Gleichstrommotoren gibt es überall.
Sie wandeln die elektrische/magnetische Energie, die von stromführenden Drähten im Magnetfeld erzeugt wird, in Bewegung um und erscheinen in verschiedenen Elektrogeräten und Anwendungen, z. B. g.
Es gibt sie in kleinen Ventilatoren, Deckenventilatoren, Luftreinigern, Schweißrauchfallen, quadratischen Flugzeugen, kleinen Hubschraubern und anderen Drohnen, manuellen
Handdrehwerkzeugen, Rundsägen, Bohrern, Drehmaschinen, Schleifmaschinen, Autos, Robotern (
Sie können Reifen drehen oder Roboterarme bewegen usw.),
Aquarium-Luftpumpen, Herstellerprojekten und vielen anderen Bereichen.
Der beliebteste Motor hat normalerweise eine kreisförmige Welle oder eine D-förmige Welle (d. h.
flach auf einer Seite),
flach auf beiden Seiten oder ein Zahnrad (d. h
. das Zahnrad direkt in die Welle schneiden oder auf der Welle installieren).
Beispiele dieser beliebten Achsenstile finden Sie auf den Fotos.
Obwohl der Motor mit Gleichstrom und Wechselstrom betrieben werden kann, wird in diesem Tutorial nur der Gleichstrommotor im Detail erläutert, wenn ein General Motors mit Gleichstrom und Wechselstrom betrieben wird.
Strom und Magnetismus gehen Hand in Hand
, denn ohne einander geht es nicht.
Wie auf dem Foto zu sehen ist, bewegt der Strom durch den Draht die Kompassnadel, da der Strom durch den Draht ein Magnetfeld um den Draht herum erzeugt.
Der dänische Physiker Hans Christian Oster entdeckte diesen Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus im Jahr 00er Jahre. [
Einige interessante, aber unwichtige Informationen: \'O\' im hier gezeigten Namen kann in einem großen dänischen O (dh , Ø) verwendet werden.
Manchmal stellen sich die Leute seinen Namen als ø rsted vor].
Die magnetischen Eigenschaften, die durch den durch einen Draht fließenden Strom erzeugt werden, sind schwach.
Wenn dieser Draht im Online-Kreis gewickelt wird, wird das Magnetfeld stärker.
Wenn diese Spule um den Kern des Ferritkörpers gewickelt wird, wird ihr Magnetfeld stärker.
Wenn wir uns die Anziehungskraft von Polmagneten und die Abschaffung ähnlicher Pole in Erinnerung rufen, ist die Theorie der Gleichstrommotoren nicht allzu schwer zu verstehen.
Das Funktionsprinzip des Gleichstrommotors besteht darin, den Strom durch die Pole des Rotors fließen zu lassen und so ein Magnetfeld zu erzeugen, das von einem anderen Magnetfeld beeinflusst wird, das das Rotormagnetfeld anzieht.
Interessanterweise ist das Gegenteil der Fall.
Das heißt, wenn sich der Motor dreht, erzeugt die Wechselwirkung des Magnetfelds Spannung.
Dies ist im Video oben zu sehen.
Schalten Sie die Spannung des Schrittmotors ein und lassen Sie die LED leuchten, d. h.
, Wo der Motor als Generator verwendet wird.
In diesem Tutorial besprechen wir verschiedene Arten von Gleichstrommotoren: kontinuierlicher Gleichstrommotor, Getriebemotor, Gleichstrom-Servomotor, kernloser Gleichstrommotor, Vibrationsmotor und Gleichstrom-Schrittmotor. Obwohl es viele andere Arten von Motoren gibt, sind diese bei Arduino-Benutzern wahrscheinlich die beliebtesten.
Der Motor ist ein Gerät, das Bewegung übertragen kann. e.
Nehmen Sie an unserem Projekt teil.
Sie können zwei meiner vorherigen Anleitungen sehen: „Persönlich, tragbar, leicht, Klimaanlage: ein günstiges und effektives DIY-Projekt“, „Hypnotisierte Scheiben mit Arduino und kleinen Gleichstrommotoren herstellen“.
Sie bieten Beispiele für Gleichstrommotoren, die in Arduino-Projekten verwendet werden.
