Stejnosměrné motory jsou všude.
Přeměňují elektrickou/magnetickou energii generovanou vodiči přenášejícími proud v magnetickém poli na pohyb a objevují se v různých elektrických spotřebičích a aplikacích, např. g.
, Existují v malých ventilátorech, stropních ventilátorech, čističkách vzduchu, lapačích kouře ze svařování, čtvercových letadlech, malých helikoptérách a dalších dronech, ručních
ručních rotačních nástrojích, kulatých pilách, vrtácích, soustruzích, bruskách, autech, robotech (
mohou otáčet pneumatikami nebo pohybovat rameny robotů atd.)
Akvarijní vzduchová čerpadla, projekty výrobců a mnoho dalších oblastí.
Nejpopulárnější motor má obvykle kruhovou hřídel nebo ve tvaru \'d \' (tj
. Ploché na jedné straně)
Ploché na obou stranách nebo ozubené kolo (tj
. Udělejte ozubené kolo přímo do hřídele nebo jej nainstalujte na hřídel).
Příklady těchto oblíbených stylů os naleznete na fotografiích.
Přestože motor může běžet ze stejnosměrného, střídavého proudu, v případě provozu General Motors ze stejnosměrného i střídavého proudu, tento tutoriál podrobně pojednává pouze o stejnosměrném motoru.
Proud a magnetický jdou ruku v ruce
, protože bez druhého to nejde.
Jak je vidět z fotografie, proud drátem pohybuje střelkou kompasu, protože proud drátem vytváří kolem drátu magnetické pole.
Dánský fyzik Hans Christian Oster objevil toto spojení mezi elektřinou a magnetismem v roce 00 let. [
Některé zajímavé, ale nedůležité informace: \'O\' ve zde zobrazeném jménu může být použito s velkým dánským O (tj. Ø)
Někdy si lidé myslí, že jeho jméno je ø rsted].
Magnetické vlastnosti generované proudem procházejícím drátem jsou slabé.
Pokud je tento drát navinutý v online kruhu, magnetické pole zesílí.
Pokud je tato cívka navinuta kolem jádra feritového těla, její magnetické pole zesílí.
Pokud si připomeneme přitažlivost k pólovým magnetům a zrušení podobných pólů, není teorie stejnosměrných motorů příliš složitá na pochopení.
Princip činnosti stejnosměrného motoru spočívá v tom, že proud protéká póly rotoru a vytváří tak magnetické pole, které je ovlivňováno dalším magnetickým polem, které přitahuje magnetické pole rotoru.
Zajímavé je, že opak je pravdou.
To znamená, že když se motor otáčí, interakce magnetického pole vytváří napětí.
To je vidět na videu výše
Otočte napětí krokového motoru a rozsviťte LED, tzn.
, Kde se motor používá jako generátor.
V tomto tutoriálu probereme několik typů stejnosměrných motorů: kontinuální stejnosměrný motor, převodový motor, stejnosměrný servomotor, stejnosměrný motor Coreless, vibrační motor a stejnosměrný krokový motor, ačkoli existuje mnoho dalších typů motorů, tyto jsou pro uživatele Arduina pravděpodobně nejoblíbenější.
Motor je zařízení, které může přenášet pohyb. E.
Začněte s naším projektem
Můžete se podívat na dva z mých předchozích pokynů: \'osobní, přenosný, lehký, klimatizace: levný a efektivní DIY projekt\', \'výroba hypnotizovaných disků pomocí Arduina a malých DC motorů \'.
Poskytují příklady stejnosměrných motorů používaných v projektech Arduino.
Některé další projekty Arduino využívající motory mají \'humanoidního robota založeného na Arduinu pomocí servomotorů\' od BlackStar Vvek, \'Arduino K'Nex Motors\' link2-thepast a tak dále.
Ve skutečnosti lze nalézt mnoho návodů na použití Arduina a jednoho nebo více motorů.
