Tee harjaton moottori hämmentävää kehruua käyttämällä

Aivan kuten Pokémonin villitys, mene tyhjästä, hämmentävät kehräilijät ovat suosittuja, ja yksi niistä pyörii enemmän sormien välillä. Mutta viime aikoina ihmiset (myös minä) kyllästyivät siihen, ja tämän vuoksi antakaamme tässä projektissa tuoda uusi tarkoitus fidget-kehrääjälle rakentamalla yksinkertainen moottori Fidget Spinnerin avulla. Tämän piirin avulla voit saada fidget-kehräimen pyörimään ikuisesti fysiikan perustietojen avulla, äläkä murehdi siitä, että se on tyhjäkäynnillä huoneen toisessa kulmassa. Opit myös perustiedot harjattoman tasavirtamoottorin toiminnasta, koska tässä käytettävä konsepti on sama kuin tunnetuissa BLDC-moottoreissa. Kuulostaa tarpeeksi kiinnostavalta ??? Aloitetaan…

Tarvittavat materiaalit:

1. Fidget-kiekko
2. 12 V: n sähkömagneetti
3. Neodyymimagneetit
4. 12 V DC-sovitin
5. 7805 Jännitesäädin
6. 1N4007 Diodi
7. Vastukset (1K ja 10K)
8. LED
9. Hall-anturi (US1881)
10. Johtojen liittäminen
11. Leipälauta
12. Järjestely kiekkoa ja sähkömagneettia varten

Kuinka saada Fidget Spinner pyörimään loputtomasti?

Tämä projekti on yksinkertainen ja helppo rakentaa, jos ymmärrät sen toiminnan taustalla olevan käsitteen, josta keskustelemme nyt. Joten kuten aiemmin sanoimme, aiomme käyttää samaa konseptia, jota käytetään BLDC-moottoreissa. BLDC-moottorit ovat erittäin tunnettuja ja löytävät tärkeän sovelluksensa Drones-, RC-huolto- ja lähinnä sähköajoneuvoissa. Nämä moottorit käyttävät hall-antureita normaalien harjojen sijasta, joten ikoninen nimi on Harjaton tasavirtamoottori. En halua mennä liian syvälle sen toimintaan, mutta tässä selitän lyhyesti BLDC-moottorin toimintaa. BLDC-moottorissa (napatyyppi) staattori kiertää sähkömagneetin ja roottorissa on kestomagneetteja. Hall-anturiksi kutsuttua anturia käytetään havaitsemaan sähkömagneettia vastapäätä olevan magneetin napaisuus ja käyttämään näitä tietoja sähkömagneetin laukaisemiseksi samalla napaisuudella. Kuten tiedämme, pylväät hylkäävät ja siten sähkömagneetti työntää kestomagneetin poispäin aiheuttaen sen pyörimisen. Tämä jakso toistetaan ja hall-anturi lukee magneettien napaisuuden ja laukaisee sähkömagneetin järjestäytyneesti, jotta roottori pyörii.

Nyt, tulossa projektiimme, jossa muutetaan Fidget Spinner harjattomaksi moottoriksi. Tässä hämmentävä kiekko on roottori. Koska tavallisessa viuhkakiekossa ei ole magneettia, joudumme kiinnittämään magneetit viuhkakiekkoon. Varmista, että käytät vain neodyymimagneetteja ja varmista myös, että kaikki magneetit ovat ylöspäin tai samalla napalla. Voit tehdä sen käyttämällä toista magneettia, kehrääjälläni oli metallikappale lopussa, joten magneettien kiinnittäminen oli helppoa ja se näytti tältä alla. Olen myös poistanut keskikotelon paljastaaksesi kuulalaakerin.

Roottori on nyt valmis magneeteilla, seuraavaksi meidän sähkömagneetti sijoitetaan suoraan magneetit polkua, jotta voimme torjua magneetteihin. Minun on 12 V: n sähkömagneetti, virtaa omasi ja tuo se lähelle kaikkia magneetteja varmistaaksesi, että ne aaltoilevat toisiaan. Nyt meidän on tunnistettava, milloin magneetti on sähkömagneetin päällä, ja laukaista se vasta sitten. Kun magneetti on aaltoillut, meidän on kytkettävä pois päältä sähkömagneetti, jotta fidget-kehruu pyörii vapaasti, ja kytke sähkömagneetti uudelleen päälle, kun se kokee neodyymimagneetit sen yläpuolella, ja näin saat fidget-kehruun, joka pyörii jokaista tunnistusta varten. Tämä tunnistus ja laukaisu voidaan saavuttaa käyttämällä alla olevaa piiriä.

