Κινητήρας χωρίς ψήκτρες χρησιμοποιώντας fidget spinner

Ακριβώς όπως η τρέλα για το Pokémon Go από το πουθενά, οι fidget spinners έγιναν δημοφιλείς και έγινε πιο τάση να έχεις ένα από αυτά να περιστρέφεται ανάμεσα στα δάχτυλά σου. Αλλά πρόσφατα οι άνθρωποι (συμπεριλαμβανομένου μου) τελικά βαρέθηκαν από αυτό και ως εκ τούτου σε αυτό το έργο ας φέρουμε έναν νέο σκοπό για το fidget spinner δημιουργώντας έναν απλό κινητήρα χρησιμοποιώντας το Fidget Spinner. Με αυτό το κύκλωμα θα μπορείτε να κάνετε το περιστρεφόμενο περιστρεφόμενο περιστροφικό περιστροφικό περιστροφικό περιστροφικό για πάντα με τη βοήθεια της βασικής φυσικής και να μην ανησυχείτε για την αδράνεια σε κάποια γωνία του δωματίου σας. Θα μάθετε επίσης τα βασικά για το πώς λειτουργεί ένας κινητήρας DC χωρίς ψήκτρες αφού η ιδέα που χρησιμοποιούμε εδώ είναι ίδια με αυτή που χρησιμοποιείται στους διάσημους κινητήρες BLDC. Ακούγεται αρκετά ενδιαφέρον ??? Ας αρχίσουμε…

Απαιτούμενα υλικά:

1. Fidget Spinner
2. Ηλεκτρομαγνήτης 12V
3. Μαγνήτες νεοδυμίου
4. Προσαρμογέας 12V DC
5. 7805 Ρυθμιστής τάσης
6. 1N4007 Δίοδος
7. Αντίσταση (1K και 10K)
8. LED
9. Αισθητήρας αίθουσας (US1881)
10. Σύνδεση καλωδίων
11. Ψωμί
12. Ρύθμιση συγκράτησης περιστρεφόμενου και ηλεκτρομαγνήτη

Πώς να κάνετε το Fidget Spinner να περιστρέφεται επ 'αόριστον;

Αυτό το έργο είναι απλό και εύκολο στην κατασκευή αν καταλαβαίνετε την ιδέα πίσω από την εργασία του, την οποία πρόκειται να συζητήσουμε τώρα. Έτσι, όπως είπαμε νωρίτερα, θα χρησιμοποιήσουμε την ίδια ιδέα που χρησιμοποιείται στους κινητήρες BLDC. Οι κινητήρες BLDC είναι πολύ διάσημοι και βρίσκουν τη ζωτική του εφαρμογή σε Drones, RC cares και κυρίως σε Ηλεκτρικά οχήματα. Αυτοί οι κινητήρες χρησιμοποιούν αισθητήρες hall αντί για κανονικές βούρτσες, εξ ου και το εμβληματικό όνομα Brushless DC motor. Δεν θέλω να δουλέψω πολύ βαθιά, αλλά εδώ εξηγώ εν συντομία πώς λειτουργεί ο κινητήρας BLDC. Στον κινητήρα BLDC (τύπος πλήμνης) ο στάτορας θα τυλίγει που σχηματίζει τον ηλεκτρομαγνήτη και ο ρότορας θα έχει μόνιμους μαγνήτες. Ένας αισθητήρας που ονομάζεται hall sensor χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της πολικότητας του μαγνήτη που είναι απέναντι από τον ηλεκτρομαγνήτη και χρησιμοποιεί αυτές τις πληροφορίες για να ενεργοποιήσει τον ηλεκτρομαγνήτη με την ίδια πολικότητα. Όπως ξέρουμε ότι οι πόλοι απωθούν και ως εκ τούτου ο ηλεκτρομαγνήτης θα σπρώξει τον μόνιμο μαγνήτη και θα τον περιστρέψει. Αυτή η ακολουθία θα επαναληφθεί και ο αισθητήρας της αίθουσας θα διαβάσει για την πολικότητα των μαγνητών και θα ενεργοποιήσει τον ηλεκτρομαγνήτη με ομαλό τρόπο ώστε να διατηρηθεί η περιστροφή του ρότορα.