Naštěstí se u stejnosměrného motoru používaného výrobcem nemusíme příliš starat o napětí (
Zatímco se musíme ujistit, že motor funguje pod naším stávajícím napětím) nebo proud (
I když se musíme ujistit, že máme spínač pro ovládání proudu motoru, protože proud motoru je obvykle větší než dostupný proudg.
, Z digitálních nebo analogových pinů Arduino).
Naším hlavním zaměřením na motor je rychlost a točivý moment.
Měří se rychlost motoru, rozdíl je v tom, že když měříme rychlost auta na hodinovou míli nebo hodinový kilometr, rychlost otáčení za minutu (RPM)
nebo radián/sekundu.
, 3 000 ot./min nebo 450 rad/s.
Všimněte si, že toto jsou pouze dva příklady rychlosti motoru.
Neznamenají, že 3 000 RPM odpovídá 450 rad/s; není.
Naštěstí je snadné se skrýt z RPM na radiány/s nebo stupně/SEC nebo naopak.
Rychlost je označena řeckým písmenem omega.
Druhý pohybový zákon sira Newtona je, že síla se rovná hmotnosti vynásobené zrychlením, a síla a zrychlení jsou ve směru, i když hmotnost není ve směru.
Točivý moment je \'síla zkroucená/otočená \'.
Newton se často používá pro sílu (N)
Když sílu vynásobíme délkou, dostaneme točivý moment. G. , Newton-metry (Nm), Newton-centimetry (N-cm) nebo unce-palce (oz-in).
V motoru je točivý moment vždy tečný ke kružnici se středem na hřídeli, I . E. e.
Je v pravém úhlu k průměru.
Symbol označující točivý moment je řecké písmeno tau, τ malým písmenem a frekvence anglického velkého písmene T je nižší
List s údaji stejnosměrného motoru obvykle uvádí otáčky, radiány nebo stupně/sekundu.
Točivý moment je v datovém listu obvykle prezentován ve více formách (např.
jako špičkový točivý moment a točivý moment převodovky (
Více bude uvedeno později) Jmenovitý
atd.
Datový list stejnosměrného motoru je obvykle velmi obsáhlý a jsou zde uvedeny i další parametry motoru.
Je třeba poznamenat, že motor může mít stejný výkon, ale rychlost a točivý moment se liší, protože rychlost lze změnit na točivý moment (
informací o tom, viz příklad převodovky a hmotnosti jsou
točivý moment
často uvedeny níže. Informace o kvalitě a hmotnosti jsou uvedeny níže).
Měsíc, hmotnost motoru
Pro mnoho
Více
stejnosměrných motorů s kontinuálním kartáčem
je stejná jako na Zemi, ale jeho hmotnost se bude lišit
jsou čtyři hlavní části
rotor (rotující část) nebo kotva (Ve strojírenství
je vinutí nedílnou součástí
Zde je rotor stejný jako stator,
jejich název je stator. který zajišťuje magnetické pole kolem
sestavy hlavní proudové cívky, která se otáčí/otáčí a generuje magnetické pole)
rotoru ( Pokud je stator vyroben z permanentního magnetu, je obvykle rozdělen
na dvě části, je-li tomu tak, magnet statoru je magnet magnetického pole, protože
magnetická pole zůstávají na konstantní úrovni, i když se jejich magnetická pole mohou v průběhu času snižovat Permanentní magnety byly nalezeny u mnoha kartáčových motorů.
