Los motores de CC están en todas partes.
Convierten en movimiento la energía eléctrica/magnética generada por cables que transportan corriente en el campo magnético y aparecen en diversos aparatos y aplicaciones eléctricas, por ejemplo, g.
Existen en pequeños ventiladores, ventiladores de techo, purificadores de aire, trampas de humo de soldadura, aviones cuadrados, pequeños helicópteros y otros drones,
herramientas rotativas manuales, sierras redondas, brocas, tornos, lijadoras, automóviles, robots (
pueden rotar neumáticos o mover brazos robóticos, etc.),
bombas de aire para acuarios, proyectos de fabricantes y muchas otras áreas.
El motor más popular suele tener un eje circular, o en forma de \'d \' (es decir
, plano en un lado)
plano en ambos lados, o engranaje (es decir
, corte el engranaje directamente en el eje o instálelo en el eje).
Para ver ejemplos de estos estilos de ejes populares, consulte las fotografías.
Aunque el motor puede funcionar con CC y CA, en el caso de que General Motors funcione con CC y CA, este tutorial solo analiza en detalle el motor de CC.
Actual y magnético van de la mano
, porque es imposible sin el otro.
Como se puede ver en la foto, la corriente que pasa por el cable mueve la aguja de la brújula, lo que se debe a que la corriente que pasa por el cable crea un campo magnético alrededor del cable.
El físico danés Hans Christian Oster descubrió esta conexión entre electricidad y magnetismo en los años 00. [
Alguna información interesante pero sin importancia: \'O\' en el nombre que se muestra aquí se puede usar en O mayúscula danesa (es decir, Ø).
A veces la gente piensa en su nombre como ø rsted].
Las propiedades magnéticas generadas por la corriente que fluye a través de un cable son débiles.
Si este cable se enrolla en un círculo en línea, el campo magnético se volverá más fuerte.
Si esta bobina se enrolla alrededor del núcleo del cuerpo de ferrita, su campo magnético se volverá más fuerte.
Si recordamos la atracción por los polos magnéticos y la abolición de polos similares, la teoría de los motores de corriente continua no es demasiado difícil de entender.
El principio de funcionamiento del Motor DC es hacer que la corriente fluya a través de los polos del rotor, creando así un campo magnético, el cual es afectado por otro campo magnético que atrae el campo magnético del rotor.
Curiosamente, ocurre todo lo contrario.
Es decir, cuando el motor gira, la interacción del campo magnético produce voltaje.
Esto se puede ver en el video de arriba.
Gire el voltaje del motor paso a paso y encienda el LED, es decir.
, Donde el motor se utiliza como generador.
En este tutorial discutiremos varios tipos de motores de CC: motor de CC continuo, motor de engranajes, servomotor de CC, motor de CC sin núcleo, motor de vibración y motor paso a paso de CC, aunque existen muchos otros tipos de motores, estos son probablemente los más populares para los usuarios de Arduino.
El motor es un dispositivo que puede transmitir movimiento. mi.
Toma acción en nuestro proyecto
Puedes ver dos de mis instrucciones anteriores: \'aire acondicionado personal, portátil, liviano: un proyecto de bricolaje económico y efectivo\', \'hacer discos hipnotizados usando Arduino y pequeños motores DC\'.
Proporcionan ejemplos de motores de CC utilizados en proyectos Arduino.
Algunos otros proyectos de Arduino que utilizan motores tienen el \'robot humanoide basado en Arduino que utiliza servomotores\' de BlackStar Vvek, el \'Arduino K'Nex Motors\' de link2-thepast, etc.
De hecho, se pueden encontrar muchas instrucciones para usar Arduino y uno o más motores.
Afortunadamente, para el motor de CC utilizado por el fabricante, no necesitamos preocuparnos demasiado por el voltaje (
aunque debemos asegurarnos de que el motor funcione bajo nuestro voltaje existente) o la corriente (
aunque debemos asegurarnos de tener un interruptor para manejar la corriente del motor, ya que la corriente del motor suele ser mayor que la corriente disponible,
de los pines digitales o analógicos de Arduino).
Nuestro enfoque principal en el motor es la velocidad y el par.
