Les moteurs à courant continu sont partout.
Ils convertissent l'énergie électrique/magnétique générée par les fils transportant du courant dans le champ magnétique en mouvement et apparaissent dans divers appareils et applications électriques, par exemple g.
, Ils existent dans les petits ventilateurs, les ventilateurs de plafond, les purificateurs d'air, les pièges à fumée de soudage, les avions carrés, les petits hélicoptères et autres drones,
les outils rotatifs manuels, les scies rondes, les forets, les tours, les ponceuses, les voitures, les robots (
ils peuvent faire tourner les pneus ou déplacer les bras de robot, etc. )
Les pompes à air d'aquarium, les projets de fabricants et bien d'autres domaines.
Le moteur le plus populaire a généralement un arbre circulaire, ou en forme de \'d \' (c'est-à-dire
plat d'un côté)
plat des deux côtés, ou un engrenage (c'est-à-dire
, faites couper l'engrenage directement dans l'arbre ou installez-le sur l'arbre).
Pour des exemples de ces styles d’axes populaires, voir les photos.
Bien que le moteur puisse fonctionner à partir de courant continu et alternatif, dans le cas du fonctionnement d'un General Motors à partir de courant continu et alternatif, ce didacticiel ne traite que du moteur à courant continu en détail.
Le courant et le magnétique vont de pair
, car il est impossible sans l'autre.
Comme le montre la photo, le courant traversant le fil déplace l’aiguille de la boussole, car le courant traversant le fil crée un champ magnétique autour du fil.
Le physicien danois Hans Christian Oster a découvert ce lien entre l'électricité et le magnétisme dans les années 00. [
Quelques informations intéressantes mais sans importance : \'O\' dans le nom indiqué ici peut être utilisé avec un O danois majuscule (c'est-à-dire Ø).
Parfois, les gens pensent à son nom comme ø rsted].
Les propriétés magnétiques générées par le courant circulant dans un fil sont faibles.
Si ce fil est enroulé dans un cercle en ligne, le champ magnétique deviendra plus fort.
Si cette bobine est enroulée autour du noyau du corps en ferrite, son champ magnétique deviendra plus fort.
Si l’on se souvient de l’attrait pour les pôles magnétiques et de la suppression des pôles similaires, la théorie des moteurs à courant continu n’est pas trop difficile à comprendre.
Le principe de fonctionnement du moteur à courant continu est de faire circuler le courant à travers les pôles du rotor, créant ainsi un champ magnétique affecté par un autre champ magnétique qui attire le champ magnétique du rotor.
Il est intéressant de noter que c’est le contraire qui est vrai.
Autrement dit, lorsque le moteur tourne, l’interaction du champ magnétique produit une tension.
Cela peut être vu dans la vidéo ci-dessus.
Tournez la tension du moteur pas à pas et allumez la LED, c'est-à-dire.
, Où le moteur est utilisé comme générateur.
Dans ce didacticiel, nous aborderons plusieurs types de moteurs à courant continu : moteur à courant continu continu, motoréducteur, servomoteur à courant continu, moteur à courant continu sans noyau, moteur à vibration et moteur pas à pas à courant continu, bien qu'il existe de nombreux autres types de moteurs, ceux-ci sont probablement les plus populaires pour les utilisateurs d'Arduino.
Le moteur est un appareil capable de transmettre du mouvement. e.
Agissez sur notre projet
Vous pouvez voir deux de mes instructions précédentes : \'climatisation personnelle, portable, légère : un projet de bricolage bon marché et efficace\', \'création de disques hypnotisés à l'aide d'Arduino et de petits moteurs à courant continu \'.
Ils fournissent des exemples de moteurs à courant continu utilisés dans les projets Arduino.
Certains autres projets Arduino utilisant des moteurs incluent le 'robot humanoïde basé sur Arduino de BlackStar Vvek utilisant des servomoteurs', les 'moteurs Arduino K'Nex' de link2-thepast, etc.
En fait, de nombreuses instructions pour utiliser Arduino et un ou plusieurs moteurs peuvent être trouvées.
Heureusement, pour le moteur à courant continu utilisé par le fabricant, nous n'avons pas besoin de trop nous soucier de la tension (
bien que nous devions nous assurer que le moteur fonctionne sous notre tension existante) ou du courant (
bien que nous devions nous assurer que nous disposons d'un interrupteur pour gérer le courant du moteur, car le courant du moteur est généralement supérieur au courant disponible,
à partir des broches numériques ou analogiques Arduino).