kartáč
Pokud je stator tvořen zbylým magnetem nebo se používá jako magnetické
pole Kartáčový motor je měnič a
/kontakt Před několika desítkami let používal stejnosměrný motor skutečný měděný „kartáč“, který byl podepřen pružinou a přitlačen na měnič
jak již bylo zmíněno dříve,
, aby se proud přenesl do cívky a motor se otáčel životnost než zařízení, které obsahují, nicméně,
bezkomutátorový motor lze použít i dnes
a při opotřebení kartáče/kontaktu mohou vznikat jiskry Jak již bylo zmíněno dříve, výrobní náklady na kartáčový motor
však důležité vědět, zda
jsou nízké a obvykle se používá pro projekt výrobce, je
jejich rotory budou mít delší životnost ložiska bez kartáče v pouzdru motoru dále v tomto návodu V jednoduchém stejnosměrném motoru je vinutí připojeno ke zdroji stejnosměrného proudu, aby generovalo
,
když proud teče,
pole
magnetické
není k dispozici téměř žádná hybnost
ale když se vinutí pohybuje kolmo ke statoru,
aby mohl pokračovat v otáčení v pravém úhlu že část dynamického
rotoru,
kruhu je vždy vystavena vyššímu magnetickému momentu, E. e , Když je rotor v silné části magnetického pole statoru, přijímací výkon U většiny pracujících stejnosměrných motorů (
viz přiložené fotografie) Obecně lze říci, že čím více je cívka navinutá, tím vyšší je odpor
což je součást, která umožňuje kontinuální otáčení cívky rotoru podle potřeby pro změnu polarity. Přepínač je
je připojena k převodníku ,
, tím vyšší otáčky motoru jsou vždy
plynulejší a tím pomalejší rotace
obvykle jen jednoduchý válec s izolační mezerou mezi
) . měniče
stejnosměrný vstup
kontakty, což umožňuje připojit vodivý prvek \'kartáč\' k stejnosměrnému napájení (viz přiložené fotografie, to
znamená, že poskytuje jednoduchý spínač pro přepínání stejnosměrného napájení přes
kontakt ' na
Mnoho malých stejnosměrných motorů používá stator s permanentním magnetem, příklad je vidět na přiložené fotografii U
jiných malých stejnosměrných motorů a mnoha velkých stejnosměrných motorů
\' mezi těmito
je stator magnetizován jedním ze dvou způsobů: paralelně ( Výroba shunt motoru)
dvěma \'.
Tento prostor se nazývá \'vzduchová mezera
Nebo může být stator zapojen sériově nebo paralelně mezi statorový rotor a rotor
Většina motorů se
otáčí, ale existují motory, kde se rotační pohyb převádí na lineární pohyb. Tato zařízení se nazývají \'lineární motory\' nebo \'lineární aktuátory (I když
jiných zdrojů než DC)'. Většina motorů má menší
zde Dva permanentní magnety, které tvoří
aktuátor může získávat energii z
stator, rotor/stator a cívku, lze
snadno vidět na dalších fotografiích motoru Kontinuální
výkon než výrobce. koňský výkon Podívejte se na obrázek rozebraného malého kontinuálního stejnosměrného motoru
stejnosměrné motory
2.2 zde, které stojí méně
obvykle vyžadují lepší proud než maximální 40 ma, 20 ma poskytované pomocí analogových nebo
originální balení metal18 V této konfiguraci se
digitálních Arduino pinů, při použití tohoto omezení není problém
2N2222 snadno zapnout a vypnout požadovaný proud motoru Balení 2N2222-92, ne
než 20 dolarů každý Fungují jako spínače, a v projektu, který je zde představen, může
2N2222/2N2222A také nazývá P2N2222 nebo pn222222, abyste zajistili maximální
přijatelné
napětí
a proud
nepotřebujete řídit jednoduchý přepínač z Arduina
od základny k emitoru relé, nebo pokud
Pokud se potřebujete vypořádat s větším výkonem, 2N2222 se může bezpečně rozptýlit a tranzistor TIP120, který doplňuje Darlington, zvládne teploty až 5A, pokud
a vysílače 2n2222
kolektoru
je správně zahřátý. vypouštěcí příruba MOSFETu je správně připojena ke kovovému radiátoru, MOSFET zvládne proudy nad 30 ampérů Tento N-kanálový MOSFET může být řízen z Arduina a je užitečný pro velké stejnosměrné motory Vyšší proud teče mezi piny
a je řízen základnou a piny vysílače, když je u tohoto pinu tranzi nastavena tranzistory . tranzistorový spínač umožňuje, aby proud tekoucí
1N4001 je umístěna na dvou pinech motoru a vedení na diodě je nasměrováno na kladné napětí,
je tedy umístěna v opačném směru než je normální
mezi piny kolektoru a emitoru 2N2222 byl větší než tok mezi jeho základnou a emitorem Dioda
neprochází proud energie generovaná magnetickým polem motoru při vypnutém
napájení
Pokud neznáte polohu diody, je obtížné ji umístit nesprávně, protože když ji takto nastavíte, dojde k odvedení proudu
proud, takže pro diodu 1N40 obvykle
jen několik mikrosekund, může produkovat
100 voltů, což je v podstatě dost na to, aby došlo k poškození stejnosměrného motoru
poměrně vysoké napětí v rozsahu napětí
do motoru a motor se nebude otáčet. I když se to může stát
. tranzistor, BJP nebo MOSFET nebo relé atd.
