Зроби сам безщітковий двигун за допомогою непосидової блешні

Так само, як захоплення Покемоном Від нізвідки, непосидючі блешні стали популярними, і стало більш популярним мати одне з таких обертань між пальцями. Але останнім часом людям (включаючи мене) це з часом набридло, і, отже, у цьому проекті дозвольте нам запровадити нову мету для непосидового спінера, побудувавши простий двигун за допомогою Fidget Spinner. За допомогою цієї схеми ви зможете змусити непорядку обертатись назавжди за допомогою базової фізики і не турбуватися про те, що вона простоює в якомусь кутку вашої кімнати. Ви також дізнаєтесь основи роботи безщіткового двигуна постійного струму, оскільки концепція, яку ми використовуємо тут, така сама, як і у відомих двигунах BLDC. Звучить досить цікаво ??? Давайте розпочнемо…

Необхідні матеріали:

1. Непоседа Спінер
2. Електромагніт 12 В
3. Неодимові магніти
4. Адаптер постійного струму 12 В
5. 7805 Регулятор напруги
6. 1N4007 Діод
7. Резистори (1K та 10K)
8. СВІТЛОДІОДНИЙ
9. Датчик Холла (US1881)
10. Підключення проводів
11. Макет
12. Пристрій для утримання спінера та електромагніта

Як змусити Непосидючу Спінер обертати безкінечно?

Цей проект простий і легкий у побудові, якщо ви розумієте концепцію його роботи, яку ми зараз обговоримо. Отже, як ми вже говорили раніше, ми будемо використовувати ту саму концепцію, яка використовується в двигунах BLDC. Двигуни BLDC дуже відомі і знаходять своє життєво важливе застосування в безпілотних літальних апаратах, RC турботах і в основному в електромобілях. Ці двигуни використовують датчики Холла замість звичайних щіток, звідси і знакова назва Безщітковий двигун постійного струму. Я не хочу заглиблюватися в його роботу, але тут я коротко пояснюю, як працює двигун BLDC. У двигуні BLDC (типу концентратора) статор буде мати обмотки, що утворюють електромагніт, а ротор матиме постійні магніти. Датчик, який називається датчиком Холла, використовується для того, щоб відчути полярність магніту, яка протилежна електромагніту, і використовувати цю інформацію для спрацьовування електромагніту з такою ж полярністю. Як ми знаємо, як полюси відштовхуються, а отже, електромагніт відштовхує постійний магніт, змушуючи його обертатися. Ця послідовність буде повторена, і датчик Холла зчитує полярність магнітів і впорядковано спрацьовує електромагніт, щоб утримувати обертання ротора.

Тепер ми підходимо до нашого проекту « Перетворення непосидової крутилки в безщітковий двигун». Тут непосидючим спінером є Ротор. Оскільки звичайний непосидючий спінер не має жодного магніту, нам довелося б закріпити магніти на непорядковому блешні. Переконайтесь, що ви використовуєте лише неодимові магніти, а також переконайтесь, що всі магніти спрямовані вгору або до одного полюса. Ви можете зробити це, використовуючи інший магніт, у моєї блешні на кінці був металевий шматок, і отже, магніти було легко приклеїти, і це виглядало так нижче. Я також зняв центральний кожух, щоб викрити кульковий підшипник.

Тепер ротор готовий з магнітами, далі нам потрібен електромагніт, який буде розміщений безпосередньо під шляху магнітів, щоб ми могли відштовхувати магніти. Шахта - це електромагніт 12 В, підключіть ваш і наблизьте його до усіх магнітів, щоб переконатися, що вони брижі один одного. Тепер нам потрібно відчути, коли магніт знаходиться на вершині електромагніту, і запустити його лише тоді. Після того, як магніт пульсує, нам слід вимкнути електромагніт, щоб неповоротний обертач вільно обертався, і знову ввімкнути електромагніт, коли він відчуває неодимові магніти над собою, і ось як ви отримаєте непосидючий спінер, який обертається при кожному виявленні. Це виявлення та спрацьовування може бути досягнуто за допомогою схеми нижче.

