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 (
weitere Informationen hierzu finden Sie unter Getriebemotor unten).
und Gewicht sind unterschiedlich.
Obwohl oft in informellen Gesprächen ausgetauscht.
Zum Beispiel auf dem Mond Die Masse eines Motors ist die
Qualität
( rotierender
Teil) oder Anker (in der Technik ist die Wicklung ein integraler
gleiche wie auf der Erde, aber sein Gewicht ist unterschiedlich. Der Rotor
Bestandteil der Baugruppe
Rotor derselbe wie der
der Hauptstromspule, die sich dreht/dreht) Hier
Stator Der Stator besteht normalerweise aus einem Magneten.
Magnetfeldmagnete sind zuverlässig, da ihre Magnetfelder mit der Zeit abnehmen können.
ist der
Wenn der Stator aus einem Magneten besteht, wird er als Feldwicklung oder Feldspule bezeichnet Gleichstrommotoren verwenden die eigentliche Kupferbürste, 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. 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
bewegt , wird
im rechten Winkel zum Statormagnetfeld
der Rotor normalerweise dazu gezwungen, sich weiter zu drehen,
so dass ein Teil des dynamischen Kreises immer einem höheren magnetischen Drehmoment ausgesetzt ist
Rotor ist mit dem Konverter
In den meisten funktionierenden Gleichstrommotoren
Je
gibt es mehrere Spulen, die sich gegenseitig kompensieren.
höher der Widerstand, desto größer ist jedoch die Drehzahl. Der
über
verbunden, der es der Rotorspule ermöglicht, sich bei Bedarf kontinuierlich zu drehen, um die Polarität zu ändern Lücke zwischen den Kontakten, wodurch das leitende Element „Bürste“ wiederum an die Gleichstromversorgung angeschlossen werden kann (siehe beigefügte Fotos). Der Wandler ist
den Kontakt mit der „Bürste“ am Wechsler mit der Gleichstromversorgung verbunden. Ein Beispiel ist auf dem beigefügten Foto zu sehen Dies kann auf zwei Arten geschehen:
parallel (Produktion
drehen
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. Die meisten Motoren
oder
aber es gibt Motoren, bei denen die Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung umgewandelt wird „Linearmotoren
sich
,
“
„Linearaktoren
wurden
“ (obwohl der Aktuator möglicherweise Energie aus anderen Quellen als Gleichstrom bezieht) 40 mA, 20 mA sind bei der Verwendung von LEDs kein Problem, aber ein Problem bei der Verwendung eines Gleichstrommotors. Um diese Einschränkung zu überwinden,
2N2222-Transistoren verwendet
, die jeweils als Schalter dienen. In dem
vorgestellten Projekt
6 nicht überschreiten. Achten Sie daher
hier
kann der erforderliche Motorstrom problemlos ein- und ausgeschaltet werden Emitter und Basis sollten
darauf, dass Ihre Spannung unter diesem Maximum liegt,
sonst besteht die Gefahr einer Beschädigung
niedrigeren Preis in der 2N2222-92-Verpackung, nicht in der Originalverpackung aus Metall18
. In dieser Konfiguration wird 2N2222/2N2222A auch als P2N2222 oder
des Transistors. Das beigefügte Bild zeigt den
dass die maximale Spannung und der Strom von der Basis zum Emitter und vom Kollektor
Stellen Sie sicher,
pn222222
bezeichnet
2N2222 sicher abgeführt werden
zum Emitter reichen.
Eine weitere Option ist der Einsatz mechanischer Geräte wie Relais.
Wenn Sie keinen einfachen Schalter benötigen, kann der
, 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: Wenn der Basis-Pin so eingestellt ist, dass er den Transistor einschaltet, wie in diesem Projekt, ermöglicht der Transistorschalter, dass der Strom, der zwischen den Kollektor- und Emitter-Pins des 2N2222 fließt, größer ist als der Fluss zwischen seiner Basis und seinem Emitter
, und die Leitung an der Diode ist
in die entgegengesetzte Richtung des normalen Stroms gelegt. 1N4001 wird als Anti-Erregungsdiode verwendet, um einen Pfad für die
bereitzustellen, die durch das Motor-Crash-Magnetfeld bei ausgeschaltetem Strom erzeugt wird.
Wenn Sie die Position der Diode nicht kennen, ist es schwierig, sie falsch zu platzieren,
Energie
dreht sich zwar nur in wenigen Mikrosekunden, kann aber über einen Spannungsbereich von 100 Volt eine ziemlich hohe Spannung erzeugen Die Funktionsweise aller
denn wenn Sie sie so konfigurieren,
wird der Strom zum Motor umgeleitet und der Motor
Gleichstrommotoren ist grundsätzlich ähnlich. Wenn Sie sie mit Arduino, Transistor,
Relais usw. verwenden, benötigen Sie einen Schalter, der
benötigten zusätzlichen Strom verarbeiten kann. Glücklicherweise kann der 5-V-
den vom Motor
BJP oder MOSFET oder
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)
. [
wird Vollständiger Stopp mit digitalem Pin 6, der Pulsweitenmodulationssignale (PWM) verarbeiten kann. Verwenden Sie das
Der hier verwendete Motor
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
5 V bereitgestellt
ist kleiner als der Strom, der vom Arduino
PWM-
Punkt ist, wenn der Arbeitszyklus 30 erreicht. An diesem Punkt in der
V simulieren. Irgendwann ist die analoge Spannung zum Motor zu niedrig, um den Motor zu aktivieren. Der ungefähre
ist die LED ausgeschaltet, da
nicht gedreht wird, und nicht ein verdrilltes Kabel, da es uns ermöglicht, seine Wirkung beim Ausbalancieren der Motordrehung besser
der Motor
Skizze
das verdrillte Kabel zu den entsprechenden Ergebnissen .