Se mide la velocidad del motor, la diferencia es que cuando medimos la velocidad del automóvil en una milla por hora o un kilómetro por hora, la velocidad de rotación por minuto (RPM)
o radianes/segundo.
, 3000 RPM o 450 rad/segundo.
Tenga en cuenta que estos son sólo dos ejemplos de velocidad del motor.
No significan que 3000 RPM equivalgan a 450 rad/seg; No lo es.
Afortunadamente, es fácil ocultar desde RPM a radianes/seg o grados/SEC o lo contrario.
La velocidad está indicada por la letra griega omega.
La segunda ley del movimiento de Sir Newton es que la fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración, y la fuerza y la aceleración están en la dirección, aunque la masa no está en la dirección.
El par es \'potencia torcida/girada \'.
Newton se utiliza a menudo para la fuerza (N).
Cuando multiplicamos la fuerza por la longitud, obtenemos el par. gramo. , Newton-metros (Nm), Newton-centímetros (N-cm) u onzas-pulgadas (oz-in).
En el motor, el par siempre es tangente al círculo centrado en el eje, I. E. e.
Está en ángulo recto con el diámetro.
El símbolo que indica el par es la letra griega tau, τ en minúscula, y la frecuencia de la letra mayúscula inglesa T es menor.
La hoja de datos del motor de CC suele proporcionar la velocidad, radianes o grados/segundo.
El par generalmente se presenta en múltiples formas en la hoja de datos (por ejemplo,
como par máximo y par de engranaje (
se presentará más adelante),
par nominal, etc.
La hoja de datos del motor de CC suele ser muy completa y también se proporcionan otros parámetros del motor.
Cabe señalar que el motor puede tener la misma capacidad de potencia, pero la velocidad y el par son diferentes porque la velocidad se puede cambiar a par (
para obtener más información sobre esto, consulte el motor de engranajes a continuación).
La calidad y el peso son diferentes.
Aunque a menudo se intercambian en conversaciones informales.
Por ejemplo, en la luna, la masa de un motor es el mismo que en la Tierra, pero su peso será diferente.
Hay cuatro partes principales para muchos motores de CC de
( en ingeniería, el devanado es
escobillas continuas .
El rotor (
parte giratoria ) o la armadura
un campo magnético). Aquí, el rotor es lo mismo que el estator. Como su nombre lo indica, el estator es estático, lo
una parte integral del conjunto de la bobina de corriente principal que gira y sigue generando
). Los
imanes de campo magnético son confiables porque los campos magnéticos permanecen en un nivel constante, aunque sus campos magnéticos pueden disminuir con el tiempo.
rotor ( si el estator
que proporciona un campo magnético alrededor del
Las dos partes restantes del motor de escobillas típico son el cambiador y la escobilla/contacto.
El motor utilizaba el \'cepillo\' de cobre real que estaba sostenido por el resorte y presionado sobre el convertidor para transferir la corriente a la bobina y mantener el motor en funcionamiento.
Hoy en día, los contactos del \'cepillo\' del motor de CC al cambiador, pero los cepillos reales no son comunes,
estos dispositivos todavía se llaman motores con escobillas
son baratos y generalmente tienen una vida útil más larga que el equipo que contienen.
Se pueden generar chispas a medida que la escobilla/contacto se desgasta y el motor parece estar aumentando. Como se
mencionó anteriormente, el costo de fabricación del motor con escobilla es bajo y generalmente se usa para el proyecto del fabricante.
Sin embargo, es importante saber si sus rotores giran en el casquillo o en el rodamiento de bolas, porque el casquillo tiene una vida útil más corta.
Habrá más información sobre los motores sin escobillas más adelante en este tutorial.
.
Sin embargo, cuando el devanado se mueve de forma ortogonal al estator, es decir
, en ángulo recto con el campo magnético del estator, casi no hay par
El impulso del rotor generalmente lo empuja a continuar girando.
Para superar este 'defecto', se agrega un segundo círculo dinámico en ángulo recto con respecto al primero, de modo que una parte del círculo dinámico siempre está expuesta a un par magnético más alto, I. E. e.
campo magnético del estator, la potencia receptora.
En la mayoría de los motores de CC en funcionamiento (
ver fotos adjuntas)
Hay varias bobinas que se compensan entre sí.
