มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน DIY โดยใช้เครื่องปั่นด้ายอยู่ไม่สุข

เช่นเดียวกับความคลั่งไคล้Pokémon Go ไม่มีที่ไหนเลยนักปั่นที่อยู่ไม่สุขได้รับความนิยมและมีแนวโน้มมากขึ้นที่จะมีหนึ่งในเหล่านี้หมุนระหว่างนิ้ว แต่คนเมื่อเร็ว ๆ นี้ (รวมทั้งผม) ในที่สุดก็เบื่อมันและด้วยเหตุนี้ในโครงการนี้ให้เรานำมาในจุดประสงค์ใหม่สำหรับปั่นอยู่ไม่สุขโดยการสร้างมอเตอร์อย่างง่ายโดยใช้ Fidget ปินเนอร์ ด้วยวงจรนี้คุณจะสามารถทำให้เครื่องหมุนอยู่ไม่สุขหมุนตลอดไปด้วยความช่วยเหลือของฟิสิกส์พื้นฐานและไม่ต้องกังวลว่าจะไม่ได้ใช้งานที่มุมห้องของคุณ นอกจากนี้คุณยังจะได้เรียนรู้พื้นฐานของวิธีการทำงานของมอเตอร์ Brushless DCตั้งแต่แนวคิดเราจะใช้ที่นี่เป็นที่เดียวกับที่ใช้ในที่มีชื่อเสียงมอเตอร์ BLDC ฟังดูน่าสนใจพอ ??? มาเริ่มกันเลย…

วัสดุที่ต้องการ:

1. Fidget Spinner
2. แม่เหล็กไฟฟ้า 12V
3. แม่เหล็กนีโอดิเมียม
4. อะแดปเตอร์ 12V DC
5. 7805 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
6. 1N4007 ไดโอด
7. ตัวต้านทาน (1K และ 10K)
8. LED
9. เซ็นเซอร์ฮอลล์ (US1881)
10. การเชื่อมต่อสายไฟ
11. เขียงหั่นขนม
12. การจัดเตรียมเพื่อยึดสปินเนอร์และแม่เหล็กไฟฟ้า

วิธีทำให้ Fidget Spinner หมุนไปเรื่อย ๆ ?

โครงการนี้ง่ายและสร้างได้ง่ายหากคุณเข้าใจแนวคิดเบื้องหลังการทำงานซึ่งเราจะพูดถึงในตอนนี้ ดังที่เราได้กล่าวไปก่อนหน้านี้เราจะใช้แนวคิดเดียวกับที่ใช้ในมอเตอร์ BLDC มอเตอร์ BLDCมีชื่อเสียงมากและพบว่ามีการใช้งานที่สำคัญในโดรน RC ให้ความสำคัญกับรถยนต์ไฟฟ้าเป็นหลัก มอเตอร์เหล่านี้ใช้เซ็นเซอร์ฮอลล์แทนแปรงปกติจึงเป็นชื่อที่โดดเด่นของมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน ฉันไม่ต้องการทำงานให้ลึกเกินไป แต่ที่นี่ฉันกำลังอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับการทำงานของมอเตอร์ BLDC. ในมอเตอร์ BLDC (แบบฮับ) สเตเตอร์จะขดลวดซึ่งเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าและโรเตอร์จะมีแม่เหล็กถาวร เซ็นเซอร์ที่เรียกว่าเซ็นเซอร์ฮอลล์ใช้เพื่อตรวจจับขั้วของแม่เหล็กที่อยู่ตรงข้ามกับแม่เหล็กไฟฟ้าและใช้ข้อมูลนั้นเพื่อกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีขั้วเดียวกัน อย่างที่เราทราบกันดีว่าเหมือนเสาขับไล่และด้วยเหตุนี้แม่เหล็กไฟฟ้าจะผลักแม่เหล็กถาวรออกไปทำให้หมุนได้ ลำดับนี้จะถูกทำซ้ำและเซ็นเซอร์ฮอลล์จะอ่านค่าขั้วของแม่เหล็กและเรียกแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างเป็นระเบียบเพื่อให้โรเตอร์หมุน