Електрична схема та пояснення:

Повна електрична схема проекту Fidget Spinner Motor подана нижче, відповідальність кожного компонента в схемі пояснюється нижче.

Адаптер постійного струму 12 В: У цьому проекті потрібно 12 В, щоб електромагніт працював лише з 12 В. Він також споживає близько 330 мА струму, і тому я вибрав адаптер постійного струму 12 В 1 А в якості джерела живлення.

Регулятор напруги 7805: джерелом для цього проекту є 12 В, але нам потрібні регульовані 5 В для датчика Холла та модуля L293D, отже, ми використовуємо 7805 для перетворення 12 В у 5 В.

Драйвер двигуна L293D: Як вже говорилося раніше, ми повинні швидко вмикати та вимикати електромагніт, виходячи з положення магніту на непорядковому спінері. Зазвичай L293D використовується для приводу двигунів, але він також може бути використаний у нашому додатку для керування електромагнітом. Він приймає вхід від датчика Холла і на основі цього входу вмикає або вимикає електромагніт. Ми використовуватимемо лише один електромагніт, а отже, інший розділ залишається вільним.

Датчик Холла: Датчик Холла використовується для перевірки, чи знаходиться магніт безпосередньо на верхній частині електромагніту, лише якщо він знаходиться там, він подаватиме електромагніт через L293D; інакше електромагніт буде вимкнено. Дізнайтеся більше про датчик Холла та його взаємодію з Arduino.

Резистор 10k: Резистор 10K використовується для підтягування вихідного штифта датчика Холла, цей резистор є обов'язковим, інакше вихідний штифт датчика залишиться плаваючим.

Резистор 1K та світлодіод: Резистор у поєднанні зі світлодіодом використовується, щоб вказати, якщо датчик Холла виявляє магніт чи ні. Якщо магніт виявлено, світлодіод вимкнеться, інакше він залишиться включеним. Ви можете перевірити це на відео нижче.

Діод: Діод - це просто діод вільного ходу, який захищає L293D від зворотного струму електромагніту через його індуктивну природу. Необов’язково використовувати це, якщо ви тестуєте його протягом короткого часу.

Конденсатори (С1 і С2): Конденсатори С1 і С2 є згладжувальними конденсаторами, які дозволять протікати через них лише чистому постійному струму, оскільки вони дозволять змінного струму проходити через землю. Ці конденсатори також не є обов’язковими.

Закінчивши роботу зі своїм контуром, поставте датчик Холла трохи вище електромагніту, а потім поставте непорядний спінер над електромагнітом, підтримуючи мінімальний повітряний зазор. Я використав різьбовий болт і гайку, щоб зробити необхідне розташування, і ви можете використовувати свій власний метод. Моє виглядає приблизно так нижче.

Давайте закрутимо непосидючу прядилку:

Після того, як ви готові до роботи зі схемою та влаштуєте блешню, як показано вище, щоб побачити вашу непосидючу спіннер як BLCD Motor. Просто дайте спінеру початковий поштовх, і у вас буде вічно обертатися, як показано на відео нижче.

Якщо це не працює належним чином, використовуйте світлодіод в ланцюзі, щоб перевірити, чи працює датчик Холла, а також перевірте, чи електромагніт підключений і відключений належним чином. Також переконайтесь, що права сторона датчика Холла звернена догори, а магніти мають таку ж полярність, як описано раніше. Швидкість обертання залежить від положення датчика Холла та відстані повітряного зазору. Ви можете поекспериментувати з датчиком Холла і перевірити, в якому положенні ви отримуєте максимальну швидкість.

Сподіваюся, ви зрозуміли проект і сподобалося будувати щось подібне. Якщо у вас виникли проблеми з отриманням цієї роботи, використовуйте розділ коментарів, щоб опублікувати свою проблему, або скористайтесь форумом для отримання додаткової технічної допомоги. Залишайтеся креативними, і ми зустрінемось у наступному проекті, до тих пір щасливим спінінгом.