En términos generales, cuanto más bobinada, mayor es la resistencia, mayor es el torque, pero más lenta es la velocidad.
Estas bobinas aseguran que el motor gire suavemente y siempre genere un alto torque en todos los puntos de rotación. espacio de aislamiento entre los contactos,
lo que
permite que el elemento conductor \'cepillo\' se conecte a su vez a la fuente de alimentación de CC (
ver fotos adjuntas).
Es decir, proporciona un interruptor simple para cambiar la entrada de CC.
El convertidor se conecta a la fuente de alimentación de CC a través del contacto con el \'cepillo\' en el cambiador. suministro como el rotor. Esto
puede suceder de dos maneras: en paralelo (producción de motor
El estator se puede conectar
en serie o en
en derivación)
o en producción continua de motores en serie.
paralelo con la fuente de alimentación de CC al estator/rotor.
Hay un espacio entre el rotor y el estator para que el rotor se pueda girar fácilmente.
Este espacio se llama 'espacio de aire' entre los dos. se denominan \'motores lineales\' o \'
actuadores lineales (aunque el actuador puede obtener energía de fuentes distintas a CC)\'. La mayoría de los motores utilizados en el proyecto del fabricante tienen poca potencia (FHP)
Vea una imagen
el rotor/estator y la bobina se pueden ver fácilmente en fotos adicionales del motor. corriente que el máximo de 40 mA, 20 mA
del pequeño motor
porque tienen menos de 1 caballo de fuerza.
de CC continuo desmontado aquí.
Los dos imanes permanentes que componen el estator,
proporcionado con pines Arduino analógicos o digitales.
Esta limitación no es un problema cuando se usa LED, pero sí un problema cuando se usa un motor de CC.
Para superar esta limitación, se usaron aquí transistores 2N2222, que cuestan menos de $ 0 cada uno.
Funcionan como interruptores, y en el proyecto presentado aquí, 2N2222 puede encender y apagar fácilmente la corriente del motor requerida.
La
que el voltaje máximo entre el emisor y la base no debe exceder 6.
Así que asegúrese de mantener el voltaje por debajo de este máximo, de lo contrario corre el riesgo de dañar el transistor.
imagen adjunta tiene un precio más bajo en el
paquete 2N2222-92, no en el paquete original de metal18.
En esta configuración, 2N2222/2N2222A también se llama P2N2222 o pn222222.
Este transistor lo está utilizando para garantizar el voltaje y la corriente máximos aceptables desde la base hasta el emisor, desde el colector hasta el emisor, nada más.
Otra opción es el MOSFET.
También podemos usar dispositivos mecánicos como relés, o si no necesita accionar un interruptor simple desde el Arduino,
si necesita manejar más energía, entonces el 2N2222 puede disiparse de manera segura y el transistor TIP120 que complementa Darlington funcionará.
a 30 amperios. Este
amperios, paquete a-220
Canal N- RFP30N06LE (
P30NO6LE, P30N06)
Cuando la brida de drenaje del MOSFET está conectada correctamente al radiador de metal, el MOSFET puede manejar corrientes superiores
MOSFET de canal N se puede controlar desde Arduino y es útil para motores de CC grandes.
La corriente más alta fluye entre los pines del colector y del transmisor del 2n2222 y está controlado por la base y. Pines del transmisor
para este transistor pnp, cuando el pin de la base está configurado para encender el transistor, como en este proyecto, el interruptor del transistor permite que la corriente que fluye entre los pines del colector y del emisor del 2N2222 sea mayor que el flujo entre su base y el emisor.
Se coloca un diodo 1N4001 en los dos pines del motor, y la línea del diodo mira hacia el voltaje positivo.
Se coloca en la dirección opuesta a la corriente normal, por lo que generalmente no hay corriente. A través de él,
el 1N4001 se usa como un diodo antiexcitación para proporcionar un camino para la energía generada por el campo magnético del choque del motor cuando no hay energía.
Si no conoce la posición del diodo, es difícil colocarlo incorrectamente, ya que configurarlo de esta manera desviará la corriente al motor y el motor no girará.
Si bien esto solo puede suceder en unos pocos microsegundos, puede producir un voltaje bastante alto en un rango de voltaje de 100 voltios, suficiente para. dañar el transistor.