ตอนนี้มาถึงโครงการของเราเปลี่ยน Fidget ปินเนอร์เข้าไปในมอเตอร์ที่นี่เครื่องปั่นด้ายอยู่ไม่สุขคือโรเตอร์ เนื่องจากเครื่องปั่นด้ายปกติไม่มีแม่เหล็กใด ๆ เราจึงต้องยึดแม่เหล็กเข้ากับเครื่องปั่นด้ายอยู่ไม่สุข ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้แม่เหล็กนีโอดิเมียมเท่านั้นและตรวจสอบให้แน่ใจว่าแม่เหล็กทั้งหมดหันขึ้นหรืออยู่ในขั้วเดียวกัน คุณสามารถทำได้โดยใช้แม่เหล็กอีกอันสปินเนอร์ของฉันมีชิ้นส่วนโลหะอยู่ที่ปลายดังนั้นจึงติดแม่เหล็กได้ง่ายและมีลักษณะดังนี้ด้านล่าง ฉันยังได้ถอดปลอกตรงกลางออกเพื่อให้ตลับลูกปืนออก

ใบพัดขณะนี้พร้อมกับแม่เหล็กติดเราต้องแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกวางโดยตรงภายใต้เส้นทางแม่เหล็กเพื่อให้เราสามารถขับไล่แม่เหล็ก ของฉันเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า 12V ให้พลังของคุณและนำมันมาใกล้กับแม่เหล็กทั้งหมดของคุณเพื่อให้แน่ใจว่าพวกมันกระเพื่อมซึ่งกันและกัน ตอนนี้เราต้องรับรู้เมื่อแม่เหล็กอยู่ด้านบนของแม่เหล็กไฟฟ้าและเรียกมันเท่านั้น เมื่อแม่เหล็กกระเพื่อมเราควรปิดแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้เครื่องหมุนอยู่ไม่สุขหมุนได้อย่างอิสระและเปิดแม่เหล็กไฟฟ้าอีกครั้งเมื่อพบแม่เหล็กนีโอดิเมียมเหนือแม่เหล็กและนั่นคือวิธีที่คุณจะได้สปินเนอร์อยู่ไม่สุขที่หมุนทุกครั้งที่ตรวจจับ การตรวจจับและการกระตุ้นนี้สามารถทำได้โดยใช้วงจรด้านล่าง

แผนภาพวงจรและคำอธิบาย:

แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์สำหรับโครงการ Fidget Spinner Motor แสดงไว้ด้านล่างความรับผิดชอบของแต่ละส่วนประกอบในวงจรจะอธิบายเพิ่มเติมด้านล่าง

อะแดปเตอร์ 12V DC:ความต้องการ 12V ในโครงการนี้คือแม่เหล็กไฟฟ้าทำงานได้กับ 12V เท่านั้น นอกจากนี้ยังใช้พลังงานประมาณ 330mA และด้วยเหตุนี้ฉันจึงเลือกอะแดปเตอร์ DC 12V 1A เป็นแหล่งจ่ายไฟ

7805 Voltage Regulator:แหล่งที่มาสำหรับโครงการนี้คือ 12V แต่เราต้องการ 5V ที่มีการควบคุมสำหรับเซ็นเซอร์ Hall และโมดูล L293D ดังนั้นเราจึงใช้ 7805 เพื่อแปลง 12V เป็น 5V

L293D Motor Driver:อย่างที่บอกไปก่อนหน้านี้เราต้องเปิดและปิดแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างรวดเร็วตามตำแหน่งของแม่เหล็กบนเครื่องปั่นด้าย โดยปกติแล้ว L293D จะใช้ในการขับเคลื่อนมอเตอร์ แต่ยังสามารถใช้ในแอปพลิเคชันของเราสำหรับการขับเคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้า ใช้อินพุตจากเซ็นเซอร์ห้องโถงและขึ้นอยู่กับอินพุตนั้นจะเปิดหรือปิดแม่เหล็กไฟฟ้า เราจะใช้แม่เหล็กไฟฟ้าเพียงอันเดียวและด้วยเหตุนี้ส่วนอื่น ๆ จึงปล่อยให้ว่าง

