Bezkartáčový motor pro kutily pomocí fidget spinneru

Stejně jako šílenství pro Pokémony Z ničeho nic se fidget spinners staly populární a stal se více trendem mít jeden z těchto točících se mezi prsty. Ale lidi (včetně mě) to v poslední době začalo nudit, a proto nám v tomto projektu přineseme nový účel pro fidget spinner vytvořením jednoduchého motoru pomocí Fidget Spinner. S tímto obvodem budete moci nechat fidget spinner navždy otáčet pomocí základní fyziky a nemusíte se bát, že bude nečinný v nějakém rohu vaší místnosti. Dozvíte se také základní informace o tom, jak funguje střídavý stejnosměrný motor, protože koncept, který zde používáme, je stejný jako koncept používaný ve slavných motorech BLDC. Zní to dost zajímavě ??? Začněme…

Potřebné materiály:

1. Fidget Spinner
2. 12V elektromagnet
3. Neodymové magnety
4. 12V DC adaptér
5. Regulátor napětí 7805
6. Dioda 1N4007
7. Rezistory (1K a 10K)
8. VEDENÝ
9. Hallovo čidlo (US1881)
10. Připojovací vodiče
11. Nepájivá deska
12. Uspořádání pro držení rozmetače a elektromagnetu

Jak zajistit, aby se Fidget Spinner natáčel na neurčito?

Tento projekt je jednoduchý a snadno se buduje, pokud rozumíte konceptu jeho fungování, o kterém nyní pojednáme. Jak jsme již řekli, použijeme stejný koncept, jaký se používá u motorů BLDC. Motory BLDC jsou velmi známé a nacházejí své zásadní uplatnění v dronech, RC modelech a hlavně v elektrických vozidlech. Tyto motory používají halová čidla namísto běžných kartáčů, proto má ikonický název stejnosměrný motor Brushless. Nechci se příliš zabývat jeho fungováním, ale zde stručně vysvětluji, jak BLDC motor funguje. V motoru BLDC (typu náboje) bude stator vinutím, které tvoří elektromagnet, a rotor bude mít permanentní magnety. Senzor zvaný Hallův senzor se používá ke snímání polarity magnetu, který je naproti elektromagnetu, a pomocí této informace spouští elektromagnet se stejnou polaritou. Jak víme, póly odpuzují, a proto elektromagnet tlačí permanentní magnet pryč a způsobí jeho rotaci. Tato sekvence se bude opakovat a halový senzor bude číst polaritu magnetů a spouští elektromagnet řádným způsobem, aby se rotor otáčel.

Nyní přichází na náš projekt Turning a Fidget Spinner do střídavého motoru. Tady je fidget spinner Rotor. Jelikož normální fidget spinner nemá žádný magnet, museli bychom magnety připevnit k fidget spinneru. Ujistěte se, že používáte pouze neodymové magnety a také zajistěte, aby všechny magnety směřovaly nahoru nebo ke stejnému pólu. Můžete to udělat pomocí jiného magnetu, můj spinner měl na konci kovový kus, a proto bylo snadné magnety nalepit a vypadalo to takto níže. Také jsem odstranil středový kryt, abych odhalil kuličkové ložisko.

Rotor je nyní připraven s magnety, příští musíme elektromagnet být umístěn přímo pod cestou magnety, takže můžeme odrazit magnety. Můj je elektromagnet 12V, napájejte svůj a přibližte ho ke všem magnetům, abyste se ujistili, že se navzájem vlní. Nyní musíme vycítit, kdy je magnet na elektromagnetu, a spustit jej až poté. Jakmile se magnet zvlní, měli bychom vypnout elektromagnet, aby se fidget spinner mohl volně otáčet, a znovu zapnout elektromagnet, když nad ním zažije neodymové magnety, a tak získáte fidget spinner, který se otáčí při každé detekci. Této detekce a spouštění lze dosáhnout pomocí níže uvedeného obvodu.