Τώρα, έρχεται στο έργο μας για τη μετατροπή ενός Fidget Spinner σε Brushless Motor. Εδώ, το fidget spinner είναι το Rotor. Δεδομένου ότι ένας κανονικός περιστρεφόμενος στροφέας fidget δεν έχει μαγνήτη, θα πρέπει να στερεώσουμε μαγνήτες στον κλώστη fidget. Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε μόνο μαγνήτες νεοδυμίου και επίσης βεβαιωθείτε ότι όλοι οι μαγνήτες βλέπουν προς τα πάνω ή του ίδιου πόλου. Μπορείτε να το κάνετε χρησιμοποιώντας έναν άλλο μαγνήτη, ο κλώστης μου είχε ένα μεταλλικό κομμάτι στο τέλος και ως εκ τούτου ήταν εύκολο να κολλήσετε τους μαγνήτες και έμοιαζε με αυτό παρακάτω. Έχω αφαιρέσει επίσης το κεντρικό περίβλημα για να εκθέσω το ρουλεμάν.

Ο ρότορας είναι τώρα έτοιμος με μαγνήτες, στη συνέχεια χρειαζόμαστε έναν ηλεκτρομαγνήτη για να τοποθετηθεί ακριβώς κάτω από τη διαδρομή μαγνητών, ώστε να μπορούμε να αποκρούσουμε τους μαγνήτες. Το δικό μου είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης 12V, τροφοδοτήστε το δικό σας και φέρτε το κοντά σε όλους σας μαγνήτες για να βεβαιωθείτε ότι κυματίζουν ο ένας τον άλλον. Τώρα πρέπει να αισθανθούμε πότε ο μαγνήτης βρίσκεται πάνω από τον ηλεκτρομαγνήτη και να τον ενεργοποιήσει μόνο τότε. Μόλις ο μαγνήτης κυματιστεί, θα πρέπει να απενεργοποιήσουμε τον ηλεκτρομαγνήτη για να περιστρέφεται ελεύθερα ο περιστρεφόμενος περιστροφικός μαγνήτης και να ενεργοποιείται πάλι ο ηλεκτρομαγνήτης όταν βιώνει μαγνήτες νεοδυμίου πάνω του και έτσι θα πάρετε ένα περιστρεφόμενο περιστροφικό περιστρεφόμενο που περιστρέφεται για κάθε ανίχνευση. Αυτή η ανίχνευση και ενεργοποίηση μπορούν να επιτευχθούν χρησιμοποιώντας το παρακάτω κύκλωμα.

Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση:

Το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος για το Fidget Spinner Motor Project δίνεται παρακάτω, η ευθύνη κάθε εξαρτήματος στο κύκλωμα εξηγείται παρακάτω παρακάτω.

Προσαρμογέας 12V DC: Η ανάγκη για 12V σε αυτό το έργο είναι ότι ο ηλεκτρομαγνήτης λειτουργεί μόνο με 12V. Καταναλώνει επίσης περίπου 330mA curreant και ως εκ τούτου επέλεξα έναν προσαρμογέα DC 12V 1A ως πηγή ισχύος.

7805 Voltage Regulator: Η πηγή για αυτό το έργο είναι 12V, αλλά χρειαζόμαστε ένα ρυθμισμένο 5V για τον αισθητήρα Hall και τη μονάδα L293D, επομένως χρησιμοποιούμε ένα 7805 για να μετατρέψουμε το 12V σε 5V.

L293D Motor Driver: Όπως προαναφέρθηκε, πρέπει να ενεργοποιήσουμε και να απενεργοποιήσουμε γρήγορα τον ηλεκτρομαγνήτη με βάση τη θέση του μαγνήτη στο fidget spinner. Ένα L293D χρησιμοποιείται συνήθως για την οδήγηση κινητήρων, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στην εφαρμογή μας για την οδήγηση του ηλεκτρομαγνήτη. Παίρνει είσοδο από τον αισθητήρα της αίθουσας και με βάση αυτή την είσοδο ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί τον ηλεκτρομαγνήτη. Θα χρησιμοποιήσουμε μόνο έναν ηλεκτρομαγνήτη και ως εκ τούτου το άλλο τμήμα παραμένει ελεύθερο.

Hall Sensor: Ο αισθητήρας Hall χρησιμοποιείται για να ελέγξει αν ο μαγνήτης βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον ηλεκτρομαγνήτη, μόνο αν είναι εκεί, θα ενεργοποιήσει τον ηλεκτρομαγνήτη μέσω του L293D. αλλιώς ο ηλεκτρομαγνήτης θα παραμείνει απενεργοποιημένος. Μάθετε περισσότερα για τον αισθητήρα Hall και τη διασύνδεσή του με το Arduino.