, Potřebujete spínač,
který zvládne extra proud požadovaný motorem, a může být uživatel- Anti-excitační diody jsou
přidány
naštěstí z USB asi cucma, a pokud se použije bucket
Jack, může být použito více, možná až 5 v pinu
v další části motoru funkce
motor ( 5000 MS, velmi vysoký signál e. [ Zde použitý motor
cyklu náčrtu se na 5 sekund zapne stejnosměrný
je menší než proud dodávaný napájecím zdrojem Arduino 5
větší proud motoru, budete potřebovat napájení oddělené od napájení, které je k dispozici na 6 pinu, postupně zpomalte na 6 pinu.] zvládne signály pulsní šířkové modulace (
V, pokud však používáte
Zde se motor otáčí jedním směrem. Použijte signál PWM začínající od 255 ke zpomalení rychlosti motoru
PWM)
a snížení v krocích 3, dokud
nedosáhne 0. Použití PWM nám umožňuje simulovat
bodě na náčrtu
napětí mezi 0 a 5 v. V tomto případě je analogové napětí motoru příliš nízké na to, aby se motor otočil přibližný bod je,
je však LED vypnutá, protože se motor neotáčí, je zde připojena
když pracovní cyklus dosáhne 30. V tomto
vrtule
, nikoli
zkroucený drát
, protože nám umožňuje snadno vidět jeho činnost při vyvažování otáčení motoru, protože poskytuje lepší vyvážení motoru než
strany
Pokud však nemáte vyvážený drát, dojde k zkroucení pouze jednoho
drátu
která obsahuje
asymetrický drát.
Při rychlosti motoru se rozsvítí
na videu )
kroky vibračního motoru, nevyvážené zatížení motoru
hřídele, měli byste si pravděpodobně přečíst druhou část tohoto návodu,
může způsobit vibrace motoru A červená LED (
Viditelné
a zhasne až do úplného vypnutí. ----------Sketch--------- /Spustit motor na plnou rychlost a pak plynule snižovat otáčky motoru =
6 Int zpoždění2 = 5000 void vystup()PUT; loop(){ /Digital write for delay2/1000 seconds (ledPin, HIGH digitalWrite( MotorInputPin, high delay(zpoždění2); /Zpoždění pauzy 2/1000 sekund (zpoždění2 }
-li uveden
H-můstek, nebude uvedení stejnosměrného motoru do konce
Není
jednoduché a srozumitelné
). k zemi, pak je jeho provoz jednoduchý,
pokud jsou S2 a S3 vypnuty, když jsou S1 a S4 zapnuté
, proud teče z motoru do země v opačném směru (viz obrázek, který funguje jako
vypnuty určitým způsobem, například S2 a S2. mezi kladným
konstantní zapnutý spínač e. Všimněte si, že tyto spínače musí být
a
napětím a zemí nemá žádný vliv, když S3 a S4 zůstanou zapnuté, protože S1 a S2 jsou připojeny ke stejnému kladnému napětí,
proto neprotéká proud Pokud S3 a S4 necháme otevřené, je situace podobná, v takovém případě jsou S3 a S4 vypnuty,
Spínacím prvkem může být také relé
pokud
jsou S1 a S4 vypnuty přes motor zapnutý a naopak se motor zastaví.
