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 radiante/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 (
Maggiori 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 DC sono collegati 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
rispetto all'attrezzatura che contengono. Tuttavia, come accennato in precedenza, anche il motore senza spazzole può essere utilizzato
una durata maggiore
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
, il costo di produzione del motore a spazzole è basso e viene solitamente utilizzato per il progetto del produttore.
sfere, poiché la boccola ha una durata operativa più breve. Più avanti in questo tutorial, l'avvolgimento è collegato all'alimentazione
. Tuttavia, quando l'avvolgimento si muove per essere ortogonale allo statore, e. , Ad angolo retto rispetto al campo magnetico dello statore,
CC per generare un campo magnetico scorre
magnetico
non c'è quasi alcuna coppia.
La quantità di moto del rotore di solito lo spinge a continuare a ruotare. Per superare questo \'difetto\', viene aggiunto un secondo cerchio dinamico ad angolo retto rispetto al primo, in modo che una parte del cerchio dinamico sia sempre esposta a una coppia magnetica più elevata, I . e campo
maggiore
, la potenza ricevente. Nella maggior parte dei motori DC funzionanti (vedi foto allegate) Ci sono diverse bobine che si compensano tra loro, maggiore è l'avvolgimento della bobina, maggiore è la resistenza,
la
è
assicurano che il
coppia, ma minore è la velocità. Queste bobine
motore ruoti senza intoppi e generi sempre una coppia elevata in tutti i punti di rotazione
, che è un componente che consente alla bobina del rotore di ruotare continuamente secondo necessità per cambiare la polarità tra
(
vedere le foto allegate) .
. Il rotore è collegato al convertitore
i contatti, consentendo all'elemento conduttivo \'spazzola\' di essere collegato a sua volta all'alimentazione CC
Cioè, fornisce un semplice interruttore per modificare l'ingresso CC. Il convertitore
è collegato all'alimentazione CC attraverso il contatto con il contatto \'spazzola\' sul commutatore.
Molti piccoli motori CC
utilizzano uno statore a magnete permanente, un esempio può essere visto nella foto allegata. In altri piccoli motori CC e molti motori CC
lo statore è magnetizzato dalla stessa alimentazione rotore Ciò può avvenire in due modi
: parallelo (produzione di motori shunt) o produzione
di grandi dimensioni,
continua di motori in serie. Lo statore può essere
in parallelo con l'alimentazione CC allo statore/rotore. C'è uno spazio tra il rotore e lo statore in modo che il rotore possa essere girato facilmente.
collegato in serie o
Questi dispositivi sono chiamati. \'motori lineari\' o \'attuatori lineari (sebbene l'attuatore possa ottenere energia da fonti diverse dalla corrente continua
)\' . La maggior
parte dei motori utilizzati nel progetto del produttore sono sottoalimentati (FHP) Poiché hanno
un'immagine del piccolo motore CC continuo smontato qui. I due magneti permanenti che compongono lo statore, il rotore/statore e la bobina possono essere facilmente visualizzati nelle
meno di 1 cavallo. Guarda
motore CC continuo corrente migliore rispetto al massimo 40 mA
foto aggiuntive del
, 20 mA forniti utilizzando pin Arduino analogici
o digitali. Questa limitazione non è un problema
quando si utilizza il LED, ma un problema quando si utilizza un motore
La tabella dati di questo transistor
CC. Per superare questa limitazione, qui sono stati utilizzati transistor 2N2222, che costano meno di $ 0,2 ciascuno. Funzionano come interruttori e, nel progetto qui presentato,
2N2222 può facilmente accendere e spegnere la corrente del motore richiesta.
può essere ad esempio nella scheda tecnica nota che la tensione massima tra l'emettitore e la base non deve superare 6. Assicurati quindi di mantenere la tensione al di sotto di questo valore massimo, altrimenti
corri
immagine
2N2222-92, non nella confezione metal18 originale.
il rischio di danneggiare il transistor. L'
allegata
ha un prezzo inferiore nella confezione
In questa configurazione, 2N2222/2N2222A è anche chiamato P2N2222 o pn222222 versione di questo transistor che stai utilizzando per garantire la massima tensione e corrente accettabili dalla base all'emettitore, dal collettore all'emettitore, non di più. Un'altra opzione è il MOSFET. Possiamo anche utilizzare dispositivi meccanici come
un semplice interruttore da Arduino amp, pacchetto a-220 Canale N-
relè o, se non è necessario, azionare
RFP30N06LE (P30NO6LE, P30N06) Quando la flangia di drenaggio del MOSFET è collegata correttamente al radiatore metallico
, il MOSFET può gestire correnti superiori a 30 amp. Questo MOSFET a canale N può essere pilotato da Arduino ed è utile per motori
La corrente più elevata scorre tra 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
CC di grandi dimensioni.