Notre objectif principal en matière de moteur est la vitesse et le couple.
La vitesse du moteur est mesurée, la différence est que lorsque l'on mesure la vitesse de la voiture à un mile horaire ou à un kilomètre horaire, la vitesse de rotation par minute (RPM)
ou radian/seconde.
, 3 000 tr/min ou 450 rad/seconde.
Notez qu’il ne s’agit que de deux exemples de vitesse du moteur.
Cela ne signifie pas que 3 000 tr/min équivaut à 450 rad/s ; ce n'est pas.
Heureusement, il est facile de passer du RPM au radian/sec ou aux degrés/SEC ou l'inverse.
La vitesse est indiquée par la lettre grecque oméga.
La deuxième loi du mouvement de Sir Newton est que la force est égale à la masse multipliée par l'accélération, et que la force et l'accélération sont dans la direction, bien que la masse ne soit pas dans la direction.
Le couple est \'puissance torsadée/tournée \'.
Newton est souvent utilisé pour la force (N).
Lorsque nous multiplions la force par la longueur, nous obtenons le couple. g. , Newton-mètres (Nm), Newton-centimètres (N-cm) ou onces-pouces (oz-in).
Dans le moteur, le couple est toujours tangent au cercle centré sur l'arbre, I . E. e.
Il est perpendiculaire au diamètre.
Le symbole indiquant le couple est la lettre grecque tau, τ en minuscule, et la fréquence de la lettre majuscule anglaise T est inférieure.
La fiche technique du moteur à courant continu fournit généralement la vitesse, le radian ou le degré/seconde.
Le couple est généralement présenté sous plusieurs formes dans la fiche technique (par exemple,
comme le couple maximal et le couple d'engrenage (
plus d'informations seront introduites plus tard)
Couple nominal, etc.
La fiche technique du moteur à courant continu est généralement très complète et d'autres paramètres du moteur sont également fournis.
Il convient de noter que le moteur peut avoir la même capacité de puissance, mais la vitesse et le couple sont différents car la vitesse peut être modifiée en couple (
pour plus d'informations à ce sujet, voir le motoréducteur ci-dessous).
qualité et le poids
dans des conversations informelles. Par exemple, sur la lune, la masse de
sont différents. Bien que souvent échangés
un moteur
La
principales pour de nombreux moteurs à courant continu à balais continus. Le rotor (partie
est le même que sur Terre, mais son poids sera différent. Il y a quatre parties
rotative ) ou induit
(en ingénierie, l'enroulement fait partie intégrante de l'assemblage de la bobine de courant principale qui tourne et continue de générer un champ magnétique ).
d'un aimant permanent, il est généralement divisé en deux parties).
Ici, le rotor est le même que le stator. Ce
Les champs magnétiques restent à un niveau constant, bien que leurs champs magnétiques
sont toutes des parties rotatives du centre. constitué
Si tel est le cas, l'aimant du stator est l'aimant de champ.
balai/contact
puissent diminuer avec le temps. Si le stator est constitué d'un aimant, la bobine utilisée pour produire un tel champ magnétique est appelée enroulement de champ ou bobine de champ. Les deux parties restantes du moteur à balais typique sont le changeur et le
. utilisé le véritable 'brosse' en cuivre qui était
soutenu par le ressort et pressé sur le convertisseur pour transférer le courant à la bobine et maintenir le moteur en marche.
. Bien que les balais réels ne soient pas courants, ces appareils
Aujourd'hui, les contacts du moteur à courant continu 'brosse' au changeur, mais le vrai balai n'est pas courant
sont toujours appelés moteurs à balais sont bon marché et ont généralement une durée de vie plus longue que l'équipement qu'ils contiennent.
Cependant, comme mentionné précédemment, le moteur
sans balais peut également être utilisé aujourd'hui et des étincelles peuvent survenir. être généré à mesure que le balai/le contact s'use et que le moteur semble augmenter. Comme mentionné précédemment,
le coût de fabrication du moteur à balais est faible et est généralement utilisé pour le projet du fabricant .