La forma en que funcionan todos los motores
Entonces, cuando los usa con Arduino, transistor, BJP o MOSFET o relé, etc., necesita un interruptor que pueda manejar
la corriente adicional requerida por el motor, y puede ser que el usuario agregue diodos antiexcitación.
de CC es básicamente similar.
Afortunadamente,
el pin de 5 v del Arduino se puede suministrar desde el
USB por aproximadamente cucma, y
Sin
el
si se usa el conector tipo cubo, se pueden proporcionar más, posiblemente hasta cucma. Encienda
motor continuo utilizado en el siguiente boceto. En la primera parte de la función del ciclo de boceto, el motor de CC continuo se enciende durante 5 segundos (5000 MS).
embargo, si está utilizando una corriente de motor mayor, necesitará una fuente de alimentación separada de la energía disponible en el Arduino.
parada completa usando el pin digital 6, que puede manejar señales de modulación de ancho de pulso (PWM).
Aquí, el motor gira en una dirección.
Use la señal PWM a partir de 255 para reducir la velocidad del motor y disminuir en incrementos de 3 hasta llegar a 0.
El uso de PWM nos permite simular el voltaje entre 0 y 5 v.
En algún momento, el voltaje analógico al motor es demasiado bajo para hacer girar el motor
, el ciclo de trabajo de PWM es demasiado bajo para activar el motor.
Por ejemplo, el punto aproximado es cuando el ciclo de trabajo llega a 30.
En este punto del boceto, el
LED se apaga porque el motor no gira. Aquí se adjunta una hélice, no un cable trenzado, porque
, el cable trenzado producirá los resultados relevantes . el eje, probablemente debería leer la segunda parte de este tutorial, que contiene los pasos del motor vibratorio, la carga desequilibrada en el motor puede hacer que el motor vibre. Un LED rojo (
nos permite ver fácilmente su acción al equilibrar la rotación del motor, ya que proporciona un mejor equilibrio del motor que un cable asimétrico. Sin embargo, si no tiene una hélice
Visible en el video) Con la velocidad del motor
, se enciende y se apaga por completo. Esto se hace en 30
se puede ver aquí
para ver el boceto completamente por escrito, descargue el archivo de texto ----------
el motor a máxima velocidad. the motor. /Fade the LED according
/Ejecute
código y
líneas de
Sketch----------
pinMode(ledPin, OUTPUT); }void
to the speed of the motor = 6; Int led pin = 10; Int delay2 = 5000; Int
delay3 = 50; void setup(){pinMode( Output) ;
loop(){ /
Digital write for delay2/
)
1000 seconds (ledPin, HIGH); digitalWrite( MotorInputPin, high
; delay(delay2 );
/Continuous motor de desaceleración (int i = 255; i >= 1; i = i -2){ analogWrite( I); analogWrite(ledPin, i)
del motor 3/1000 segundos (delay3); /Retraso de pausa 2/1000 segundos (
; / Retraso entre cambios de velocidad
su nombre proviene de la configuración de sus componentes principales: 4 elementos de conmutación y un
delay2);
motor de CC, que puede estar en letras mayúsculas \'h \' (
Si S1 y S4 están apagados mientras S2 y S3 permanecen encendidos, la corriente fluye en una dirección desde el motor a tierra, entonces su funcionamiento es simple. Si S2 y S3 están apagados cuando S1 y S4 están encendidos,
ver arriba).
la corriente fluye desde el motor a tierra en la dirección opuesta. elemento que actúa como una constante en
Equipo mecánico.
Tenga en cuenta que estos interruptores deben apagarse de una manera específica.
el interruptor. e.
Por ejemplo, si el interruptor se apaga al mismo tiempo en S1 y S3 o S2 y S4, esto proporcionará una ruta de cortocircuito entre el voltaje positivo y la tierra.
y S4 mientras se mantienen abiertos S1 y S2, la situación es similar, en cuyo caso tanto S3 como S4 están conectados a tierra
si la corriente no se apaga a través del motor, como el interruptor S1 y S2, el S3 y S4 se encienden y viceversa, el motor se detendrá.
