- Nødvendige materialer:
- Hvordan får jeg Fidget Spinner til at rotere på ubestemt tid?
- Kredsløbsdiagram og forklaring:
- Lad os dreje Fidget Spinner:
Ligesom manen efter Pokémon Gå ud af ingenting, blev fidget-spinnerne populære, og det blev mere trend at have en af disse, der drejer mellem fingrene. Men for nylig blev folk (inklusive mig) til sidst kede af det, og lad os derfor i dette projekt bringe et nyt formål til fidget spinner ved at bygge en simpel motor ved hjælp af Fidget Spinner. Med dette kredsløb vil du være i stand til at få fidget spinner til at rotere for evigt ved hjælp af grundlæggende fysik og ikke bekymre dig om at have den inaktiv i et eller andet hjørne af dit værelse. Du lærer også det grundlæggende i, hvordan en børsteløs DC-motor fungerer, da konceptet, vi bruger her, er det samme som det, der blev brugt i de berømte BLDC-motorer. Lyder interessant nok ??? Lad os komme igang…
Nødvendige materialer:
- Fidget Spinner
- 12V elektromagnet
- Neodymmagneter
- 12V jævnstrømsadapter
- 7805 Spændingsregulator
- 1N4007 Diode
- Modstande (1K og 10K)
- LED
- Hall-sensor (US1881)
- Tilslutning af ledninger
- Brødbræt
- Arrangement til at holde spinner og elektromagnet
Hvordan får jeg Fidget Spinner til at rotere på ubestemt tid?
Dette projekt er enkelt og let at bygge, hvis du forstår konceptet bag dets arbejde, som vi skal diskutere nu. Så som vi sagde tidligere, skal vi bruge det samme koncept, som bruges i BLDC-motorer. BLDC-motorer er meget berømte og finder dens vitale anvendelse i Drones, RC-bekymringer og primært i elektriske køretøjer. Disse motorer bruger hallsensorer i stedet for normale børster, deraf det ikoniske navn Børsteløs DC-motor. Jeg ønsker ikke at komme for dybt i dens arbejde, men her forklarer jeg kort om, hvordan BLDC-motoren fungerer. I BLDC (hub-type) motor vil statoren vikle sig, hvilket danner elektromagneten, og rotoren har permanente magneter. En sensor kaldet hall-sensor bruges til at registrere polariteten af magneten, der er modsat elektromagneten, og bruge denne information til at udløse elektromagneten med samme polaritet. Som vi ved, som poler frastøder, og dermed vil elektromagneten skubbe den permanente magnet væk, hvilket får den til at rotere. Denne sekvens gentages, og hallsensoren læser for magneternes polaritet og udløser elektromagneten på en ordnet måde for at holde rotoren roterende.
Nu kommer vi til vores projekt om at gøre en Fidget Spinner til børsteløs motor. Her er fidget spinner Rotoren. Da en normal fidget spinner ikke har nogen magnet, bliver vi nødt til at fastgøre magneter til fidget spinner. Sørg for kun at bruge neodymmagneter, og sørg også for, at alle magneter vender opad eller af den samme pol. Du kan gøre det ved at bruge en anden magnet, min spinner havde et metalstykke i slutningen, og det var derfor let at holde magneterne fast, og det så ud som dette nedenfor. Jeg har også fjernet midterhuset for at eksponere kuglelejet.
Den Rotoren er nu klar med magneter, næste vi har brug for en elektromagnet, der skal placeres direkte under magneter vej, så vi kan frastøde magneterne. Mine er en 12V elektromagnet, lad din strøm og bringe den tæt på alle dig magneter for at sikre, at de kruser hinanden. Nu skal vi fornemme, når magneten er oven på elektromagneten og først udløse den. Når magneten er krøllet, skal vi slukke for elektromagneten, så fidget-spinderen roterer frit og igen tænde elektromagneten, når den oplever en neodymmagneter over den, og det er sådan, du får en fidget-spinner, der drejer for hver detektion. Denne detektion og udløsning kan opnås ved hjælp af nedenstående kredsløb.
