I motori DC sono ovunque.
Convertono in movimento l'energia elettrica/magnetica generata dai fili che trasportano corrente nel campo magnetico e compaiono in vari apparecchi e applicazioni elettrici, ad esempio g.
, Esistono in piccoli ventilatori, ventilatori da soffitto, purificatori d'aria, trappole per fumo di saldatura, aerei quadrati, piccoli elicotteri e altri droni,
utensili rotanti manuali manuali, seghe rotonde, punte da trapano, torni, levigatrici, automobili, robot (
possono ruotare pneumatici o spostare bracci robotici, ecc.),
pompe ad aria per acquari, progetti di produttori e molte altre aree.
Il motore più popolare di solito ha un albero circolare, o a forma di \'d \' (cioè
piatto su un lato)
piatto su entrambi i lati, o un ingranaggio (cioè
, fai tagliare l'ingranaggio direttamente nell'albero o installalo sull'albero).
Per esempi di questi stili di assi popolari, guarda le foto.
Sebbene il motore possa funzionare sia in corrente continua che alternata, nel caso di funzionamento di General Motors in corrente continua e alternata, questo tutorial discute in dettaglio solo il motore CC.
Corrente e magnetismo vanno di pari passo
, perché è impossibile senza l'altro.
Come si può vedere dalla foto, la corrente che attraversa il filo muove l'ago della bussola, perché la corrente che attraversa il filo crea un campo magnetico attorno al filo.
Il fisico danese Hans Christian Oster scoprì questa connessione tra elettricità e magnetismo negli anni 2000. [
Alcune informazioni interessanti ma non importanti: \'O\' nel nome mostrato qui può essere usato con la O maiuscola danese (cioè , Ø)
A volte le persone pensano al suo nome come ø rsted].
Le proprietà magnetiche generate dalla corrente che scorre attraverso un filo sono deboli.
Se questo filo viene avvolto nel cerchio online, il campo magnetico diventerà più forte.
Se questa bobina viene avvolta attorno al nucleo del corpo in ferrite, il suo campo magnetico diventerà più forte.
Se ricordiamo l'attrazione per i poli magnetici e l'abolizione dei poli simili, la teoria dei motori a corrente continua non è troppo difficile da comprendere.
Il principio di funzionamento del motore DC è quello di far fluire la corrente attraverso i poli del rotore, creando così un campo magnetico, che è influenzato da un altro campo magnetico che attrae il campo magnetico del rotore.
È interessante notare che è vero il contrario.
Cioè, quando il motore ruota, l'interazione del campo magnetico produce tensione.
Questo può essere visto nel video qui sopra.
Accendi la tensione del motore passo-passo e accendi il LED, cioè.
, Dove il motore viene utilizzato come generatore.
In questo tutorial discuteremo diversi tipi di motori CC: motore CC continuo, motoriduttore, servomotore CC, motore CC coreless, motore a vibrazione e motore passo-passo CC, sebbene esistano molti altri tipi di motori, questi sono probabilmente i più popolari per gli utenti Arduino.
Il motore è un dispositivo in grado di trasmettere il movimento. e.
Agisci sul nostro progetto
Puoi vedere due delle mie istruzioni precedenti: \'personale, portatile, leggero, climatizzatore: un progetto fai-da-te economico ed efficace\', \'realizzare dischi ipnotizzati utilizzando Arduino e piccoli motori DC \'.
Forniscono esempi di motori CC utilizzati nei progetti Arduino.
Alcuni altri progetti Arduino che utilizzano motori includono \'Robot umanoide basato su Arduino che utilizza servomotori\' di BlackStar Vvek, \'Arduino K'Nex Motors\' di link2-thepast e così via.
Si possono infatti trovare molte istruzioni per l'utilizzo di Arduino e di uno o più motori.
Fortunatamente, per il motore CC utilizzato dal produttore, non dobbiamo preoccuparci troppo della tensione (
mentre dobbiamo assicurarci che il motore funzioni con la tensione esistente) o della corrente (
anche se dobbiamo assicurarci di avere un interruttore per gestire la corrente del motore, poiché la corrente del motore è solitamente superiore alla corrente disponibile
, dai pin digitali o analogici di Arduino).
Il nostro focus principale sul motore è la velocità e la coppia.
