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 pri zváraní, 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 vidieť z fotografie, prúd cez drôt posúva strelku 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, aj keď existuje mnoho ďalších typov motorov, tieto sú pre používateľov Arduina pravdepodobne najobľúbenejšie.
Motor je zariadenie, ktoré dokáže prenášať pohyb. e.
Začnite konať v našom projekte
Môžete vidieť 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.
List s údajmi 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 jednosmernom motore 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 o tom nájdete v príklade prevodovky
a hmotnosti nižšie. Informácie o kvalite a hmotnosti
Treba
jeho hmotnosť bude iná. Pre mnoho
sú často uvedené nižšie). Mesiac , hmotnosť
Viac
jednosmerných motorov s jednosmerným prúdom
motora je rovnaká ako na Zemi, ale
sú
hlavnej prúdovej cievky, ktorá sa otáča/otáča a vytvára magnetické pole )
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
rotora ( Ak je stator vyrobený z permanentného magnetu, je zvyčajne rozdelený
na dve časti, ak áno, magnety statora sú magnety magnetického poľa,
pretože magnetické polia zostávajú na konštantnej úrovni, aj keď ich magnetické polia môžu časom klesať.
Kefový motor je menič a kefa/kontakt Pred niekoľkými desiatkami rokov používal jednosmerný motor skutočnú medenú „kefu“, ktorá bola
Ak je stator vytvorený zo zvyšného magnetického poľa
životnosť než vybavenie, ktoré obsahujú Ako však už bolo spomenuté, bezkomutátorový motor sa dá použiť aj dnes a pri opotrebovaní kefy/kontaktu
podopretá pružinou a pritlačená na menič na prenos prúdu do cievky a udržanie motora v otáčaní
sú nízke a zvyčajne sa používa pre projekt výrobcu,
vedieť, či ich rotory budú mať kratšiu životnosť guličkového ložiska
tomto návode V jednoduchom jednosmernom motore je vinutie pripojené k zdroju jednosmerného prúdu, aby sa pri prúdení prúdu vytvorilo magnetické pole,
môže dochádzať k vzniku iskier Ako už bolo spomenuté, výrobné náklady na kefový motor
v puzdre ďalej v
je však dôležité
hybnosť rotora ho zvyčajne tlačí na to, aby pokračoval
v pravom uhle. \' že časť dynamického kruhu je vždy vystavená vyššiemu magnetickému momentu, E. e ,
keď sa však vinutie pohybuje kolmo k magnetickému poľu statora,
magnetického poľa statora, prijímací výkon Vo väčšine pracujúcich jednosmerných motorov (Pozri priložené
Keď
v otáčaní
je rotor v silnej časti
možno povedať, že čím viac je cievka navinutá, tým vyšší je odpor , tým väčšie otáčky
motora sú vždy plynulejšie a tým sú otáčky motora pomalšie Rotor je pripojený k meniču, čo je
komponent, ktorý umožňuje otáčanie cievky rotora
fotografie) Vo všeobecnosti
podľa potreby pre zmenu polarity.
Prepínač je obyčajne jednoduchý valec s izolačnou medzerou medzi kontaktmi, umožňujúci zapojenie \'kefy\' vodivého prvku
viď priložené fotografie, teda poskytuje jednoduchý
Mnoho malých jednosmerných motorov používa stator s permanentným magnetom,
na
do jednosmerného napájania (
príklad je možné vidieť
prepínač na premenu napájacieho zdroja' na DC vstupe menič
priloženej fotografii V iných malých jednosmerných motoroch a mnohých veľkých jednosmerných motoroch je stator
jedným z dvoch
magnetizovaný rovnakým napájaním ako rotor. Môže sa to stať
sa nazýva \'vzduchová medzera\'
spôsobov: paralelne
(výroba sériových motorov) . Tento priestor
medzi týmito dvoma \'. Väčšina motorov sa otáča, existujú však motory
lineárny pohyb. Tieto zariadenia
, kde sa rotačný pohyb prevádza na
sa nazývajú \'lineárne motory\' alebo \'lineárne pohony (
aj keď pohon môže získavať energiu z iných zdrojov ako jednosmerný prúd)
'. Väčšina motorov, ktoré používa výrobca, má menší výkon ako výrobca. konská sila Pozrite si
môžete ľahko vidieť na
obrázok rozloženého malého kontinuálneho jednosmerného motora tu
Dva permanentné magnety, ktoré tvoria stator, rotor/stator a cievku,
prúd ako maximálny 40ma,
ďalších fotografiách motora Kontinuálne jednosmerné motory zvyčajne vyžadujú lepší
20ma poskytovaný pomocou analógových alebo digitálnych Arduino pinov,
pri použití tohto obmedzenia nie je problém tu, ktoré stoja
Tabuľka údajov tohto tranzistora môže byť v napr Balenie 2N2222- 92, nie originálne
balenie
menej ako 20 dolárov každý Fungujú ako spínače a v tu prezentovanom projekte môže 2N2222 jednoducho zapnúť a vypnúť požadovaný prúd motora.
