Jednosmerné motory sú všade.
Premieňajú elektrickú/magnetickú energiu generovanú vodičmi prenášajúcimi prúd v magnetickom poli na pohyb a objavujú sa v rôznych elektrických spotrebičoch a aplikáciách, napr.
, Existujú v malých ventilátoroch, stropných ventilátoroch, čističkách vzduchu, lapačoch dymu zo zvárania, štvorcových lietadlách, malých vrtuľníkoch a iných dronoch, ručných
ručných rotačných nástrojoch, okrúhlych pílach, vrtákoch, sústruhoch, brúskach, autách, robotoch (
môžu otáčať pneumatikami alebo pohybovať ramenami robotov atď.)
Vzduchové čerpadlá do akvárií, projekty výrobcov a mnoho ďalších oblastí.
Najpopulárnejší motor má zvyčajne kruhový hriadeľ alebo v tvare \'d \' (tj
Ploché na jednej strane)
Ploché na oboch stranách alebo ozubené koleso (tj
Urobte ozubené koleso rezané priamo do hriadeľa alebo ho nainštalujte na hriadeľ).
Príklady týchto populárnych štýlov osí nájdete na fotografiách.
Aj keď motor môže bežať z jednosmerného, striedavého prúdu, v prípade prevádzky General Motors z jednosmerného a striedavého prúdu, tento tutoriál podrobne rozoberá iba jednosmerný motor.
Prúd a magnetický ide ruka v ruke
, pretože bez iného to nejde.
Ako je zrejmé z fotografie, prúd cez drôt pohybuje strelkou kompasu, pretože prúd cez drôt vytvára okolo drôtu magnetické pole.
Dánsky fyzik Hans Christian Oster objavil toto spojenie medzi elektrinou a magnetizmom v roku 00 s. [
Niekoľko zaujímavých, ale nedôležitých informácií: \'O\' v tu zobrazenom mene môže byť použité s veľkým dánskym O (tj , Ø)
Niekedy si ľudia myslia, že jeho meno je ø rsted].
Magnetické vlastnosti generované prúdom pretekajúcim drôtom sú slabé.
Ak je tento drôt navinutý v online kruhu, magnetické pole bude silnejšie.
Ak je táto cievka navinutá okolo jadra feritového telesa, jej magnetické pole zosilnie.
Ak si pripomenieme príťažlivosť k pólovým magnetom a zrušenie podobných pólov, teória jednosmerných motorov nie je príliš náročná na pochopenie.
Princíp činnosti jednosmerného motora spočíva v tom, že prúd prúdi cez póly rotora, čím sa vytvorí magnetické pole, na ktoré pôsobí ďalšie magnetické pole, ktoré priťahuje magnetické pole rotora.
Zaujímavé je, že opak je pravdou.
To znamená, že keď sa motor otáča, interakcia magnetického poľa vytvára napätie.
Vidno to na videu vyššie
Otočte napätie krokového motora a rozsvieťte LED, t.j.
, Kde sa motor používa ako generátor.
V tomto návode budeme diskutovať o niekoľkých typoch jednosmerných motorov: kontinuálny jednosmerný motor, prevodový motor, jednosmerný servomotor, jednosmerný motor Coreless, vibračný motor a jednosmerný krokový motor, hoci existuje mnoho ďalších typov motorov, tieto sú pravdepodobne najobľúbenejšie pre používateľov Arduina.
Motor je zariadenie, ktoré dokáže prenášať pohyb. e.
Začnite konať v našom projekte
Môžete si pozrieť dva moje predchádzajúce pokyny: \'osobné, prenosné, ľahké, klimatizácia: lacný a efektívny svojpomocný projekt\', \'výroba hypnotizovaných diskov pomocou Arduina a malých jednosmerných motorov \'.
Poskytujú príklady jednosmerných motorov používaných v projektoch Arduino.
Niektoré ďalšie projekty Arduino využívajúce motory majú \'humanoidného robota založeného na Arduine pomocou servomotorov' od BlackStar Vvek, \'Arduino K'Nex Motors\' link2-thepast a tak ďalej.
V skutočnosti možno nájsť veľa pokynov na používanie Arduina a jedného alebo viacerých motorov.