zu erkennen als ein asymmetrisches Kabel. Wenn Sie jedoch keinen Propeller haben, führt
Sie sollten wahrscheinlich den zweiten Teil dieses Tutorials lesen, der die Schritte des Vibrationsmotors enthält.
unausgeglichene Belastung des Motors kann dazu führen, dass der Motor vibriert. Mit der Geschwindigkeit des Motors wird er eingeschaltet und bis zur vollständigen Abschaltung heruntergefahren.
die
Die
Um
Skizze
vollständig
schriftlich anzuzeigen, laden Sie die Textdatei herunter den Motor mit voller
;
= 6; Int Verzögerung2 = 50; Verzögerung(Verzögerung2); /Kontinuierliche Verzögerung Motor (int
i >= 1
; i = i -2
i = 255
Geschwindigkeit und reduzieren Sie dann kontinuierlich die Geschwindigkeit des Motors
){ analogWrite(ledPin, i); /Verzögerung zwischen Motorgeschwindigkeit 3/1000 Sekunden (Verzögerung3
die H-Brücke nicht erwähnt wird, ist
und leicht verständlich. Der Name ergibt sich aus der Konfiguration seiner Hauptkomponenten: 4 Schaltelemente
die Einführung des Gleichstrommotors nicht
); } Wenn
vollständig Einfach
und ein Gleichstrommotor, der in Großbuchstaben „h“
siehe oben). Wenn S1 und S4 ausgeschaltet sind, während S2 und S3 eingeschaltet bleiben, ist
seine Funktionsweise einfach Die Abbildung hier zeigt das Schaltelement, das als Konstante für
mechanische Geräte fungiert.
geschrieben werden kann (
Wenn beispielsweise der Schalter S1 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 S3 und S4 ausschalten, während S1 und S2 offen bleiben, ist die Situation ähnlich. In diesem Fall sind sowohl S3 als auch S4
und S4, und umgekehrt
mit Masse verbunden, z. B. S3
.
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, in der Regel um einen MOSFET. Der Vorteil der Hexets
, dass sie den Strom auf eine große Last schalten können, während zum Einschalten
nur eine geringe Strommenge erforderlich ist
besteht darin
. und der vom Motor erzeugte Strom hat aufgrund des Magnetfeldabsturzes
keinen Weg, diskrete Komponenten zu verwenden, z. B.
Hersteller von Schaltern, Relais, BJTs, MOSFETs und H-Brückenplatinen verwenden
beispielsweise 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, bevor
Es gibt H-Brücken für Wechselrichter, Roboter, Motorsteuerungen usw. Die meisten kontinuierlichen
Sie
Gleichstrommotoren werden normalerweise
mit einer Drehzahl von weniger als 1.000 U/min betrieben, und es ist leicht, Getriebemotoren
die Richtung ändern
,
Sie
mit einer Drehzahl von weniger als 100 zu finden. Wie der Name schon sagt, verwenden sie die Getriebekombination zum Verlangsamen Im Allgemeinen gilt: Je mehr Sie reduzieren, desto langsamer werden
von
. Ein gutes Beispiel für die Notwendigkeit einer Uhr
mehr
als
beispielsweise einer Analoguhr, ist, dass der Zeiger nur mit 1 U/min gedreht werden muss Während sich der Hauptmotor im Getriebemotor mit einer Geschwindigkeit
1.000 U/min drehen kann, kann das
deutlich
erhöht werden . Es gibt Getriebemotoren in Autos,
Drehzahl
, Waschmaschinen, elektrischen Bohrmaschinen, Hebemaschinen und Winden. Bei
Drehmoment bei niedrigerer
Robotern kann es vorkommen, dass
sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
Uhren
Warnung:
Wenn sich der Motor nicht dreht, ist die Spannung
möglicherweise zu hoch Gänge, aber nicht immer (siehe Fotos).
Vielleicht möchten Sie
mit dem
In einem der hier gezeigten 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 Wenn Sie an diesem Punkt angelangt sind, hoffe ich, dass Sie den ersten Teil dieses Handbuchs
interessant und wertvoll finden.
der Oberfläche
Lesen des zweiten Teils fortfahren, der zwar in drei Teile unterteilt ist, aber nur an
Wenn Sie Kommentare, Vorschläge
kratzt Motor \'. Jeder hier behandelte Motor kann einen weiteren Teil des Tutorials oder vielleicht das gesamte Lehrbuch haben.
oder Fragen zu
diesem Teil des Tutorials haben, fügen Sie bitte unten Ihre Kommentare hinzu. Wenn Sie Ideen oder Fragen zu Gleichstrommotoren
haben
, oder
, die in diesem Tutorial nicht behandelt werden
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.