Αντίσταση 10k: Η αντίσταση 10K χρησιμοποιείται για να τραβήξει ψηλά τον πείρο εξόδου του αισθητήρα Hall, αυτή η αντίσταση είναι υποχρεωτική αλλιώς ο πείρος εξόδου του αισθητήρα θα παραμείνει αιωρούμενος.

Αντίσταση 1K και LED: Η αντίσταση σε συνδυασμό με LED χρησιμοποιείται για να υποδείξει εάν ο αισθητήρας της αίθουσας ανιχνεύει τον μαγνήτη ή όχι. Εάν εντοπιστεί μαγνήτης, το LED θα σβήσει αλλιώς θα παραμείνει αναμμένο. Μπορείτε να το ελέγξετε αυτό στο παρακάτω βίντεο.

Δίοδος: Η δίοδος είναι απλώς μια δίοδος ελεύθερης περιστροφής που προστατεύει το L293D από το αντίστροφο ρεύμα του ηλεκτρομαγνήτη λόγω της επαγωγικής του φύσης. Είναι προαιρετικό να το χρησιμοποιείτε αν το δοκιμάζετε για μικρό χρονικό διάστημα.

Πυκνωτές (C1 και C2): Οι πυκνωτές C1 και C2 είναι εξομαλυντικοί πυκνωτές που θα επιτρέψουν μόνο καθαρό DC να ρέει πέρα ​​από αυτό, καθώς θα επιτρέψει στο AC να διέλθει από τη γείωση. Αυτοί οι πυκνωτές είναι επίσης προαιρετικοί.

Μόλις τελειώσετε με τον αισθητήρα της αίθουσας κυκλώματος, λίγο πάνω από τον ηλεκτρομαγνήτη και, στη συνέχεια, τοποθετήστε τον περιστρεφόμενο fidget σας πάνω από τον ηλεκτρομαγνήτη διατηρώντας ένα ελάχιστο κενό αέρα. Έχω χρησιμοποιήσει ένα σπείρωμα μπουλόνι και παξιμάδι για να κάνω την απαιτούμενη διάταξη που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη δική σας μέθοδο. Το δικό μου μοιάζει κάπως έτσι παρακάτω.

Ας γυρίσουμε το Fidget Spinner:

Μόλις είστε έτοιμοι με το κύκλωμα και τακτοποιήσετε τον περιστρεφόμενο, όπως φαίνεται πάνω από το χρόνο του, για να δείτε το fidget spinner σας ως BLCD Motor. Απλώς δώστε στον κλώστη μια αρχική ώθηση και θα το κάνετε να περιστρέφεται για πάντα, όπως φαίνεται στο παρακάτω βίντεο.

Εάν δεν λειτουργεί όπως αναμένεται, χρησιμοποιήστε το LED στο κύκλωμα για να ελέγξετε εάν ο αισθητήρας αίθουσας λειτουργεί και επίσης ελέγξτε εάν ο ηλεκτρομαγνήτης ενεργοποιείται και απενεργοποιείται σωστά. Επίσης, βεβαιωθείτε ότι η δεξιά πλευρά του αισθητήρα της αίθουσας είναι στραμμένη προς τα πάνω και οι μαγνήτες έχουν επίσης την ίδια πολικότητα όπως περιγράφηκε προηγουμένως. Η ταχύτητα του περιστρεφόμενου εξαρτάται από τη θέση του αισθητήρα της αίθουσας και την απόσταση του κενού αέρα. Μπορείτε να πειραματιστείτε με τον αισθητήρα αίθουσας και να ελέγξετε σε ποια θέση έχετε τη μέγιστη ταχύτητα.

Ελπίζω να καταλάβατε το έργο και να απολαύσατε κάτι παρόμοιο. Εάν έχετε κάποιο πρόβλημα κατά τη λήψη αυτής της εργασίας χρησιμοποιήστε την ενότητα σχολίων για να δημοσιεύσετε το πρόβλημά σας ή χρησιμοποιήστε το φόρουμ για περισσότερη τεχνική βοήθεια. Μείνετε δημιουργικοί και θα συναντηθούμε στο επόμενο έργο, μέχρι τότε ευτυχής περιστροφή.