Našťastie pri jednosmernom motore používanom výrobcom sa nemusíme príliš starať o napätie (
zatiaľ čo sa musíme uistiť, že motor funguje pod naším existujúcim napätím) alebo prúd (
hoci sa musíme uistiť, že máme prepínač na ovládanie prúdu motora, pretože prúd motora je zvyčajne väčší ako dostupný prúd g.
, Z digitálnych alebo analógových kolíkov Arduino).
Naším hlavným zameraním na motor je rýchlosť a krútiaci moment.
Rýchlosť motora sa meria, rozdiel je v tom, že keď meriame rýchlosť auta na hodinovú míľu alebo hodinový kilometer, rýchlosť otáčania za minútu (RPM)
alebo radián/sekundu.
, 3 000 otáčok za minútu alebo 450 rad/sekundu.
Všimnite si, že toto sú len dva príklady rýchlosti motora.
Neznamenajú, že 3 000 otáčok za minútu sa rovná 450 rad/s; nie je.
Našťastie sa dá ľahko skryť z RPM na radián/s alebo stupne/SEC alebo naopak.
Rýchlosť sa označuje gréckym písmenom omega.
Druhý pohybový zákon Sira Newtona je, že sila sa rovná hmotnosti vynásobenej zrýchlením a sila a zrýchlenie sú v smere, hoci hmotnosť nie je v smere.
Krútiaci moment je \'krútený/točený výkon \'.
Newton sa často používa pre silu (N)
Keď silu vynásobíme dĺžkou, dostaneme krútiaci moment. g. , Newton-metre (Nm), Newton-centimetre (N-cm) alebo unce-palce (oz-in).
V motore je krútiaci moment vždy dotyčnicou kružnice so stredom na hriadeli, I . E. e.
Je v pravom uhle k priemeru.
Symbol označujúci krútiaci moment je grécke písmeno tau, τ je malé a frekvencia anglického veľkého písmena T je nižšia.
Technický list jednosmerného motora zvyčajne poskytuje rýchlosť, radián alebo stupeň/sekundu.
Krútiaci moment je v údajovom liste zvyčajne prezentovaný vo viacerých formách (napr.
ako špičkový krútiaci moment a krútiaci moment prevodovky (
viac bude predstavených neskôr)
Menovitý krútiaci moment atď.
Karta s údajmi o motore na jednosmerný prúd je zvyčajne veľmi obsiahla a sú k dispozícii aj ďalšie parametre motora.
poznamenať, že motor môže mať rovnaký výkon, ale rýchlosť a krútiaci moment sa líšia, pretože rýchlosť je možné zmeniť na krútiaci moment (
informácií nájdete v príklade prevodovky
a hmotnosti nižšie.
Treba
jeho hmotnosť bude iná. Pre mnoho
Informácie o kvalite a hmotnosti sú často uvedené nižšie). Mesiac , hmotnosť
Viac
jednosmerných motorov s jednosmerným prúdom
motora je rovnaká ako na Zemi, ale
sú štyri hlavné časti
Rotor (Otočná časť) alebo kotva (V strojárstve
je vinutie integrálnou súčasťou
Tu je rotor rovnaký ako stator, ich názov je stator. ktorý poskytuje
magnetické pole okolo
zostavy hlavnej prúdovej cievky, ktorá sa otáča/otáča a vytvára magnetické pole)
rotora ( Ak je stator vyrobený z permanentného magnetu, je zvyčajne
rozdelený na dve časti, ak áno, magnet statoru je magnet magnetického poľa,
pretože magnetické polia zostávajú na konštantnej úrovni,
vyrobený zo zvyšného magnetického poľa Kefový motor je menič a kefa/kontakt Pred niekoľkými desiatkami rokov používal jednosmerný motor skutočnú medenú „kefu“, ktorá bola
aj keď sa ich magnetické polia môžu časom zmenšiť. Ak je stator
životnosť ako vybavenie, ktoré obsahujú Avšak,
podopretá pružinou a pritlačená na menič na prenos prúdu do cievky a udržanie motora v otáčaní
ako už bolo spomenuté, bezkomutátorový motor sa dá použiť aj dnes a môžu
sú nízke a zvyčajne sa používa pre projekt výrobcu, je
zdá byť na vzostupe Ako už bolo spomenuté , výrobné náklady na kefový motor
vznikať iskry, keď sa kefa/kontakt opotrebováva, a motor sa
však dôležité vedieť, či ich rotory budú mať kratšiu životnosť guľôčkového ložiska v puzdre ďalej v tomto návode
V jednoduchom jednosmernom motore je
vinutie pripojené k zdroju jednosmerného prúdu, aby sa pri
\' že časť dynamického kruhu
prúdení prúdu vytvorilo magnetické pole, keď sa však vinutie pohybuje kolmo k magnetickému poľu statora, hybnosť rotora ho zvyčajne tlačí na to,
aby pokračoval v otáčaní v pravom uhle.