Einige andere Arduino-Projekte, die Motoren verwenden, umfassen BlackStar Vveks \'Arduino-basierter humanoider Roboter mit Servomotoren\', link2-thepasts \'Arduino K'Nex Motors\' und so weiter.
Tatsächlich sind viele Anleitungen zur Verwendung von Arduino und einem oder mehreren Motoren zu finden.
Glücklicherweise müssen wir uns bei dem vom Hersteller verwendeten Gleichstrommotor nicht allzu sehr um die Spannung (
obwohl wir sicherstellen müssen, dass der Motor unter unserer vorhandenen Spannung arbeitet) oder den Strom ( obwohl wir sicherstellen müssen, dass wir einen Schalter haben, um den Strom des Motors zu handhaben, da der Strom des Motors normalerweise höher ist als der verfügbare Strom,
kümmern .
z. B. über digitale oder analoge Arduino-Pins)
Unser Hauptaugenmerk beim Motor liegt auf Geschwindigkeit und Drehmoment.
Die Geschwindigkeit des Motors wird gemessen. Der Unterschied besteht darin, dass, wenn wir die Geschwindigkeit des Autos auf einer stündlichen Meile oder einem stündlichen Kilometer messen, die Drehzahl pro Minute (U/min)
oder Bogenmaß/Sekunde gemessen wird.
, 3.000 U/min oder 450 rad/Sekunde.
Beachten Sie, dass dies nur zwei Beispiele für die Motorgeschwindigkeit sind.
Sie bedeuten nicht, dass 3.000 U/min 450 rad/s entsprechen; das ist es nicht.
Glücklicherweise lässt sich die Umstellung von U/min auf Bogenmaß/Sek. oder Grad/Sek. oder umgekehrt leicht umstellen.
Die Geschwindigkeit wird durch den griechischen Buchstaben Omega angegeben.
Das zweite Bewegungsgesetz von Sir Newton besagt, dass die Kraft gleich der Masse multipliziert mit der Beschleunigung ist und dass Kraft und Beschleunigung in die Richtung wirken, obwohl die Masse nicht in die Richtung weist.
Drehmoment ist „verdrehte/gedrehte Leistung“.
Newton wird oft für die Kraft (N) verwendet.
Wenn wir die Kraft mit der Länge multiplizieren, erhalten wir das Drehmoment. G. , Newtonmeter (Nm), Newtonzentimeter (N-cm) oder Unzenzoll (oz-in).
Im Motor verläuft das Drehmoment immer tangential zum Kreis um die Welle, I . E. e.
Es steht im rechten Winkel zum Durchmesser.
Das Symbol, das das Drehmoment angibt, ist der griechische Buchstabe Tau, τ in Kleinbuchstaben, und die Frequenz des englischen Großbuchstabens T ist niedriger.
Das Datenblatt des Gleichstrommotors gibt normalerweise die Geschwindigkeit, das Bogenmaß oder Grad/Sekunde an.
Das Drehmoment wird im Datenblatt normalerweise in mehreren Formen dargestellt (z.
B. Spitzendrehmoment und Getriebedrehmoment (
mehr wird später vorgestellt)
, Nenndrehmoment usw.
Das Datenblatt des Gleichstrommotors ist normalerweise sehr umfangreich und es werden auch andere Motorparameter angegeben.
Es ist zu beachten, dass der Motor die gleiche Leistungsfähigkeit haben kann, Drehzahl und Drehmoment jedoch unterschiedlich sind, da die Drehzahl in Drehmoment umgewandelt werden kann (
Informationen hierzu finden Sie unter Getriebemotor unten).
und Gewicht sind unterschiedlich.
Obwohl oft in informellen Gesprächen ausgetauscht.
Zum Beispiel auf dem Mond Die Masse
Qualität
weitere
aber sein Gewicht ist
eines Motors ist die gleiche wie auf der Erde,
rotierender Teil) oder Anker (in der Technik ist die Wicklung ein integraler Bestandteil der Baugruppe der
unterschiedlich. Der Rotor (
normalerweise aus einem Magneten.
Hier ist der Rotor derselbe wie der Stator Der Stator besteht
Magnetfeldmagnete sind zuverlässig, da ihre Magnetfelder mit der Zeit abnehmen können.
Hauptstromspule , die sich
Wenn der Stator aus einem Magneten besteht, wird er als Feldwicklung oder Feldspule bezeichnet Gleichstrommotoren verwenden die eigentliche
dreht/dreht )
die von der Feder getragen und auf den Konverter gedrückt wird, um den Strom auf die Spule zu übertragen und den Motor in Bewegung zu halten.