Schéma zapojení a vysvětlení:

Kompletní schéma zapojení pro Fidget Spinner Motor Project je uvedeno níže, odpovědnost jednotlivých komponent v obvodu je vysvětlena níže.

Adaptér 12V DC: V tomto projektu je potřeba 12V, že elektromagnet pracuje pouze s 12V. Spotřebovává také asi 330 mA curreant, a proto jsem jako zdroj energie zvolil 12V 1A DC adaptér.

Regulátor napětí 7805: Zdrojem pro tento projekt je 12V, ale potřebujeme regulovaných 5V pro Hallovo čidlo a modul L293D, proto k převodu 12V na 5V používáme 7805.

Ovladač motoru L293D: Jak již bylo řečeno, musíme rychle zapnout a vypnout elektromagnet na základě polohy magnetu na fidget spinneru. L293D se běžně používá k pohonu motorů, ale lze jej také použít v naší aplikaci pro pohon elektromagnetu. Přijímá vstup z halového senzoru a na základě tohoto vstupu zapíná nebo vypíná elektromagnet. Budeme používat pouze jeden elektromagnet, a proto druhá část zůstane volná.

Hallovo čidlo: Hallovo čidlo se používá ke kontrole, zda je magnet přímo na elektromagnetu, pouze pokud je tam, bude elektromagnet napájet prostřednictvím L293D; jinak bude elektromagnet vypnutý. Zjistěte více o Hallově senzoru a jeho propojení s Arduino.

Rezistor 10k: Rezistor 10K se používá k vytažení výstupního kolíku Hallova senzoru vysoko, tento rezistor je povinný, jinak vůle výstupního kolíku senzoru zůstane plovoucí.

Rezistor 1K a LED: Rezistor v kombinaci s LED se používá k indikaci, zda halový senzor detekuje magnet nebo ne. Pokud je detekován magnet, LED dioda zhasne, jinak zůstane svítit. Tuto funkci můžete zkontrolovat ve videu níže.

Dioda: Dioda je pouze volnoběžná dioda, která chrání L293D před zpětným proudem elektromagnetu díky své indukční povaze. Je volitelné jej použít, pokud jej testujete na krátkou dobu.

Kondenzátory (C1 a C2): Kondenzátory C1 a C2 jsou vyhlazovací kondenzátory, které umožňují, aby přes ně proudil pouze čistý stejnosměrný proud, protože umožňují střídavému proudu procházet zemí. Tyto kondenzátory jsou také volitelné.

Jakmile budete hotovi s halovým senzorem obvodu, umístěte něco nad elektromagnet a poté umístěte svůj fidget spinner nad elektromagnet udržující minimální vzduchovou mezeru. Použil jsem šroub a matici se závitem k vytvoření požadovaného uspořádání, které můžete použít vlastní metodou. Dole níže vypadá nějak takto.

Pojďme točit Fidget Spinner:

Jakmile jste připraveni na okruh a uspořádali jste rozmetač, jak je znázorněno výše, uvidíte jeho fidgetový rozmetač jako BLCD Motor. Jednoduše zatlačte na spinner a budete ho mít navždy rotující, jak ukazuje níže uvedené video.

Pokud to nefunguje podle očekávání, použijte LED v obvodu ke kontrole, zda funguje halový senzor, a také ke kontrole, zda je elektromagnet správně napájen a bez proudu. Také se ujistěte, že pravá strana Hallova snímače je otočena nahoru a že magnety mají také stejnou polaritu, jak bylo popsáno výše. Rychlost rozmetače závisí na poloze Hallova snímače a vzdálenosti vzduchové mezery. Můžete experimentovat s Hallovým senzorem a zkontrolovat, ve které poloze dosahujete maximální rychlosti.

Doufám, že jste pochopili projekt a rádi jste stavěli něco podobného. Pokud máte problém se získáním této práce, použijte svůj komentář v sekci komentářů nebo použijte technickou podporu ve fóru. Zůstaňte kreativní a setkáme se v příštím projektu, do té doby šťastní.