je
vždy
vyššiemu magnetickému krútiacemu momentu,
vystavená
E. e , Keď je rotor v silnej časti magnetického poľa statora, prijímací výkon Vo väčšine pracujúcich jednosmerných motorov (
plynulejšie Rotor je pripojený k meniču,
Pozri priložené fotografie) Vo všeobecnosti možno povedať, že čím viac je cievka navinutá, tým vyšší je
čo je komponent, ktorý umožňuje otáčanie cievky rotora podľa potreby pre zmenu polarity. Prepínač je
medzerou medzi kontaktmi, čo umožňuje zapojenie \'kefy\'
odpor, tým väčšie otáčky motora sú vždy
do jednosmerného napájania ( viď priložené fotografie,
zvyčajne len jednoduchý valec s izolačnou
vodivého prvku
jednosmerných motorov
prepínač na prepnutie DC vstupu cez kontakt'.
to znamená, že poskytuje jednoduchý
menič Mnoho malých
používa stator s permanentným magnetom, príklad je možné vidieť na priloženej fotke V iných malých jednosmerných motoroch a mnohých veľkých jednosmerných motoroch je stator magnetizovaný rovnakým napájaním ako rotor. Môže sa to stať
Tento priestor sa nazýva \'vzduchová medzera\'
'. Väčšina motorov sa otáča
: paralelne (výroba sériových motorov) .
medzi týmito dvoma \
jedným z dvoch spôsobov
, ale existujú motory, kde sa rotačný pohyb prevádza na lineárny pohyb. Tieto zariadenia
sa nazývajú \'lineárne motory\' alebo \'lineárne pohony (
aj keď pohon
)'. Väčšina motorov má menšiu spotrebu ako
môže získavať energiu z iných zdrojov ako jednosmerný prúd
obrázok rozloženého malého kontinuálneho
permanentné magnety, ktoré tvoria stator, rotor/stator a cievku, môžete ľahko vidieť na ďalších fotografiách motora. Nepretržité jednosmerné motory zvyčajne vyžadujú lepší prúd,
výrobca. konská sila Pozrite si
jednosmerného motora tu Dva
digitálnych vývodov Arduino, pri použití tohto obmedzenia nie je problém tu, ktoré stoja menej ako 20 dolárov
alebo
než je maximálny prúd 40 ma, 20 ma, ktorý sa poskytuje pomocou analógových
sa
každý Fungujú ako prepínače a v tu prezentovanom projekte
môže 2N2222 ľahko zapnúť a vypnúť požadovaný prúd motora. Tabuľka údajov tohto tranzistora môže byť v napr Balenie 2N2222- 92, nie originálne balenie metal18 V tejto konfigurácii
, aby ste zaistili maximálne
2N2222A nazýva aj
list pre konkrétnu verziu tohto tranzistora, ktorý používate
P2N2222 alebo pn222222. Je dôležité skontrolovať údajový
2N2222/
z Arduina
prijateľné napätie a prúd medzi emitorom a emitorom relé, alebo ak nepotrebujete riadiť jednoduchý spínač
Ak potrebujete riešiť väčší výkon, 2N2222 sa môže bezpečne rozptýliť a tranzistor TIP120, ktorý dopĺňa Darlington, zvládne teploty až 5A, ak je správne zahriaty. odtoková
príruba MOSFETu je správne pripojená ku kovovému radiátoru, MOSFET zvládne
prúdy nad 30 ampérov.