Cependant, il est important de savoir si
ou dans le roulement à billes,
leurs rotors tournent dans la bague
car la bague a une durée de vie plus courte. lorsque l'enroulement se déplace pour être orthogonal au stator, par exemple, à angle droit par rapport au
. L'impulsion du rotor le pousse généralement à continuer de tourner. Afin de surmonter ce 'défaut', un deuxième cercle dynamique perpendiculaire au premier est ajouté, de sorte qu'une partie du cercle dynamique soit toujours exposée à un couple magnétique plus élevé, E. e. recevant de l'énergie.
champ magnétique du stator,
Dans
il n'y a presque pas de couple
la plupart des
moteurs à
courant continu en fonctionnement (voir photos ci-jointes), il existe plusieurs bobines qui se compensent. De manière générale, plus la bobine est enroulée, plus la résistance est élevée, plus le couple est élevé, mais plus la vitesse est lente. Ces bobines garantissent que le moteur tourne en douceur et génère toujours un
couple élevé à tous les points de rotation. Élément conducteur \'brosse\' à connecter tour à tour à l'alimentation CC (
). C'est-à-dire qu'il fournit un simple interrupteur
pour changer l'entrée CC.
Le convertisseur est connecté à l'alimentation CC via le contact 'brosse' sur le changeur.
voir photos ci-jointes
De nombreux petits moteurs CC utilisent un stator à aimant permanent,
un exemple peut être vu dans la photo ci-jointe. de deux manières : parallèle (
production de moteur shunt)
ou production continue de moteurs en série.
Le stator peut être connecté en série ou en parallèle avec l'alimentation CC au stator/rotor.
Il y a un espace entre le rotor et le stator afin que le rotor puisse tourner facilement.
Cet espace est appelé « entrefer » entre les deux ».
La plupart des moteurs tournent, mais il existe des moteurs où le mouvement de rotation est converti en mouvement linéaire.
moteurs\' ou \'actionneurs linéaires (
bien que l'actionneur puisse obtenir de l'énergie de sources autres que le courant continu
)\'. La plupart des moteurs utilisés dans le projet du fabricant sont sous-alimentés (
FHP) car ils ont moins de 1 cheval-vapeur.
Voir une photo du petit moteur à courant continu
. Les deux aimants permanents qui composent le stator, le rotor/stator et la bobine peuvent
continu démonté ici
supplémentaires du moteur. Les moteurs à courant continu continu nécessitent généralement un
40 mA, 20 mA fournis à l'aide de broches Arduino analogiques ou numériques. Cette limitation n'est pas un problème lors de l'utilisation de LED, mais un problème lors de l'utilisation d'un moteur à courant continu.
facilement être vus sur des photos
été utilisés ici , qui coûtent moins de 0 $ chacun. Ils fonctionnent comme des commutateurs
meilleur courant que le maximum .
Pour surmonter cette limitation, des transistors
2N2222 ont
courant moteur requis.
, et dans le projet présenté ici, le 2N2222 peut facilement activer et désactiver le
entre l'émetteur et la base ne doit pas dépasser 6. Assurez-vous donc de maintenir votre tension en dessous de ce maximum, sinon vous risquez d'endommager le transistor .
L'image ci-jointe est un prix inférieur dans l'emballage 2N2222-92
également appelé P2N2222 ou pn222222 . en utilisant pour garantir une tension et un courant maximum acceptables de la base à l'émetteur, du
Dans cette configuration, 2N2222/2N2222A est
Nous pouvons également utiliser des
, pas dans l'emballage métal18 d'origine.
collecteur à l'émetteur
, pas plus.
Une autre option est le MOSFET.
dispositifs mécaniques tels que des relais, ou si vous n'avez pas besoin de piloter un simple interrupteur depuis l'Arduino. Si vous avez besoin de
gérer plus de puissance, le 2N2222 peut se dissiper en toute sécurité et le
transistor TIP120 que Darlington complète fonctionnera, il peut gérer des températures jusqu'à 5 A s'il est correctement chauffé. Canal N- RFP30N06LE emballé (P30NO6LE, P30N06) Lorsque la bride de drainage du MOSFET est correctement connectée au radiateur métallique, le MOSFET peut gérer des courants supérieurs à 30 ampères. Ce MOSFET à canal
circule entre les broches du collecteur et de l'émetteur du
N peut être piloté depuis Arduino et est utile pour les grands moteurs à courant continu. Le courant plus élevé
2n2222 et est contrôlé par les broches de base et de l'émetteur. lorsque la broche de base est
réglée pour activer le transistor, comme dans ce projet, le commutateur à transistor permet au courant circulant entre les broches du collecteur et de l'émetteur du 2N2222 d'être supérieur au flux entre sa base et son émetteur. Une diode 1N4001 est placée
sur les deux broches du
moteur, et la ligne sur la diode fait face à la tension positive.