Piirikaavio ja selitys:

Fidget Spinner -moottoriprojektin täydellinen piirikaavio on annettu alla, piirin jokaisen komponentin vastuu selitetään tarkemmin jäljempänä.

12 V DC-sovitin: 12 V: n tarve tässä projektissa on, että sähkömagneetti toimii vain 12 V: n kanssa. Se kuluttaa myös noin 330 mA: n virrankulutusta ja siksi olen valinnut virtalähteeksi 12 V: n 1 A: n DC-sovittimen.

7805-jännitesäädin: Tämän projektin lähde on 12 V, mutta tarvitsemme säädettyä 5 V Hall-anturia ja L293D-moduulia varten, joten käytämme 7805: tä 12 V: n muuntamiseen 5 V: ksi.

L293D-moottorin ohjain: Kuten aiemmin kerrottiin, meidän on kytkettävä sähkömagneetti päälle ja pois päältä nopeasti perustuen magneetin sijaintiin viuhkakiekossa. L293D: tä käytetään yleensä moottoreiden käyttämiseen, mutta sitä voidaan käyttää myös sovelluksessamme sähkömagneetin ajamiseksi. Se ottaa sisääntulon hallianturista ja sen perusteella kytkee päälle tai pois päältä sähkömagneetin. Käytämme vain yhtä sähkömagneettia, joten toinen osa jätetään vapaaksi.

Hall-anturi: Hall-anturia käytetään tarkistamaan, onko magneetti suoraan sähkömagneetin päällä, vain jos se on siellä, se virtaa sähkömagneetin L293D: n kautta; muuten sähkömagneetti pysyy kytkettynä pois päältä. Lisätietoja Hall-anturista ja sen liittymisestä Arduinoon.

Vastus 10k: 10K-vastusta käytetään Hall-anturin ulostulonastan vetämiseen korkealle, tämä vastus on pakollinen, muuten anturin ulostulotapa jää kellumaan.

Vastus 1K ja LED: Vastusta yhdessä LEDin kanssa käytetään osoittamaan, havaitseeko hallianturi magneetin vai ei. Jos magneetti havaitaan, LED sammuu, muuten se palaa. Voit tarkistaa tämän toimivuuden alla olevasta videosta.

Diodi: Diodi on vain vapaasti pyörivä diodi, joka suojaa L293D: tä sähkömagneetin vastavirralta sen induktiivisen luonteen vuoksi. Tämän käyttö on valinnaista, jos testaat sitä lyhyeksi ajaksi.

Kondensaattorit (C1 ja C2): Kondensaattorit C1 ja C2 ovat tasoituskondensaattoreita, jotka sallivat vain puhtaan DC: n virrata sen yli, koska ne antavat AC: n kulkea maan läpi. Nämä kondensaattorit ovat myös valinnaisia.

Kun olet tehnyt piirihallisi anturin hieman sähkömagneetin yläpuolelle, ja aseta sitten hämmentävä kehräsi sähkömagneetin päälle pitäen mahdollisimman pieni ilmarako. Olen tehnyt kierteitetyn pultin ja mutterin tarvittavan järjestelyn tekemiseksi. Voit käyttää omaa menetelmääsi. Kaivos näyttää tältä alla.

Pyöritetään Fidget-kiekkoa:

Kun olet valmis piiriin ja olet järjestänyt kiekon, kuten edellä on esitetty, nähdäksesi hämmentävän kiekkoasi BLCD-moottorina. Anna vain kehrääjälle ensimmäinen työntö ja saat sen pyörimään ikuisesti, kuten alla olevassa videossa näkyy.

Jos se ei toimi odotetulla tavalla, käytä piirin LEDiä tarkistaaksesi, että hallianturi toimii, ja tarkista myös, että sähkömagneetti on kytketty jännitteeseen ja jännitteettömästi. Varmista myös, että hallianturin oikea puoli on ylöspäin ja että magneeteilla on myös sama napaisuus kuin aiemmin on kuvattu. Kehruunopeus riippuu hallianturin sijainnista ja ilmarakon etäisyydestä. Voit kokeilla halli-anturia ja tarkistaa, missä asennossa saavutat maksiminopeuden.

Toivottavasti ymmärrät projektin ja nautit rakentamaan jotain vastaavaa. Jos sinulla on ongelmia tämän työn hankkimisessa, lähetä ongelma kommentti-osiosta tai käytä teknistä apua foorumilla. Pysy luovana ja tapaamme seuraavassa projektissa, siihen asti onnelliseen kehruuun.