e dell'emettitore del 2N2222 di essere maggiore del flusso tra la sua base e l'emettitore .
questo progetto, l'interruttore del transistor consente alla corrente che scorre tra i pin del collettore
tensione positiva
di solito non c'è corrente attraverso di esso. 1N4001
Un diodo 1N4001 è posizionato sui due pin del motore e la linea sul diodo è rivolta verso la
sufficienti
viene utilizzato come diodo anti-eccitazione per fornire un percorso per l'energia generata dal 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 in questo modo si devierebbe la corrente al motore e il motore non ruoterebbe. Sebbene ciò possa avvenire solo in pochi microsecondi, può produrre una tensione abbastanza elevata su un intervallo di tensione di 100 volt
per danneggiare il transistor
. Il modo in cui
fondamentalmente simile. Quindi, quando li si utilizza con Arduino, transistor, BJP o MOSFET o relè
funzionano tutti i motori CC è
ecc., è necessario un interruttore in grado di gestire la corrente
extra richiesta 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
5 secondi (5000 MS). Un segnale molto alto
nello schizzo successivo. Nella prima parte della funzione del ciclo di schizzo, il motore CC continuo viene acceso per
, 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 (
Qui, il motore gira in una direzione. Utilizzare il segnale PWM a partire da 255 per
PWM) .
rallentare la velocità del motore e 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
Per questo esempio, il punto approssimativo è quando il ciclo di lavoro
al motore è troppo bassa per girare il motore, il ciclo di lavoro PWM è troppo basso per attivarsi
, il LED è spento poiché il motore non è ruotato
raggiunge 30. A questo punto nello schizzo
.
azione
Qui è collegata un'elica, non un filo attorcigliato, perché ci consente di vedere facilmente la sua
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
velocità
ridurre
e
continuamente
quindi
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 e può essere visto qui. Per visualizzare lo schizzo completamente per iscritto, scarica il file di testo
la velocità del motore. /Dissolvenza
del
LED in base alla velocità del motore = 6; Int led pin = 5000; Int delay3 = 50; void setup(){pinMode(ledPin, OUTPUT) high);
(delay2
) ; /Decelerazione
continua motore (int i = 255; i
ritardo
ponte H è semplice e facile da capire.
>= 1; i = i -2){ analogWrite( I); analogWrite(ledPin, i); /Ritardo tra le variazioni di ritardo della velocità del motore 3/1000 secondi (delay3); dietro il
Prende il nome dalla configurazione dei suoi componenti principali: 4 elementi di commutazione e un motore DC, che può essere in lettere maiuscole \'h \'( Vedi sopra).
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 funzionamento è semplice Se S2 e S3 sono spenti quando S1 e S4 sono accesi, la corrente scorre dal motore a terra nella direzione opposta. (Vedi foto allegate)
mostra l'elemento di commutazione che agisce come una costante sull'interruttore. e.
. L'
illustrazione qui
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
interrotta attraverso il motore
S4 sono collegati a terra. Se la corrente non viene
, come l'interruttore S1 e S2, S3 e S4 sono accesi e viceversa, il motore si fermerà.
a semiconduttore (MOSFET). Nella
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
ponti H, l'elemento di commutazione è un dispositivo a stato solido, solitamente un mosfet. Rispetto al BJT, il
maggior parte dei moderni
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 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 (
, ad
IC)
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. assicurano che non venga generato alcun
cortocircuito, anche temporaneamente. Esistono ponti H per inverter di potenza, robot, controller di motori, ecc. Sono spesso utilizzati per azionare motori passo-passo. La maggior parte dei motori CC continui
funziona tipicamente a una velocità di 1.000 giri/min (RPM).
I
motoriduttori vengono solitamente
rallentare . In generale
utilizzati per ridurre gli RPM (velocità) inferiori a
1.000 ed
è facile trovare il motoriduttore con una velocità inferiore a 100. il treno di ingranaggi per
dimensioni del motoriduttore CC sono varie. È difficile per loro non divertirsi. Un buon esempio della necessità di un motoriduttore è un orologio, come un
, più riduci, più lento sarai. La velocità, la forma e le
Il motore dell'orologio deve fornire la rotazione a bassa velocità Mentre il motore principale
del motoriduttore può ruotare a una velocità superiore
orologio analogico .
a 1.000 giri al minuto
, l'ingranaggio di decelerazione consente alla rotazione dell'uscita di essere 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 al di sopra o al di sotto dell'intervallo di tensione possono danneggiare il motore. non sempre (vedi foto). All'aumentare della tensione, la velocità del
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
motore di solito aumenta (vedi il video allegato) è
l'intervallo di
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 libro di testo. Se hai commenti, suggerimenti o domande su questa parte del tutorial, aggiungi i tuoi 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.