metal18 V tejto konfigurácii sa 2N2222/2N2222A nazýva aj
ak nepotrebujete riadiť
pre konkrétnu verziu
P2N2222
alebo pn222222. Je dôležité skontrolovať údajový list
tohto tranzistora, ktorý používate, aby ste zaistili
jednoduchým spínačom z Arduina Ak sa potrebujete vysporiadať s väčším výkonom, 2N2222 sa môže bezpečne
maximálne prijateľné napätie a prúd medzi emitorom a emitorom relé , alebo
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
medzi kolíkmi kolektora a vysielača
. Vyšší prúd tečie
2n2222 a je ovládaný základňou a kolíkmi vysielača, keď je tranzistor
nastavený na tento tranzistor. tranzistorový spínač umožňuje, aby prúd tečúci medzi kolíkmi kolektora a emitora 2N2222 bol väčší ako je tok medzi jeho základňou a emitorom
Na dvoch kolíkoch motora je umiestnená dióda 1N4001 a vedenie na dióde smeruje ku kladnému napätiu,
diódu 1N40 energia generovaná magnetickým
nepoznáte
je teda umiestnená v opačnom smere, ako je prúd pre
poľom motora, keď je vypnuté napájanie
polohu diódy, je ťažké ju umiestniť nesprávne, pretože ak ju takto nastavíte, prúd sa
Ak
došlo k poškodeniu transstorového motora. tranzistor, BJP alebo MOSFET alebo relé atď.
100 voltov, čo
pomerne vysoké napätie v rozsahu napätia
odvedie do motora a motor sa nebude otáčať. Aj keď sa to môže stať len v priebehu niekoľkých mikrosekúnd, dokáže vytvoriť
je v podstate dosť na to, aby
, Potrebujete spínač,
ktorý zvládne dodatočný prúd vyžadovaný motorom, a môže byť užívateľ- Anti-excitačné diódy sú pridané z USB na asi cucma, a ak sa použije bucket Jack, môže byť poskytnutých viac, prípadne až 5 v cucma použitá
v ďalšej časti
motora funkcie cyklu náčrtu sa na 5 sekúnd zapne kontinuálny
dokáže zvládnuť signály modulácie šírky impulzu (PWM)
signál e
jednosmerný motor ( 5000 MS A veľmi vysoký
o 3,
. V tomto prípade sa motor otáča v jednom smere. Použite signál PWM od
255 na spomalenie rýchlosti motora a znižovanie v krokoch
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 pracovný cyklus dosiahne hodnotu 30. V tomto bode na náčrte je však LED vypnutá, pretože motor sa neotáča.
Je
pripevnená
tu
vrtuľa ,
nie skrútený drôt,
pretože nám umožňuje ľahko vidieť jeho činnosť pri vyrovnávaní otáčania motora, pretože poskytuje lepšie vyváženie motora ako asymetrický drôt.