Tento N-kanálový MOSFET môže byť riadený z Arduina a je užitočný pre veľké jednosmerné motory. Vyšší prúd tečie medzi kolíkmi kolektora a vysielača 2n2222
a je ovládaný základňou a kolíkmi vysielača, keď je tranzistor nastavený na tento tranzistor. tranzistorový spínač umožňuje, aby prúd tečúci medzi kolíkmi
2N2222 bol väčší ako tok medzi jeho základňou a emitorom Dióda 1N4001 je umiestnená na dvoch kolíkoch
motora a
kolektora a emitora
vedenie na dióde smeruje ku kladnému napätiu
, je teda umiestnená v opačnom smere, ako je prúd cez diódu 1N40 energia
Ak nepoznáte polohu diódy, je ťažké ju umiestniť nesprávne, pretože keď ju takto nastavíte,
generovaná magnetickým poľom motora, keď je vypnuté napájanie
sa odvedie
100 voltov , čo je v podstate dosť na to, aby sa všetky transstorové motory
pomerne vysoké napätie v rozsahu napätia
do motora a motor sa nebude otáčať. Aj keď sa to môže stať len v priebehu niekoľkých mikrosekúnd, môže produkovať
prúd
Potrebujete spínač, ktorý
môže byť užívateľ- Anti-excitačné diódy sú pridané z USB na asi cucma, a ak sa
poškodili. tranzistor, BJP alebo MOSFET alebo relé atď. ,
zvládne extra prúd požadovaný motorom, a
použije bucket Jack, môže byť poskytnutých viac, prípadne až 5 v cucma použitá
v ďalšej časti motora funkcie
šírky impulzu (PWM).
cyklu náčrtu sa zapne kontinuálny jednosmerný motor na 5 sekúnd ( 5000 MS A veľmi vysoký
V tomto prípade sa motor otáča jedným smerom. Použite
signál e dokáže zvládnuť signály modulácie
signál PWM od 255 na spomalenie rýchlosti motora a znižovanie v krokoch o 3, kým nedosiahne hodnotu 0. Použitie PWM nám umožňuje
simulovať napätie medzi 0 a 5 v. V tomto prípade je analógové napätie motora príliš nízke, aby sa motor otočil približný bod je, keď
ľahko
vidieť jeho činnosť
pracovný cyklus dosiahne 30. V tomto bode na náčrte je však LED vypnutá, pretože motor sa neotáča. Je tu pripevnená vrtuľa, nie skrútený drôt, pretože nám umožňuje
vyrovnávaní
otáčania motora, pretože poskytuje lepšie vyváženie motora ako asymetrický drôt. Ak však nemáte
pri
jeden lanko,
k
výsledkom bude skrútený drôt strany hriadeľa
dispozícii iba
, pravdepodobne by ste si mali prečítať druhú časť tohto návodu, ktorá obsahuje kroky
motora, nevyvážené zaťaženie motora môže spôsobiť vibrácie motora. Červená LED dióda (viditeľná na
Sketch
vibračného
videu
)
Pri rýchlosti motora sa rozsvieti a zhasne až do úplného vypnutia. ----------
/Spustite motor na plnu rychlost a potom
---------
plynule znizujte otacky
motora = 6 Int delay2 = 5000 void vystup loop(){ /Digitálny zápis pre oneskorenie2/1000 sekúnd (ledPin, HIGH) digitalWrite( MotorInputPin, oneskorenie2; /
Ak nie je spomenutý H-mostík,
Oneskorenie pauzy 2/1000 sekúnd (
zostane zapnutý a S2 prúdi z motora S2 k zemi, potom je jeho prevádzka
oneskorenie2 }
teória za mostíkom H je jednoduchá a ľahko pochopiteľná: 4 spínacie prvky a jednosmerný motor, ktorý môže byť napísaný veľkými písmenami \'h \'-
jeden
jednoduchá
Ak sú S2 a S3 zapnuté, prúd tečie z motora do zeme v opačnom smere (pozrite si priložené fotografie Spínač e. Všimnite si, že tieto spínače je potrebné vypnúť
určitým spôsobom, napríklad S3 a S2.
