Бесщеточный мотор своими руками с помощью спиннера

Точно так же, как повальное увлечение Pokémon Go из ниоткуда, спиннеры для непосед стали популярны, и стало более модным, чтобы один из них вращался между пальцами. Но в последнее время людям (в том числе и мне) это в конце концов надоело, и поэтому в этом проекте мы позволили нам ввести новую цель для Fidget Spinner, построив простой двигатель с помощью Fidget Spinner. С помощью этой схемы вы сможете заставить прядильщик непоседы вращаться вечно с помощью базовой физики и не беспокоиться о том, что он будет бездействовать в каком-то углу вашей комнаты. Вы также узнаете основы работы бесщеточного двигателя постоянного тока, поскольку концепция, которую мы здесь используем, такая же, как и в известных двигателях BLDC. Звучит достаточно интересно ??? Давайте начнем…

Необходимые материалы:

1. Непоседа Spinner
2. Электромагнит 12 В
3. Неодимовые магниты
4. Адаптер постоянного тока 12 В
5. 7805 Регулятор напряжения
6. 1N4007 Диод
7. Резисторы (1К и 10К)
8. СВЕТОДИОД
9. Датчик Холла (US1881)
10. Соединительные провода
11. Макетная плата
12. Устройство для удержания спиннера и электромагнита

Как заставить Fidget Spinner вращаться бесконечно?

Этот проект прост и легко построить, если вы понимаете концепцию его работы, которую мы сейчас обсудим. Итак, как мы сказали ранее, мы собираемся использовать ту же концепцию, которая используется в двигателях BLDC. Двигатели BLDC очень известны и находят свое жизненно важное применение в дронах, радиоуправлении и, в основном, в электромобилях. Эти двигатели используют датчики Холла вместо обычных щеток, отсюда и культовое название Бесщеточный двигатель постоянного тока. Я не хочу слишком углубляться в его работу, но здесь я кратко объясняю, как работает двигатель BLDC.. В двигателе BLDC (ступичного типа) статор будет иметь обмотки, которые образуют электромагнит, а ротор будет иметь постоянные магниты. Датчик, называемый датчиком Холла, используется для определения полярности магнита, противоположного электромагниту, и использования этой информации для запуска электромагнита с той же полярностью. Как мы знаем, подобные полюса отталкиваются, и, следовательно, электромагнит отталкивает постоянный магнит, заставляя его вращаться. Эта последовательность будет повторяться, и датчик Холла будет определять полярность магнитов и запускать электромагнит, чтобы ротор продолжал вращаться.

Теперь перейдем к нашему проекту « Превращение спиннера в бесщеточный двигатель». Здесь спиннер - это Ротор. Поскольку у обычного спиннера непоседы нет магнита, нам пришлось бы прикрепить магниты к спиннеру непоседы. Убедитесь, что вы используете только неодимовые магниты, а также убедитесь, что все магниты направлены вверх или на один и тот же полюс. Вы можете сделать это с помощью другого магнита, у моего спиннера на конце была металлическая деталь, и, следовательно, было легко приклеить магниты, и это выглядело так, как показано ниже. Я также снял центральный кожух, чтобы обнажить шарикоподшипник.

Теперь ротор готов с магнитами, затем нам нужно разместить электромагнит прямо под траекторией магнитов, чтобы мы могли отталкивать магниты. У меня электромагнит 12 В, включите свой и поднесите его ко всем магнитам, чтобы они не волновали друг друга. Теперь нам нужно определить, когда магнит находится на поверхности электромагнита, и только тогда запустить его. Как только магнит будет колебаться, мы должны выключить электромагнит, чтобы прядильщик непоседы мог свободно вращаться, и снова включить электромагнит, когда он столкнется с неодимовыми магнитами над ним, и именно так вы получите вертушку, которая вращается при каждом обнаружении. Это обнаружение и запуск могут быть достигнуты с помощью схемы ниже.

Принципиальная схема и пояснения:

Полная принципиальная схема для Fidget Spinner Motor Project приведена ниже, ответственность каждого компонента в схеме поясняется ниже.

Адаптер 12 В постоянного тока: Потребность в 12 В в этом проекте заключается в том, что Электромагнит работает только с 12 В. Он также потребляет около 330 мА тока, поэтому в качестве источника питания я выбрал адаптер постоянного тока 12 В 1 А.

Стабилизатор напряжения 7805: источник для этого проекта - 12 В, но нам нужны регулируемые 5 В для датчика Холла и модуля L293D, поэтому мы используем 7805 для преобразования 12 В в 5 В.

Драйвер двигателя L293D: Как было сказано ранее, мы должны быстро включать и выключать электромагнит в зависимости от положения магнита на спиннере. L293D обычно используется для привода двигателей, но его также можно использовать в нашем приложении для привода электромагнита. Он принимает входной сигнал от датчика Холла и на основе этого входа включает или выключает электромагнит. Мы будем использовать только один электромагнит, а значит, другая часть останется свободной.

Датчик Холла: датчик Холла используется для проверки того, находится ли магнит непосредственно на верхней части электромагнита, только если он там находится, он подает питание на электромагнит через L293D; иначе электромагнит останется выключенным. Узнайте больше о датчике Холла и его взаимодействии с Arduino.

Резистор 10 кОм: резистор 10 кОм используется, чтобы подтянуть выходной контакт датчика Холла, этот резистор является обязательным, иначе выходной контакт датчика останется плавающим.

Резистор 1K и светодиод: резистор в сочетании со светодиодом используется для индикации того, обнаруживает ли датчик Холла магнит или нет. При обнаружении магнита светодиод погаснет, в противном случае он останется включенным. Вы можете проверить это в видео ниже.

Диод: Диод - это просто свободно вращающийся диод, который защищает L293D от обратного тока электромагнита из-за его индуктивной природы. Необязательно использовать это, если вы тестируете его в течение короткого времени.

Конденсаторы (C1 и C2): конденсаторы C1 и C2 являются сглаживающими конденсаторами, которые пропускают через них только чистый постоянный ток, поскольку они позволяют переменному току проходить через землю. Эти конденсаторы также не являются обязательными.

Как только вы закончите со своей схемой, поместите датчик Холла немного выше электромагнита, а затем поместите свой спиннер над электромагнитом, сохраняя минимальный воздушный зазор. Я использовал болт с резьбой и гайку, чтобы сделать необходимое расположение, вы можете использовать свой собственный метод. Мой выглядит примерно так ниже.

Давайте крутим фиджет спиннер:

Как только вы будете готовы со схемой и расположите спиннер, как показано выше, самое время увидеть свой спиннер как BLCD Motor. Просто дайте спиннеру начальный толчок, и он будет вращаться вечно, как показано на видео ниже.

Если он не работает должным образом, используйте светодиод в цепи, чтобы проверить, работает ли датчик Холла, а также проверьте, правильно ли подан и отключен электромагнит. Также убедитесь, что правая сторона датчика Холла обращена вверх, а магниты также имеют такую ​​же полярность, как описано ранее. Скорость вертушки зависит от положения датчика Холла и расстояния воздушного зазора. Вы можете поэкспериментировать с датчиком Холла и проверить, в каком положении вы набираете максимальную скорость.

Надеюсь, вы поняли проект и вам понравилось создавать что-то подобное. Если у вас возникли проблемы с получением этой работы, используйте раздел комментариев, чтобы опубликовать свою проблему, или воспользуйтесь форумом для получения дополнительной технической помощи. Оставайтесь креативными, и мы встретимся в следующем проекте, а пока счастливого вращения.