Viene misurata la velocità del motore, la differenza è che quando misuriamo la velocità dell'auto a un miglio orario o un chilometro orario, la velocità di rotazione al minuto (RPM)
o radianti/secondog.
, 3.000 giri/min o 450 rad/secondo.
Tieni presente che questi sono solo due esempi di velocità del motore.
Ciò non significa che 3.000 giri al minuto equivalgano a 450 rad/sec; non lo è.
Fortunatamente, è facile passare da RPM a radianti/sec o gradi/SEC o viceversa.
La velocità è indicata dalla lettera greca omega.
La seconda legge del moto di Sir Newton è che la forza è uguale alla massa moltiplicata per l'accelerazione, e la forza e l'accelerazione sono nella direzione, sebbene la massa non sia nella direzione.
La coppia è \'potenza attorcigliata/girata \'.
Newton è spesso usato per la forza (N).
Quando moltiplichiamo la forza per la lunghezza, otteniamo la coppia. G. , Newton-metri (Nm), Newton-centimetri (N-cm) o oncia-pollici (oz-in).
Nel motore, la coppia è sempre tangente al cerchio centrato sull'albero, I . E.e.
È ad angolo retto rispetto al diametro.
Il simbolo che indica la coppia è la lettera greca tau, τ minuscola, e la frequenza della lettera maiuscola inglese T è inferiore.
La scheda tecnica del motore CC solitamente fornisce la velocità, il radiante o i gradi/secondi.
La coppia è solitamente presentata in più forme nella scheda tecnica (ad es.
Coppia di picco e coppia dell'ingranaggio (
Ulteriori informazioni verranno introdotte in seguito)
Coppia nominale, ecc.
La scheda tecnica del motore CC è solitamente molto completa e vengono forniti anche altri parametri del motore.
Va notato che il motore può avere la stessa capacità di potenza, ma la velocità e la coppia sono diverse perché la velocità può essere cambiata in coppia (
Per ulteriori informazioni al riguardo, vedere motoriduttore di seguito).
La qualità e il peso sono diversi.
Sebbene spesso scambiati in conversazioni informali.
Ad esempio, sulla luna, la massa di un motore è lo stesso che sulla Terra, ma il suo peso sarà diverso.
Ci sono quattro parti principali per molti motori DC a
(parte rotante) o armatura ( in ingegneria, l'avvolgimento
spazzole continue
Il rotore
.
è parte integrante dell'assemblaggio della bobina di corrente principale che gira/gira e continua a generare un campo magnetico )
Qui, il rotore è lo stesso dello statore e è costituito da un magnete permanente, di solito è diviso in due parti).
In tal caso, il magnete dello statore è il magnete del
I magneti del campo magnetico sono affidabili perché i campi magnetici rimangono a un livello costante, sebbene i loro campi magnetici possano diminuire nel tempo.
I magneti permanenti sono stati trovati in molti motori
campo.
a spazzole. Se lo statore è costituito da un magnete, la bobina utilizzata per produrre tale campo
avvolgimento di campo o bobina di campo Il motore utilizzava la vera \'spazzola\ ' di rame che
magnetico è chiamata
era supportata dalla molla e premuta sul convertitore per trasferire la corrente alla bobina e mantenere il motore in rotazione. Oggi, i contatti della \'spazzola\' del motore CC
al commutatore
, ma la vera spazzola non è comune Sebbene le spazzole vere e proprie non siano comuni, questi dispositivi sono ancora chiamati motori a
spazzole, sono economici e di solito hanno una durata maggiore rispetto all'attrezzatura che contengono.
Tuttavia, come accennato in precedenza, anche il motore senza spazzole può essere utilizzato e produce scintille può essere generato quando la spazzola/contatto si consuma e il
motore sembra essere
in aumento. Come accennato in precedenza ,
Tuttavia, è importante sapere se i rotori ruotano nella boccola o
nel cuscinetto a sfere, poiché la boccola
il costo di produzione del motore a spazzole è basso e viene solitamente utilizzato per il progetto del produttore.