Kredsløbsdiagram og forklaring:
Det komplette kredsløbsdiagram for Fidget Spinner Motor Project er angivet nedenfor, ansvaret for hver komponent i kredsløbet forklares yderligere nedenfor.
12V DC-adapter: Behovet for 12V i dette projekt er, at elektromagneten kun fungerer med 12V. Det bruger også omkring 330 mA strøm, og derfor har jeg valgt en 12V 1A DC adapter som strømkilde.
7805 Voltage Regulator: Kilden til dette projekt er 12V, men vi har brug for en reguleret 5V til Hall-sensoren og L293D-modulet, og derfor bruger vi en 7805 til at konvertere 12V til 5V.
L293D-motordriver: Som tidligere sagt er vi nødt til at tænde og slukke for elektromagneten hurtigt baseret på magnetens position på fidget spinner. En L293D bruges normalt til at drive motorer, men den kan også bruges i vores applikation til at drive elektromagneten. Det tager input fra hallsensoren, og baseret på denne input tænder eller slukker den for elektromagneten. Vi bruger kun en elektromagnet, og den anden sektion er derfor fri.
Hall-sensor: Hall-sensoren bruges til at kontrollere, om magneten er direkte oven på elektromagneten, kun hvis den er der, vil den aktivere elektromagneten gennem L293D; ellers holdes elektromagneten slukket. Lær mere om Hall-sensoren og dens grænseflade med Arduino.
Modstand 10k: 10K modstanden bruges til at trække højt udgangsstiften på Hall-sensoren, denne modstand er obligatorisk, ellers vil udgangsstiften fra sensoren blive svævet.
Modstand 1K og LED: Modstanden i kombination med LED bruges til at angive, om hallføleren registrerer magneten eller ej. Hvis der detekteres magnet, slukkes lysdioden ellers forbliver den tændt. Du kan kontrollere dette ved at arbejde i videoen nedenfor.
Diode: Dioden er bare en frihjulsdiode, der beskytter L293D mod elektromagnetens omvendte strøm på grund af dens induktive natur. Det er valgfrit at bruge dette, hvis du tester det i kort tid.
Kondensatorer (C1 og C2): Kondensatorerne C1 og C2 er udjævningskondensatorer, der kun tillader ren jævnstrøm at strømme over den, da de tillader AC at passere gennem jorden. Disse kondensatorer er også valgfri.
Når du er færdig med din kredsløbssalssensor lidt over elektromagneten, skal du placere din fidget spinner over elektromagneten og opretholde et minimalt luftspalte. Jeg har brugt en gevindbolt og møtrik til at lave det nødvendige arrangement, så du kan bruge din egen metode. Mine ser sådan ud nedenfor.
Lad os dreje Fidget Spinner:
Når du er klar med kredsløbet og har arrangeret spinneren som vist ovenfor, er det tid til at se din fidget spinner som BLCD Motor. Giv bare spinneren et første skub, så får du den til at rotere for evigt som vist i videoen nedenfor.
Hvis det ikke fungerer som forventet, skal du bruge LED'en i kredsløbet til at kontrollere, om hallsensoren fungerer, og også kontrollere, om elektromagneten er tilsluttet og frakoblet korrekt. Sørg også for, at hallesensorens højre side vender opad, og magneterne også har samme polaritet som beskrevet tidligere. Spinderens hastighed afhænger af hallsensorens position og afstanden til luftspalten. Du kan eksperimentere med hallsensoren og kontrollere, hvilken position du får maksimal hastighed.
Håber du forstod projektet og nød at bygge noget lignende. Hvis du har problemer med at få dette arbejde, skal du bruge kommentarsektionen til at sende dit problem eller bruge forummet til mere teknisk hjælp. Bliv kreativ, og vi mødes i næste projekt, indtil da lykkelig spinning.