Elle est placée dans
le sens opposé du courant normal, donc il n'y a généralement pas de courant qui la traverse.
diode anti-excitation
pour fournir un chemin à l'énergie générée par le champ magnétique de l'accident du moteur lorsque l'alimentation est coupée. Si vous ne connaissez pas la position de la diode, il est difficile de la placer incorrectement, comme si sa configuration
détournait le courant vers le moteur et que celui- ci ne tournait pas. Bien que
cela ne puisse se produire qu'en quelques microsecondes, cela peut
100
produire une tension assez élevée sur une plage de tension de
volts, suffisamment pour endommager le transistor. Arduino, transistor, BJP ou MOSFET ou relais, etc.
V de l'Arduino peut être alimentée
, besoin d'un interrupteur capable de gérer le courant supplémentaire requis par le moteur, et peut être l'utilisateur. Heureusement, la
broche 5
dans le prochain croquis.
depuis l'USB pour environ cucma, et si la prise seau est utilisée, davantage peut être fournie, éventuellement jusqu'à cucma. La broche 5 V et la masse sont utilisées pour alimenter le moteur continu utilisé
allumé pendant 5 secondes (5 000 MS). Un signal très élevé,
Le moteur à courant continu est
au moteur. [Le moteur utilisé ici est inférieur au courant fourni par l'alimentation Arduino 5 V.
par exemple 5 V, est envoyé
Cependant, si vous utilisez un courant moteur plus important, vous aurez
besoin d'une alimentation distincte de l'alimentation disponible sur l'Arduino.] Après 5 secondes de fonctionnement du moteur, ralentissez progressivement jusqu'à l'arrêt complet en utilisant la broche numérique 6
,
qui peut gérer la modulation de largeur d'impulsion. Signaux (PWM). Ici, le moteur tourne dans un sens. Utilisez le signal PWM à partir de 255 pour ralentir la vitesse du moteur et diminuer par incréments de 3 jusqu'à ce qu'il atteigne 0. L'utilisation de PWM nous permet de simuler la tension entre 0 et 5 V. À un moment donné, la tension analogique du
moteur
est trop faible pour faire tourner le moteur, le
cycle de service PWM est trop faible pour
du croquis, la LED est éteinte car le moteur ne tourne pas. Une hélice est fixée ici, pas un fil torsadé, car cela nous permet de voir facilement son action
activer le moteur. À ce stade
de l'équilibrage de la rotation du moteur, car il offre un meilleur équilibre du moteur qu'un fil
lors
Cependant, si vous n'avez pas d'hélice,
asymétrique .
le fil torsadé produira les résultats pertinents. Cependant, si vous n'avez qu'un seul fil qui ne peut pas être équilibré des deux côtés de l'arbre, vous devriez probablement
du
la deuxième partie de ce tutoriel. qui contient les étapes
vibrant, la charge déséquilibrée sur le moteur peut faire vibrer le moteur. Une LED rouge (visible
moteur
lire
dans la vidéo)
se fait en 30
lignes de
Avec la vitesse du moteur, elle s'allume et s'éteint complètement. Cela
code et peut être vu
à la vitesse du moteur = 6 ; Int led pin = 10 ; Int delay2 = 5000 ; Int delay3 = 50 ; void setup(){pinMode( Output); }void loop(){ /Écriture numérique pour delay2/1000 secondes (ledPin, HIGH); 255; i >=
ici .
1; i = i -2){ analogWrite( I); analogWrite(ledPin, i); /Délai entre les changements
de vitesse du moteur 3/1000 secondes (delay3
); } /Pause
delay 2/1000 seconds (delay2); Si le pont en H n'est pas mentionné, l'introduction du moteur à courant continu
être
ne sera pas complète. composants : 4 éléments de commutation et un moteur à courant continu, qui peut
en majuscules \'h \' (voir ci-dessus). Si
S1 et S4 sont éteints tandis que S2 et S3 restent allumés, le courant circule dans un sens du moteur vers la terre, alors
son fonctionnement est simple. Si S2 et S3 sont éteints lorsque S1 et S4 sont allumés, le courant circule du moteur vers la terre dans le sens opposé (voir les photos ci-jointes).