ha una durata operativa più breve. Più avanti in questo tutorial, l'avvolgimento è collegato
, quando l'avvolgimento si sposta in modo ortogonale allo statore, e. , Ad angolo retto rispetto al campo magnetico dello statore,
CC per generare un campo magnetico scorre. Tuttavia
all'alimentazione
non c'è quasi alcuna coppia. La quantità di moto del rotore di solito lo spinge a continuare a ruotare , I . e. , Quando il rotore si trova nella
campo magnetico, la potenza ricevente. Nella maggior parte dei motori DC funzionanti ( vedi foto allegate) Ci
parte forte dello statore
sono diverse bobine che si compensano
tra loro, maggiore è l'avvolgimento della bobina, maggiore è la resistenza, maggiore è la coppia, ma minore è la velocità. Queste bobine assicurano che il motore ruoti senza intoppi e generi sempre una coppia elevata in tutti i punti di rotazione. Il rotore è collegato al convertitore, che è un componente che consente
alla bobina del rotore di ruotare continuamente secondo necessità
per cambiare la
polarità tra i contatti, consentendo all'elemento conduttivo \'spazzola\' di essere collegato a sua volta all'alimentazione
vedere le foto allegate
semplice interruttore per modificare l'ingresso CC.
CC (
) . Cioè, fornisce un
motori CC
Il convertitore è collegato all'alimentazione CC attraverso il contatto con il contatto
utilizzano uno statore a magnete permanente, un esempio può essere visto nella foto allegata.
\'spazzola\' sul commutatore. Molti piccoli
In altri piccoli motori CC e molti motori CC
magnetizzato dalla stessa alimentazione rotore Ciò può avvenire in due modi: parallelo (produzione di motori shunt) o produzione continua di motori in serie. Lo statore può
di grandi dimensioni, lo statore è
essere collegato in serie o in parallelo
in modo che il rotore possa essere girato facilmente.
con l'alimentazione CC
allo statore/rotore. C'è uno spazio tra il rotore e lo statore
'motori lineari\' o \'attuatori lineari (sebbene l'attuatore possa ottenere energia da fonti diverse dalla corrente continua
Questi dispositivi sono chiamati . \
)\'. La maggior parte dei motori utilizzati nel progetto del produttore sono sottoalimentati (FHP) Poiché hanno meno di 1 cavallo. Guarda un'immagine del piccolo motore CC continuo smontato qui . I due magneti
facilmente visualizzati nelle foto aggiuntive del motore CC continuo corrente migliore rispetto al massimo 40 mA,
possono essere
permanenti che compongono lo statore, il rotore/statore e la bobina
Arduino analogici o digitali.
Questa limitazione non è un problema quando si utilizza il LED, ma un
20 mA forniti utilizzando pin
, qui sono stati utilizzati transistor 2N2222, che costano meno di $ 0,2 ciascuno. Funzionano come interruttori e, nel progetto qui presentato,
problema quando si utilizza un motore CC. Per superare questa limitazione
La tabella dati di questo transistor
può essere ad esempio nella scheda tecnica nota che la tensione massima tra l'emettitore e la base non deve superare
2N2222 può facilmente accendere e spegnere la corrente del motore richiesta.
6. Assicurati quindi di mantenere la tensione al di sotto di questo valore massimo, altrimenti corri il rischio di danneggiare il transistor. L'immagine allegata ha un prezzo inferiore nella
confezione 2N2222-92, non
nella
/2N2222A è anche chiamato P2N2222 o pn222222 versione di questo transistor
confezione metal18 originale. In questa configurazione, 2N2222
non di più. Un'altra opzione è il MOSFET.
che stai utilizzando per garantire la massima tensione e corrente accettabili dalla base all'emettitore, dal collettore all'emettitore ,
Possiamo anche utilizzare dispositivi meccanici come relè o, se non è necessario, azionare un semplice interruttore da Arduino amp, pacchetto a-220 Canale N-RFP30N06LE (P30NO6LE, P30N06) Quando la flangia
di scarico del MOSFET è collegata correttamente al radiatore metallico, il MOSFET può
La corrente più elevata scorre tra
gestire correnti superiori a 30 amp. Questo MOSFET a canale N può essere pilotato da Arduino ed è utile per motori CC di grandi dimensioni.
