...):

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
}


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