Ak však nemáte k dispozícii iba jeden lanko, výsledok
si
bude skrútený strany hriadeľa, pravdepodobne by ste
dióda
mali prečítať druhú časť tohto návodu, ktorá obsahuje kroky vibračného motora, nevyvážené zaťaženie motora môže spôsobiť vibrácie motora. Červená LED
na videu) Pri rýchlosti motora sa rozsvieti
----------
Sketch ---------
/ Spustite motor na plnu rychlost a
(viditeľná
){
/Digitálny zápis pre oneskorenie2/1000 sekúnd (ledPin , HIGH) digitalWrite( MotorInputPin, oneskorenie2; /Oneskorenie pauzy 2/1000 sekúnd (oneskorenie2
a zhasne až do úplného vypnutia.
potom plynule znizujte otacky motora = 6 Int oneskorenie2 = 5000 void vystup loop(
nebude
} Ak nie je
predstavenie jednosmerného motora kompletné.
h \'- jeden zostanú zapnuté a S2 prúdi z motora S1 k zemi , potom je jeho prevádzka
uvedený H-mostík,
Svoje meno získalo podľa konfigurácie jeho hlavných komponentov: 4 spínacie prvky a jednosmerný motor, ktorý môže byť napísaný veľkými písmenami \'
tieto
jednoduchá
Ak sú S2 a S3 zapnuté, prúd tečie z motora do zeme v opačnom smere (pozrite si priložený obrázok Spínač e. Všimnite si, že
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 sú vypnuté cez motor S1
a S2 zapnutý a naopak, spínacím prvkom
, alebo polovodičové zariadenie, napríklad bipolárny prechodový tranzistor
(BJTs) , Alebo metaloxidový polovodičový tranzistor s efektom poľa
Vo väčšine moderných H mostov je spínacím prvkom polovodičové zariadenie, ktoré je zvyčajne výhodou hex
môže byť aj relé, iný mechanický prvok
do veľkej záťaže, pričom na jej zapnutie je potrebný len malý prúd V praxi je dióda umiestnená na každom spínacom prvku a vedenie
. mosfet
(MOSFETy)
na dióde smeruje k kladnému
napätiu. Deje sa to vtedy, keď sú napr. zapnuté všetky spínače a prúd generovaný motorom má dráhu v dôsledku havárie magnetického poľa použite
modul H-bridge s vlastným náčrtom Arduino,
integrované obvody (IC) ,
môže
byť dobré zapnúť všetky spínacie prvky pred zmenou smeru, pretože to
Napríklad doska založená na vyššie uvedenom IC L298 Ak používate
, roboty, často sa používajú
regulátory jednosmerných motorov a
zabezpečí, že ani dočasne nedôjde k žiadnemu skratu. Existujú H mostíky pre výkonové meniče
) Prevodové
motory sa zvyčajne používajú na zníženie otáčok ( otáčky)
podobne 1 000 otáčok za minútu (RPM
Menej ako 1
kombináciu prevodov na spomalenie prevodovky, aby sa táto rýchlosť spomalila. Je pre nich ťažké si to neužiť Dobrým príkladom potreby
000 a je ľahké nájsť prevodový motor s rýchlosťou nižšou ako 100. Ako
prevodového motora
už názov napovedá, používajú
výrazný krútiaci moment
sú hodinky, ako sú analógové hodinky, napríklad druhý motor sa otáča
môže poskytnúť
iba rýchlosťou 1 ot / min. výkon byť oveľa pomalší. Prevodový motor
pri nízkych otáčkach. Vo všeobecnosti platí, že čím vyšší je prúd, tým vyšší
sa často vyskytujú v robotoch, robotických autách
Varovanie: Snaha spustiť motor nad alebo pod rozsahom napätia môže poškodiť motor,
ak sa motor neotáča, a ak je dotyk horúci, môže byť napätie príliš vysoké jedno z tu
je krútiaci moment
najprv
zobrazených
videí je rozsah napätia od 2 do 17 voltov
Čím vyššie je napätie, tým rýchlejšie sa motor prevodovky otáča
z nízkej na vysokú a potom späť na nízku.
video ukazuje nízku rýchlosť, ktorá môže nastať pri použití motora s prevodovkou, aj keď dôjde k malým zmenám vo vstupnom napätí.
Druhé
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.
Ak sa vám táto časť príručky páči, možno budete chcieť pokračovať v čítaní druhej časti, ktorá môže byť zrejmá, hoci je táto príručka rozdelená na tri časti návod
,
alebo možno 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
mi
ozvete \'e\' kontaktujte ma.)