i pin del collettore e del trasmettitore del 2n2222 ed è controllata dalla base e pin del trasmettitore. Per questo transistor pnp,
quando il pin della base è impostato per accendere il transistor, come in questo progetto, l'interruttore del transistor consente alla corrente che scorre tra i pin del collettore e dell'emettitore del 2N2222 di essere maggiore del flusso tra la sua base
diodo
e l'emettitore. Un diodo 1N4001 è posizionato sui due pin del motore e la linea sul diodo è rivolta verso la tensione positiva solitamente non c'è corrente attraverso di esso. 1N4001 viene utilizzato come
anti
-eccitazione
campo magnetico dell'incidente del motore quando l'alimentazione è spenta. Se non si conosce la posizione del diodo, è difficile posizionarlo in modo errato, come se configurandolo
per fornire un percorso per l'energia generata dal
CC è
Il modo in cui funzionano tutti i motori
fondamentalmente simile
al motore e il motore non ruoterebbe volt, sufficienti per danneggiare il transistor.
in questo modo si devierebbe la corrente
. Quindi quando li si utilizza con Arduino, transistor, BJP o MOSFET o relè ecc., è necessario un interruttore in
grado di gestire la corrente extra richiesta
nello schizzo successivo. Nella prima parte della funzione del ciclo di schizzo, il motore CC continuo viene acceso per 5 secondi (5000
dal motore e potrebbe essere l'utente. Vengono aggiunti diodi anti-eccitazione, possibilmente fino a 5 v pin e terra vengono utilizzati per alimentare il motore continuo utilizzato
MS). Un segnale molto alto, 5 V,
inviato al motore funzionamento, rallentare gradualmente fino all'arresto utilizzando il pin digitale 6, che può gestire i
segnali di modulazione di larghezza di impulso (PWM). Qui,
255 per rallentare la velocità del motore e
il motore gira in una direzione.
Utilizzare il segnale PWM a partire da
diminuire con incrementi di 3 fino a raggiungere 0. L'uso di PWM ci consente di simulare la tensione
tra 0 e 5 v. Ad un certo punto la tensione analogica al motore è troppo bassa per girare il motore, il ciclo di lavoro PWM è troppo basso per attivarsi Per questo esempio, il punto approssimativo è quando il ciclo di lavoro raggiunge 30. A questo punto nello schizzo, il LED è spento poiché il motore non è ruotato.
Qui è collegata un'elica, non un filo attorcigliato
,
perché ci consente
di vedere facilmente la sua azione durante il
bilanciamento della rotazione del motore, poiché fornisce un migliore equilibrio del motore
rispetto a un
filo asimmetrico non può essere bilanciato
su entrambi i lati dell'albero, probabilmente dovresti leggere la seconda parte
di questo tutorial, che contiene i passaggi del motore vibrante,
il carico sbilanciato sul motore potrebbe far vibrare il motore. Un LED rosso (visibile nel video
) Con
la
velocità del motore, viene acceso e spento completamente. Questo viene fatto in 30 righe di codice
visualizzare lo schizzo completamente per iscritto, scarica il
e può essere visto qui. Per
file di testo velocità e quindi ridurre continuamente la velocità del motore. /Dissolvenza del LED
del motore = 6; Int
5000; Int delay3 = 50; void setup(){pinMode(ledPin, OUTPUT) high); ritardo(delay2
led pin =
in base alla velocità
tra le variazioni di ritardo della velocità del motore 3/1000 secondi (delay3); dietro il ponte H è semplice e facile da capire.
);
/Decelerazione continua del motore (int i = 255; i >= 1; i = i -2){ analogWrite( I); analogWrite(ledPin,
i); /Ritardo
Vedi sopra).
Prende il nome dalla configurazione dei suoi componenti principali: 4 elementi di commutazione e un
motore DC , che
può essere in lettere maiuscole \'h \'(
Se S1 e S4 sono spenti mentre S2 e S3 rimangono accesi, la corrente scorre in una direzione dal motore a terra, quindi il suo
corrente scorre
funzionamento è semplice Se S2 e S3 sono spenti quando S1 e S4 sono accesi, la
dal motore a terra nella direzione opposta. (Vedi foto allegate). L'illustrazione qui mostra l'elemento di commutazione che agisce come una costante sull'interruttore. e. Notare che questi interruttori devono essere spenti in un modo specifico. Ad esempio, se l'
interruttore è spento contemporaneamente su S1 e S3
o S2 e S4
, ciò fornirà un percorso di cortocircuito tra la tensione positiva e la terra. non c'è flusso di corrente Se spegniamo S3 e S4 mantenendo S1 e S2 aperti, la situazione è simile, nel qual caso sia S3 che S4 sono collegati a terra.