Kupferbürste,
Obwohl echte Bürsten nicht üblich sind, werden diese Geräte immer noch als Bürstenmotoren bezeichnet
und haben in der Regel eine längere Lebensdauer als die darin enthaltenen Geräte
Es können Funken entstehen, wenn die Bürste/der Kontakt abgenutzt wird und der Motor zu verschleißen scheint.
Wie bereits erwähnt, sind die Herstellungskosten des Bürstenmotors niedrig und werden normalerweise für das Projekt des Herstellers verwendet.
Es ist jedoch wichtig zu wissen, ob sich die Rotoren in der Buchse oder im Kugellager drehen. In
diesem Tutorial
erfahren Sie mehr über bürstenlose Motoren Wenn sich die Wicklung jedoch
normalerweise
im rechten Winkel zum Statormagnetfeld
dazu gezwungen, sich weiter zu drehen,
so dass ein Teil des dynamischen Kreises immer einem höheren magnetischen Drehmoment ausgesetzt ist
bewegt, wird der Rotor
den meisten funktionierenden Gleichstrommotoren
Je
gibt es mehrere Spulen, die sich gegenseitig kompensieren.
höher der Widerstand, desto größer ist jedoch die Drehzahl.
In
Der Rotor ist mit dem Konverter verbunden, der es der Rotorspule ermöglicht, sich bei Bedarf kontinuierlich zu drehen, um die Polarität
Lücke zwischen den Kontakten, wodurch das leitende Element „Bürste“ wiederum an die Gleichstromversorgung angeschlossen werden kann (
siehe beigefügte Fotos).
zu ändern
Der Wandler ist über den Kontakt mit der „Bürste“ am Wechsler
Ein Beispiel ist auf dem beigefügten Foto zu sehen
mit der Gleichstromversorgung verbunden.
Dies kann auf zwei Arten geschehen: parallel (
eines Nebenschlussmotors)
oder kontinuierliche Produktion von Reihenmotoren.
Der Stator kann in Reihe oder parallel mit der Gleichstromversorgung zum Stator/Rotor geschaltet werden,
sodass der Rotor leicht gedreht werden kann.
Produktion
drehen sich, aber es gibt Motoren, bei denen die Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung umgewandelt wird
Linearmotoren“ oder „Linearaktoren“ (
der Aktuator möglicherweise Energie aus anderen Quellen als Gleichstrom bezieht)
Die meisten Motoren
obwohl
„
zu
40 mA, 20 mA
sind bei der Verwendung von LEDs kein Problem, aber ein Problem bei der Verwendung eines Gleichstrommotors. Um diese Einschränkung
überwinden, wurden 2N2222-Transistoren verwendet, die jeweils
als Schalter dienen. In dem hier vorgestellten Projekt kann der erforderliche Motorstrom problemlos ein- und ausgeschaltet werden
Das
Emitter und Basis sollten 6 nicht überschreiten. Achten Sie
daher darauf, dass Ihre Spannung unter diesem Maximum liegt, sonst besteht die Gefahr einer Beschädigung des Transistors.
beigefügte Bild zeigt den niedrigeren Preis in der 2N2222-92
-Verpackung, nicht in der Originalverpackung aus Metall18.
In dieser Konfiguration wird 2N2222/2N2222A auch als P2N2222 oder pn222222 bezeichnet
Stellen Sie sicher, dass die maximale Spannung und der Strom von
.
der Basis zum Emitter und vom Kollektor zum Emitter reichen. Eine weitere Option ist der Einsatz mechanischer Geräte wie Relais
Wenn Sie keinen einfachen Schalter benötigen, kann der 2N2222 sicher abgeführt werden, und der TIP120-Transistor
kann bei entsprechender Erwärmung Temperaturen von bis zu 5 A bewältigen.