เซ็นเซอร์ฮอลล์:เซ็นเซอร์ห้องโถงใช้เพื่อตรวจสอบว่าแม่เหล็กอยู่ด้านบนของแม่เหล็กไฟฟ้าโดยตรงหรือไม่เฉพาะในกรณีที่มีแม่เหล็กไฟฟ้าจะกระตุ้นผ่าน L293D มิฉะนั้นแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกปิดไว้ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ Hall และการเชื่อมต่อกับ Arduino

ตัวต้านทาน 10k:ตัวต้านทาน 10K ใช้เพื่อดึงขาเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ฮอลล์ให้สูงขึ้นตัวต้านทานนี้จำเป็นต้องมีมิฉะนั้นขาเอาต์พุตของเซ็นเซอร์จะถูกปล่อยให้ลอย

ตัวต้านทาน 1K และ LED:ตัวต้านทานร่วมกับ LED ใช้เพื่อระบุว่าเซ็นเซอร์ฮอลล์ตรวจจับแม่เหล็กหรือไม่ หากตรวจพบแม่เหล็กไฟ LED จะดับมิฉะนั้นจะยังคงเปิดอยู่ คุณสามารถตรวจสอบการทำงานนี้ได้ในวิดีโอด้านล่าง

ไดโอด:ไดโอดเป็นเพียงไดโอดอิสระที่ปกป้อง L293D จากกระแสไฟฟ้าย้อนกลับของแม่เหล็กไฟฟ้าเนื่องจากลักษณะอุปนัย เป็นทางเลือกที่จะใช้สิ่งนี้หากคุณกำลังทดสอบในช่วงเวลาสั้น ๆ

ตัวเก็บประจุ (C1 และ C2):ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 เป็นตัวเก็บประจุแบบเรียบซึ่งจะอนุญาตให้เฉพาะ DC บริสุทธิ์เท่านั้นที่จะไหลผ่านได้เนื่องจากจะอนุญาตให้ AC ผ่านกราวด์ ตัวเก็บประจุเหล่านี้เป็นอุปกรณ์เสริม

เมื่อคุณใช้เซ็นเซอร์ห้องโถงวงจรของคุณเหนือแม่เหล็กไฟฟ้าเล็กน้อยแล้ววางสปินเนอร์ที่อยู่ไม่สุขเหนือแม่เหล็กไฟฟ้าโดยรักษาช่องว่างอากาศให้น้อยที่สุด ฉันใช้สลักเกลียวและน๊อตเกลียวเพื่อจัดเรียงตามที่ต้องการคุณสามารถใช้วิธีการของคุณเอง ของฉันมีลักษณะดังนี้ด้านล่าง

มาหมุน Fidget Spinner:

เมื่อคุณพร้อมกับวงจรและมีการจัดปั่นที่แสดงข้างต้นเวลาในการดูของคุณปั่นอยู่ไม่สุขเป็น BLCD มอเตอร์ เพียงแค่กดสปินเนอร์ครั้งแรกและคุณจะหมุนไปตลอดกาลดังที่แสดงในวิดีโอด้านล่าง

หากไม่ทำงานตามที่คาดไว้ให้ใช้ LED ในวงจรเพื่อตรวจสอบว่าเซ็นเซอร์ฮอลล์ทำงานหรือไม่และตรวจสอบว่าแม่เหล็กไฟฟ้ามีการจ่ายไฟและไม่ได้รับพลังงานอย่างถูกต้องหรือไม่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าด้านขวาของเซ็นเซอร์ฮอลล์หันขึ้นและแม่เหล็กยังมีขั้วเดียวกันตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ความเร็วของเครื่องปั่นด้ายขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเซ็นเซอร์ห้องโถงและระยะห่างของช่องว่างอากาศ คุณสามารถทดลองกับเซ็นเซอร์ห้องโถงและตรวจสอบว่าคุณได้รับความเร็วสูงสุดที่ตำแหน่งใด

หวังว่าคุณจะเข้าใจโครงการและสนุกกับการสร้างสิ่งที่คล้ายกัน หากคุณมีปัญหาในการทำงานนี้ให้ใช้ส่วนความคิดเห็นเพื่อโพสต์ปัญหาของคุณหรือใช้ฟอรัมเพื่อขอความช่วยเหลือด้านเทคนิคเพิ่มเติม มีความคิดสร้างสรรค์แล้วเราจะพบกันในโครงการต่อไปจนกว่าจะถึงเวลาปั่นอย่างมีความสุข