Se la corrente non viene interrotta attraverso il motore, come l'interruttore S1 e S2, S3 e S4 sono accesi
e viceversa, il motore si fermerà. L'elemento di commutazione può anche essere un relè, un altro elemento meccanico o un dispositivo a stato solido, come un transistor a giunzione
bipolare
(BJT) o ossido di metallo. Transistor a effetto di campo a semiconduttore
(
MOSFET)
. Nella maggior parte dei moderni ponti H, l'elemento di commutazione è un dispositivo a stato solido, solitamente un mosfet. Rispetto al BJT,
vantaggio degli hexet è che possono commutare la corrente su un grande carico, mentre è necessaria solo una piccola quantità di corrente per accenderlo. In pratica, il diodo è posizionato su ciascun elemento di commutazione e la linea sul diodo è rivolta verso la
il
tensione positiva sono accesi
)
e la corrente generata dal motore ha un percorso
da percorrere a causa dell'impatto del campo magnetico.
Tuttavia, non vengono utilizzati componenti discreti, ad esempio i produttori di interruttori, relè
, BJT, mosfet, schede a ponte H utilizzano circuiti integrati (IC
assicurano che non venga generato alcun cortocircuito, anche temporaneamente. Esistono ponti H per inverter
, ad esempio una scheda basata sull'IC L298 mostrato sopra, potrebbe essere una buona idea accendere tutti gli elementi di commutazione prima di cambiare la direzione.
Sono spesso utilizzati per azionare motori passo-passo. La maggior parte dei motori CC continui
funziona
tipicamente a una velocità di 1.000
di potenza, robot, controller di motori, ecc.
giri/min (RPM). il treno di ingranaggi per rallentare.
del motoriduttore CC sono varie .
. La velocità , la forma e le dimensioni
In generale, più riduci, più lento sarai
È difficile per loro non divertirsi. Un buon esempio della necessità di un motoriduttore è un orologio, come un orologio analogico. Il motore dell'orologio
essere
deve fornire la rotazione a bassa velocità Mentre il motore principale del motoriduttore può
ruotare a una velocità superiore
a 1.000 giri/min,
l'ingranaggio di decelerazione consente alla rotazione dell'uscita di
molto più lenta. Il motoriduttore può fornire una coppia significativa a bassi regimi. In effetti, la coppia aumenta man mano che la velocità diminuisce
. In generale, maggiore è la corrente, maggiore è la coppia. cinghie possono cambiare direzione. Basta scambiare
il cavo al motore) Ruotare a velocità diverse e fermarsi rapidamente. Si trovano spesso nei robot, ad esempio nelle auto robotiche. Avvertenza: gli sforzi per far funzionare il motore
vedi foto). All'aumentare della tensione,
dell'intervallo di tensione possono
danneggiare il motore. non sempre (
al di sopra o al di sotto
la velocità del motore di solito aumenta (vedi il video allegato) è l'intervallo di tensione da
2 a 17 volt. Maggiore è la tensione, più velocemente ruota il motoriduttore. La tensione passa prima da bassa ad alta e poi di nuovo a bassa funziona leggermente più lentamente rispetto a quando è a 12 V.
Se sei a questo punto, congratulazioni.
Ora dovresti avere una conoscenza di base di alcuni degli elementi chiave del motore DC trattati in questa sezione.
Spero che troverai la prima parte di questo manuale interessante e utile .
Se ti piace questa parte del tutorial, potresti voler continuare leggendo la seconda parte, che potrebbe essere ovvia, sebbene questo tutorial sia diviso in tre parti, 'ha appena graffiato
la superficie del motore DC'. qui può avere più
parti del tutorial, o forse l'intero
, suggerimenti o domande su questa parte del tutorial, aggiungi i tuoi
libro di testo. Se hai commenti
commenti qui sotto. Se hai idee o domande relative ai motori DC che non sono trattati in questo tutorial o hai suggerimenti su come posso migliorare questo tutorial o altre parti del tutorial, sono felice
di contattarmi all'indirizzo transiintbox @ gmail com \'e\' per contattarmi Grazie.