B
, jiný mechanický prvek nebo polovodičové zařízení, jako je bipolární přechodový tranzistor (BJTs) , Nebo metaloxidový polovodičový tranzistor s efektem pole (MOSFETy)
Ve většině moderních H můstků je spínacím prvkem polovodičové zařízení, obvykle výhodou
přičemž k jeho zapnutí je potřeba jen malé množství proudu V praxi je dioda umístěna na každém spínacím prvku, a vedení na diodě je nasměrováno na kladné napětí To se děje, když např. Po
jsou hex.mosfety k velké zátěži,
chodu motoru jsou všechny spínače zapnuté
proud generovaný motorem
a
má dráhu kvůli havárii magnetického pole Nepoužívají se však diskrétní součástky, přepínače HJdmos, relé použijte integrované obvody (IC)
může být dobré zapnout všechny spínací prvky před změnou směru
Arduino,
, protože to zajistí, že nedojde ke
, Například desku založenou na výše uvedeném IC L298
zkratu ani dočasně. U výkonových měničů,
Pokud používáte modul H-bridge s vlastním náčrtem
atd 1 000 ot./min (RPM)
robotů, motorů se často používají k pohonu stejnosměrné motory
Převodové motory se obvykle používají ke snížení otáček (otáček) Méně než 1 000 a je snadné najít převodový motor s rychlostí menší než 100.
Je
Jak název napovídá, používají kombinaci převodů ke zpomalení převodového ústrojí, aby se toto zpomalilo. Obecně řečeno, čím více budete stejnosměrný motor snižovat, tím jsou pomalejší.
pro ně těžké
, jako jsou analogové hodinky
Převodový motor může poskytovat značný točivý moment při nízkých
motoru
si to
jsou hodinky
neužít Dobrým příkladem potřeby převodového
Motor v hodinkách musí poskytovat rotaci při nízké rychlosti. výkon být mnohem pomalejší .
Obecně řečeno, čím vyšší je proud, tím vyšší je točivý moment se často vyskytují v robotech, robotických autech: Snaha spustit motor nad nebo pod rozsahem napětí může poškodit motor, pokud se motor neotáčí, a
je
pokud
otáčkách
dotyk
horký, může být napětí příliš vysoké
U převodových motorů lze obvykle identifikovat, že jejich osa rotace není obvykle zarovnána se středem hlavního motoru, ale ne vždy se zvyšuje napětí přiložené video).
Jedno ze
zde uvedených videí je rozsah napětí od 2 do 17 voltů Čím vyšší je napětí, tím rychleji se motor s převodovkou otáčí nejprve z nízké na vysokou a poté zpět na nízkou. jste v tomto bodě,
některých klíčových prvcích stejnosměrného
blahopřejeme, nyní
motoru, které jsou popsány v této části. Doufám, že první část
byste měli mít základní znalosti o
, možná budete chtít pokračovat čtením druhé části,
této příručky bude pro vás zajímavá a hodnotná
která může být zřejmá, i když je tato příručka rozdělena do tří částí, pouze 'jejich část' může mít více poškrábaný povrch stejnosměrného motoru tutoriál, nebo možná celou učebnici Pokud máte nějaké připomínky, návrhy nebo dotazy k této části tutoriálu,
přidejte
prosím své komentáře níže, pokud máte nějaké nápady nebo dotazy týkající se stejnosměrných motorů, které nejsou obsaženy v tomto návodu, nebo máte nějaké návrhy, jak mohu tento návod nebo jiné části tohoto návodu vylepšit, rád se ozvete \'e\' kontaktujte mě.)