éteints d'une manière spécifique. Par exemple, si l'interrupteur est éteint en même temps sur S1 et S3 ou S2 et S4
E. Équipement mécanique. Notez que ces interrupteurs doivent être
, cela créera un court
-circuit entre la tension positive et la terre. La désactivation
de S1 et S2 n'a aucun effet lorsque S3 et S4 restent allumés, car S1 et S2 sont connectés à la même tension positive et il n'y a donc pas de flux de courant. S2 ouvert, la
situation est similaire, auquel cas S3 et S4 sont connectés à la terre. Si le courant n'est pas coupé à travers le moteur, comme les interrupteurs S1 et S2
,
les S3 et S4 sont allumés et vice versa, le moteur s'arrêtera également.
élément de commutation est un dispositif à semi-conducteurs, généralement un mosfet. Par rapport au BJT, l'avantage des hexets est qu'ils peuvent
ponts, l'
commuter le courant sur une charge importante, alors que seule une petite quantité de courant est nécessaire pour l'allumer. En pratique,
la diode est placée sur chaque élément de commutation et la ligne sur la diode fait face à la tension positive, par exemple lorsque le moteur tourne, tous les
interrupteurs sont allumés et le courant généré
par le moteur a un chemin à parcourir en raison du champ magnétique. crash
Cependant, les composants discrets ne sont pas utilisés, par exemple, les fabricants de commutateurs
, relais, BJT, mosfet, cartes de pontage H
utilisent des circuits intégrés (CI). Par exemple, une carte basée sur le circuit intégré L298 présenté ci-dessus. robots, contrôleurs de moteur, etc. Ils sont souvent utilisés pour entraîner des moteurs pas à pas.
plupart
des moteurs à courant continu fonctionnent généralement à une vitesse de
La
1 000 tr/min (RPM).
Les moteurs à engrenages sont généralement utilisés pour réduire les tr/min (vitesses) inférieures
la
à 1 000 et il est facile de trouver
le moteur à engrenages avec une vitesse inférieure à 100. Comme son nom l'indique, ils utilisent
combinaison d'engrenages pour ralentir le train d'engrenages afin d'obtenir ce ralentissement. plus vous serez lent.
du moteur à engrenages CC sont variées. Il est difficile pour eux
La vitesse, la forme et la taille
Par exemple, la seconde main ne tourne qu'à 1 tr/min.
de ne pas en profiter. Un bon exemple de la nécessité d'un moteur à engrenages est une montre, comme une montre analogique. Le moteur
qui doit également
de la montre doit fournir une rotation à basse vitesse.
tourner à une vitesse relativement lente.
Un autre exemple est le pneu dans la voiture robot,
Le moteur à engrenages peut fournir un couple important à bas régime. En fait,
le couple augmente à mesure que la vitesse ralentit. De manière générale, plus le courant est élevé, plus le couple est élevé. Il suffit de changer
de direction. à différentes vitesses et s'arrêtent rapidement. On les trouve souvent dans les robots. Attention : les efforts visant à faire fonctionner le moteur au -dessus ou en dessous de la
de tension peuvent endommager
plage
généralement
le moteur. La tension peut être trop faible si le moteur ne tourne pas, et si le toucher est chaud, la tension peut généralement être identifiée car leur axe de rotation n'est
pas aligné
avec le centre du moteur principal, mais pas toujours (voir photos). (Voir la vidéo ci-jointe).
L'une des vidéos présentées ici est la plage de tension de 2 à 17 volts.
Plus la tension est élevée, plus
le moteur à engrenages tourne rapidement. La tension passe d'abord de faible à élevée, puis revient à faible. La deuxième vidéo montre la faible vitesse qui peut se produire en utilisant un moteur à engrenages même s'il y a des changements mineurs dans la tension d'entrée. Si vous en êtes à ce stade
, félicitations.
Vous devriez maintenant avoir une
compréhension de base de certains des éléments clés du moteur à courant continu abordés dans cette section
. J'espère que vous trouverez la première partie de ce manuel intéressante et utile
. Si vous aimez cette partie du didacticiel, vous souhaiterez peut-être continuer en lisant la deuxième partie,
ce qui peut être évident, même si ce didacticiel est divisé en trois parties. Chaque moteur couvert ici peut avoir sa propre partie du didacticiel, ou peut-être l'ensemble.
manuel. Si vous avez des commentaires, des suggestions ou des questions sur cette partie du didacticiel,
veuillez ajouter vos commentaires ci-dessous. Si vous avez des idées ou des questions liées aux moteurs à courant continu qui ne sont pas abordées dans ce didacticiel ou si vous avez des suggestions sur la façon dont je peux améliorer ce didacticiel ou d'autres parties du didacticiel, je suis heureux d'avoir de vos nouvelles. Vous pouvez me contacter à transiintbox @ gmail com.