El elemento de conmutación también puede ser un relé, otro elemento mecánico o un dispositivo de estado sólido, como un transistor de unión bipolar (BJT)
o un transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico. (MOSFET
en la mayoría de los puentes H modernos, el elemento de conmutación es un dispositivo de estado sólido, generalmente un mosfet.
En comparación con los BJT, la ventaja de los hexets es que pueden conmutar la corriente a una carga grande, mientras que solo se necesita una pequeña cantidad
embargo
Sin
de corriente para encenderlo. En la práctica, el diodo se coloca en cada elemento de conmutación y la línea del diodo se enfrenta al voltaje positivo, por ejemplo, cuando el motor está en funcionamiento, y se enciende la corriente. generado por el motor tiene un camino por recorrer debido a la colisión del campo magnético.
,
los fabricantes de interruptores, relés, BJT, mosfet y placas de puente H utilizan circuitos integrados (IC). Por ejemplo, una placa basada en el IC L298 que se muestra arriba. se genera incluso temporalmente
, por ejemplo,
no se utilizan componentes discretos
Hay puentes H para inversores de potencia, robots, controladores de motores, etc. A menudo
se usan para accionar motores paso a paso. La mayoría de los motores de CC continuos generalmente funcionan a una velocidad de 1000 rpm (RPM).
)
a menos de 1000 y es fácil encontrar el motor de engranajes con una velocidad de menos
Los motores de engranajes generalmente se usan para reducir las RPM ( velocidades
de 100. En términos generales, cuanto más reduzca, más lento será.
La velocidad, la forma y el tamaño del motor de engranajes de CC son diferentes.
Es difícil para ellos no disfrutar. Un buen ejemplo
la necesidad de un motor
de engranajes es el de un reloj analógico, que también debe girar a una velocidad relativamente lenta. El
de
motor
principal
en el motor de engranajes puede girar a una velocidad de más de 1000 RPM, el engranaje de desaceleración permite que la rotación de la salida sea mucho más lenta.
El motor de engranajes puede proporcionar un par significativo a bajas revoluciones.
De hecho, el par aumenta a medida que la velocidad disminuye.
En términos generales, cuanto mayor es la corriente, mayor es el par.
Hay motores de engranajes en automóviles, relojes, lavadoras, taladros eléctricos, batidoras de cocina y equipos industriales como grúas, gatos, cabrestantes y cintas transportadoras.
Pueden cambiar de dirección.
Simplemente cambie el cable del motor .
Giran a diferentes velocidades y se detienen rápidamente.
A menudo se encuentran en robots. g., automóviles robot.
Advertencia: los esfuerzos para hacer funcionar el motor por encima o por debajo del rango de voltaje pueden dañar el motor.
El voltaje puede ser demasiado bajo si el motor no gira y, si el tacto se siente caliente, el
voltaje puede ser demasiado alto generalmente, ya que su eje de rotación generalmente no está alineado con el centro
del motor principal, lo que proporciona espacio para los engranajes
ver video adjunto).
Uno de los videos que se muestran aquí es el rango
. fotos). A medida que aumenta el voltaje, la velocidad del motor generalmente aumenta (
de voltaje de 2 a 17 voltios. Cuanto más alto es el voltaje , más rápido gira
el motor de engranajes.
El último video es que el motor de engranajes de 12 V funciona con menos de 12 V. más lento que cuando tiene 12 V completos.
Si está en este punto, lo felicito.
Ahora debería tener una comprensión básica de algunos de los elementos clave del motor de CC cubiertos en esta sección.
Espero que la primera parte de este manual le resulte interesante y valiosa.
Si le gusta esta parte del tutorial, puede continuar leyendo la segunda parte, que puede ser obvia, aunque este tutorial está dividido en tres partes, solo 'raya la superficie del motor de CC'.
tiene más
parte del tutorial, o tal vez el libro de texto completo.
Si tiene algún comentario, sugerencia o pregunta sobre esta parte del tutorial, agregue sus comentarios a continuación.
tiene alguna idea o pregunta relacionada con los motores de CC que no están cubiertos en este tutorial o tiene alguna sugerencia sobre cómo puedo mejorar este tutorial u otras partes del tutorial, me alegra saber de usted.
Si
\'e\' para contactarme. Gracias.