a-220 verpackter N-
RFP30N06LE-Kanal (
P30NO6LE, P30N06)
Wenn der Drain-Flansch des
MOSFET ordnungsgemäß mit dem Metallkühler verbunden ist, kann dieser N-Kanal -MOSFET von Arduino
aus angesteuert werden und ist
für große Gleichstrommotoren nützlich. Der höhere Strom fließt zwischen den Kollektor- und Senderstiften des 2n2222
und wird
hierfür von den Basis- und Senderstiften gesteuert PNP-Transistor
ermöglicht der Transistorschalter, dass der Strom, der
: Wenn der Basis-Pin so eingestellt ist, dass er den Transistor einschaltet, wie in diesem Projekt,
entgegengesetzte Richtung des normalen Stroms gelegt. 1N4001 wird als
die Leitung an der Diode ist in die
zwischen den Kollektor- und Emitter-Pins des 2N2222 fließt, größer ist als der Fluss zwischen seiner Basis und seinem Emitter, und
die Energie bereitzustellen, die durch das Motor -Crash-Magnetfeld
Anti-Erregungsdiode
bei ausgeschaltetem Strom erzeugt wird. Wenn Sie die Position der Diode nicht kennen, ist es schwierig, sie falsch zu platzieren, denn
verwendet, um einen Pfad für
wird der Strom
wenn
ziemlich hohe Spannung erzeugen Die Funktionsweise aller Gleichstrommotoren ist grundsätzlich ähnlich.
zum Motor umgeleitet und
der Motor
Sie sie so konfigurieren,
dreht sich zwar nur in wenigen Mikrosekunden, kann aber über einen Spannungsbereich von 100 Volt eine
Wenn Sie sie mit Arduino, Transistor, BJP oder MOSFET oder Relais usw. verwenden, benötigen Sie
einen Schalter, der den vom Motor benötigten zusätzlichen Strom verarbeiten kann
5-V
. Glücklicherweise kann der
-Pin des Arduino über den USB-Anschluss mit Strom versorgt werden Der in der
nächsten Skizze verwendete kontinuierliche Motor wird für 5 Sekunden
eingeschaltet (5000 MS). [Der
hier verwendete Motor ist kleiner als der Strom, der vom Arduino 5 V bereitgestellt wird Vollständiger Stopp mit digitalem Pin 6 , der Pulsweitenmodulationssignale (PWM
verarbeiten kann.
Verwenden Sie das PWM-Signal, um die Geschwindigkeit des Motors zu verlangsamen und in Schritten von 3 zu verringern.
)
Durch die Verwendung von PWM können wir die Spannung zwischen 0 und 5 V simulieren.
Punkt ist, wenn der Arbeitszyklus 30 erreicht
der Skizze
Irgendwann ist die analoge Spannung zum Motor zu niedrig, um den Motor zu aktivieren. Der ungefähre
ist die LED ausgeschaltet, da der Motor
.
wird, und
nicht ein verdrilltes Kabel, da es uns ermöglicht, seine Wirkung beim Ausbalancieren
An diesem Punkt in
nicht gedreht
der
dazu
heruntergefahren
.
kann
Motordrehung besser zu erkennen als ein asymmetrisches Kabel. Wenn Sie jedoch keinen Propeller haben, führt das verdrillte Kabel zu den relevanten Ergebnissen. Sie sollten wahrscheinlich den zweiten Teil dieses Tutorials lesen, der die Schritte des Vibrationsmotors enthält. Die unausgeglichene Belastung des Motors
Um
führen, dass der Motor vibriert. Mit der Geschwindigkeit des Motors wird er eingeschaltet und bis zur vollständigen Abschaltung
die
Skizze vollständig
schriftlich
herunter den Motor mit voller Geschwindigkeit und reduzieren Sie dann kontinuierlich
Geschwindigkeit des Motors = 6; Int Verzögerung2 = 50; Verzögerung(
Verzögerung2); /
anzuzeigen, laden Sie die Textdatei
Wenn die H-Brücke nicht
die
Kontinuierliche Verzögerung Motor (int i = 255; i >= 1; i = i -2){ analogWrite(ledPin, i); /Verzögerung zwischen Motorgeschwindigkeit 3/1000 Sekunden (Verzögerung3); }
erwähnt wird, ist die Einführung des Gleichstrommotors nicht vollständig Einfach und leicht verständlich. Der Name
ergibt sich aus der Konfiguration seiner Hauptkomponenten: 4 Schaltelemente und ein
siehe oben). Wenn S1 und S4 ausgeschaltet sind, während S2 und S3 eingeschaltet bleiben, ist
Gleichstrommotor, der in Großbuchstaben
fungiert . Wenn beispielsweise der Schalter S1
„h“ geschrieben werden kann (
seine Funktionsweise einfach Die Abbildung hier zeigt das Schaltelement, das als Konstante für mechanische Geräte
und S3 oder S2 und S4 gleichzeitig ausgeschaltet wird, hat das Ausschalten von S1 und S2 keine Auswirkung, da S1 und S2 an derselben positiven Spannung angeschlossen sind Wenn wir
ist die Situation ähnlich .