medzi kladným napätím a zemou vypnutie S1 a S2 nemá žiadny vplyv, keď S3 a S4 zostanú
zapnuté, pretože S1 a S2 sú pripojené k
rovnakému kladnému napätiu a teda nepreteká prúd Ak S3 a S4 necháme otvorené, situácia je podobná, v takom prípade S3 a S4 nie sú pripojené k zemi
a S2
mechanický prvok, alebo polovodičové zariadenie, napríklad bipolárny prechodový tranzistor
(BJTs) , Alebo
sú vypnuté cez motor S1 a S2 zapnutý a naopak, spínacím prvkom môže byť aj relé, iný
jej zapnutie je potrebný
efektom poľa (MOSFETy) Vo väčšine moderných H mostov je spínacím prvkom polovodičové zariadenie, ktoré je
zvyčajne výhodou hex. mosfet do veľkej záťaže, pričom na
metaloxidový polovodičový tranzistor s
smeruje k
len malý prúd V praxi je dióda umiestnená na každom spínacom prvku, a vedenie na dióde
súčiastky, prepínače HJdmos, relé B.G
kladnému napätiu To sa deje, keď napr. Po naštartovaní motora sú všetky spínače zapnuté a prúd generovaný motorom má dráhu v dôsledku havárie magnetického poľa Nepoužívajú sa však diskrétne
použite
s vlastným náčrtom Arduina, môže byť dobré zapnúť všetky spínacie prvky pred zmenou
integrované obvody (IC) , Napríklad doska založená na vyššie uvedenom IC L298 Ak používate modul H-bridge
smeru, pretože to zabezpečí, že ani dočasne
motorov , ktoré sa často používajú na pohon jednosmerných motorov atď
nedôjde k žiadnemu skratu.
Existujú H mostíky pre výkonové meniče ,
ako
Menej
1 000 otáčok za minútu (RPM) Prevodové motory sa zvyčajne používajú na zníženie otáčok (otáčky)
roboty, ovládače
1 000 a je ľahké nájsť prevodový motor s rýchlosťou nižšou ako 100. Ako už názov napovedá,
používajú kombináciu
prevodov na spomalenie prevodovky, aby sa táto rýchlosť spomalila . Je pre nich ťažké
výkon byť oveľa pomalší.
potreby prevodového motora sú hodinky, ako sú napríklad analógové hodinky.
si to neužiť Dobrým príkladom
Prevodový motor môže poskytnúť výrazný krútiaci moment
pri nízkych otáčkach. Vo všeobecnosti platí, že čím vyšší je prúd, tým vyšší je krútiaci moment
sa často vyskytujú v robotoch, robotických autách
Varovanie: Snaha spustiť motor nad alebo pod rozsahom napätia môže poškodiť
ak sa motor neotáča, a ak je dotyk horúci, môže
motor,
byť napätie príliš vysoké
ukazuje
jedno z tu zobrazených videí je rozsah napätia od 2 do 17 voltov
Čím vyššie je napätie, tým rýchlejšie sa motor prevodovky otáča
najprv z nízkej na vysokú a potom späť na nízku.
nízku rýchlosť, ktorá môže nastať pri použití motora s prevodovkou, aj keď dôjde k malým zmenám vo vstupnom napätí.
Druhé video
ste v tomto bode, blahoželám vám,
teraz by ste mali mať základné znalosti o niektorých kľúčových prvkoch jednosmerného motora, ktoré sú uvedené v tejto časti.
Dúfam, že prvá časť tejto príručky bude pre vás zaujímavá a hodnotná.
sa vám táto časť návodu páči, možno budete chcieť pokračovať v čítaní druhej časti, ktorá môže byť zrejmá, hoci je táto príručka rozdelená na tri časti, len 'na tomto
mieste' môže byť povrch každého motora poškriabaný
Ak
návod, prípadne celú učebnicu Ak máte nejaké pripomienky, návrhy alebo otázky k tejto
časti návodu, pridajte svoje komentáre nižšie, ak máte nejaké nápady alebo otázky týkajúce sa jednosmerných motorov, ktoré nie sú zahrnuté v tomto návode, alebo máte
nejaké
návrhy, ako by som mohol vylepšiť tento návod alebo iné časti návodu, rád sa ozvem \'e\' kontaktujte ma.)