S3 und S4 ausschalten, während S1 und S2 offen bleiben,
In diesem Fall sind sowohl S3 als auch S4 mit Masse verbunden, z. B.
S3 und S4, und
umgekehrt.
Das Schaltelement kann auch ein Relais
, ein anderes mechanisches Element oder ein Halbleiterbauelement sein, z Bei
den meisten modernen H-Brücken handelt es sich bei dem Schaltelement um ein Festkörperbauelement,
während
zum Einschalten nur eine geringe Strommenge erforderlich ist. und
der
in der Regel um einen MOSFET. Der Vorteil der Hexets besteht darin, dass sie den Strom auf eine große Last schalten können,
Relais, BJTs, MOSFETs und H-Brückenplatinen
keinen Weg, diskrete Komponenten zu
z. B. Hersteller von Schaltern,
verwenden,
beispielsweise
vom Motor erzeugte Strom hat aufgrund des Magnetfeldabsturzes
eine Platine, die auf dem oben gezeigten L298-IC basiert.
Wenn Sie das H-Brückenmodul mit Ihrer eigenen Arduino-Skizze verwenden, ist es möglicherweise eine gute Idee, alle Schaltelemente einzuschalten
verwenden
Es gibt H
normalerweise mit einer Drehzahl von weniger als 1.000 U/min betrieben
Wechselrichter, Roboter, Motorsteuerungen usw.
Sie die Richtung ändern
-Brücken für
, bevor
Sie werden häufig zum Antrieb von Schrittmotoren verwendet . Getriebemotoren werden
gilt:
, und es ist leicht,
Getriebemotoren mit einer Drehzahl von weniger als 100 zu finden Im Allgemeinen
Je mehr Sie reduzieren, desto langsamer werden Sie. Ein gutes Beispiel für die Notwendigkeit einer Uhr,
beispielsweise einer Analoguhr,
ist, dass der Zeiger nur mit 1 U/min gedreht
mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1.000 U/min drehen kann, kann
das Drehmoment bei niedrigerer Drehzahl
werden muss Während sich der Hauptmotor im Getriebemotor
deutlich erhöht werden. Es gibt Getriebemotoren in Autos, Uhren, Waschmaschinen, elektrischen Bohrmaschinen, Hebemaschinen
. Warnung: Wenn sich der Motor nicht dreht, ist die Spannung möglicherweise zu hoch Gänge, aber
In einem der
und Winden. Bei Robotern kann es vorkommen, dass sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen
Videos geht es um den Spannungsbereich von 2 bis 17 Volt. Das zweite Video zeigt die niedrige Geschwindigkeit, die bei Verwendung eines Getriebemotors auftreten kann
hier gezeigten
nicht immer (siehe Fotos).
Wenn Sie an diesem Punkt angelangt sind, hoffe ich, dass Sie den ersten Teil dieses Handbuchs interessant und wertvoll
finden. Vielleicht
möchten Sie mit dem
Lesen des zweiten Teils fortfahren, der zwar in drei Teile unterteilt ist, aber nur an der Oberfläche kratzt Motor \'. Jeder hier behandelte Motor kann einen weiteren Teil des Tutorials oder vielleicht das gesamte Lehrbuch haben. Wenn Sie Kommentare, Vorschläge oder Fragen zu diesem Teil des Tutorials haben, fügen Sie bitte unten Ihre Kommentare hinzu. Wenn Sie Ideen oder Fragen zu Gleichstrommotoren haben, die in diesem Tutorial nicht behandelt werden, oder Vorschläge, wie ich dieses Tutorial oder andere Teile des Tutorials verbessern kann, freue ich mich über Ihre Nachricht. Sie können mich unter transiintbox @ gmail.com kontaktieren. ( Bitte ersetzen Sie den zweiten \'Ich\' mit \'e\', um mich zu kontaktieren. Vielen Dank.
