就像《神奇宝贝》的热潮一样,烦躁不安的小提琴手大行其道,并且其中一种在您的手指间旋转变得越来越流行。但是最近人们(包括我在内)最终都对此感到无聊,因此在此项目中,让我们通过使用Fidget Spinner构建简单的电机,为烦恼旋转器带来新的用途。使用此电路,您将能够借助基本物理原理使烦躁旋转器永远旋转,而不必担心在房间的某个角落闲置它。由于我们在此使用的概念与著名的BLDC电动机中使用的概念相同,因此您还将学习无刷直流电动机的工作原理。听起来很有趣???让我们开始吧…
所需材料:
- Fidget Spinner
- 12V电磁铁
- 钕磁铁
- 12V DC适配器
- 7805稳压器
- 1N4007二极管
- 电阻器(1K和10K)
- LED
- 霍尔传感器(US1881)
- 连接线
- 面包板
- 固定旋转器和电磁体的安排
如何使Fidget Spinner无限旋转?
如果您了解其工作背后的概念,那么该项目既简单又易于构建,我们现在将对其进行讨论。因此,正如我们之前所说,我们将使用与BLDC电机相同的概念。BLDC电机非常出名,并在无人机,RC护理以及主要在电动汽车中找到了至关重要的应用。这些电动机使用霍尔传感器代替普通的电刷,因此是标志性名称无刷直流电动机。我不想深入了解它的工作原理,但在这里我将简要介绍BLDC电机的工作原理。在BLDC(轮毂型)电动机中,定子将缠绕形成电磁体的绕组,而转子将具有永磁体。称为霍尔传感器的传感器用于感测与电磁体相反的磁体的极性,并使用该信息来触发具有相同极性的电磁体。众所周知,极点会相互排斥,因此电磁体会将永磁体推开,从而使其旋转。该过程将重复进行,霍尔传感器将读取磁体的极性,并有序地触发电磁体,以保持转子旋转。
现在,进入我们的将Fidget微调器变成无刷电机的项目。在这里,烦躁不安的人是转子。由于普通的烦躁旋转器没有任何磁体,因此我们必须将磁体固定到烦躁旋转器上。确保仅使用钕磁铁,并确保所有磁铁朝上或处于同一磁极。您可以通过使用另一个磁铁来做到这一点,我的微调器的末端有一块金属片,因此很容易粘住磁铁,如下图所示。我还卸下了中心壳体以露出滚珠轴承。
该转子现在已经准备好与磁铁,接下来我们需要一个电磁铁直接磁体路径下放置,使我们可以击退磁铁。我的是12V电磁体,为您的磁体供电,并将其靠近所有磁体,以确保它们彼此起伏。现在我们需要检测磁体何时在电磁体顶部,然后才触发它。磁铁起波纹后,我们应该关闭电磁铁,让烦躁不安的旋转器自由旋转,并在其上方遇到钕磁铁时再次打开电磁铁,这就是您将获得一个烦躁不安的微调旋转器,它在每次检测时都会旋转。使用下面的电路可以实现这种检测和触发。
电路图和说明:
Fidget Spinner Motor Project的完整电路图在下面给出,电路中每个组件的职责在下面进一步说明。
12V DC适配器:在此项目中需要12V是因为电磁铁只能在12V下工作。它还消耗约330mA的电流,因此我选择了12V 1A DC适配器作为电源。
7805稳压器:此项目的电源为12V,但霍尔传感器和L293D模块需要5V稳压,因此我们使用7805将12V转换为5V。
L293D电机驱动器:如前所述,我们必须根据坐式微调器上磁铁的位置快速打开和关闭电磁铁。L293D通常用于驱动电动机,但也可以在我们的应用中用于驱动电磁体。它从霍尔传感器获取输入,并基于该输入打开或关闭电磁体。我们将仅使用一个电磁体,因此另一部分将保持空闲状态。
霍尔传感器:霍尔传感器用于检查磁体是否直接在电磁体的顶部,只有在磁体存在的情况下,它才能通过L293D向电磁体供电;否则电磁体将保持关闭状态。进一步了解霍尔传感器及其与Arduino的接口。
电阻10k: 10k电阻用于将霍尔传感器的输出引脚拉高,该电阻是强制性的,否则传感器的输出引脚将悬空。
电阻1K和LED:电阻与LED结合使用,用于指示霍尔传感器是否检测到磁体。如果检测到磁铁,LED将熄灭,否则它将保持点亮状态。您可以在下面的视频中检查此功能。
二极管:二极管只是续流二极管,由于其电感特性,可以保护L293D免受电磁体的反向电流的影响。如果要短时间测试,可以选择使用它。
电容器(C1和C2):电容器C1和C2是平滑电容器,由于它们将允许AC穿过地面,因此将仅允许纯DC流动。这些电容器也是可选的。
完成电路后,将霍尔传感器放置在电磁体上方一点,然后将微调旋转器放在电磁体上方,以保持最小的空气间隙。我使用了带螺纹的螺栓和螺母来进行所需的布置,您可以使用自己的方法。我的看起来像下面这样。
让我们旋转Fidget微调器:
准备好电路并按上面所示的时间排列微调器后,您将看到微调微调器为BLCD Motor。只需给微调器一个初始推动,您将使其永久旋转,如下面的视频所示。
如果无法正常工作,请使用电路中的LED检查霍尔传感器是否正常工作,并检查电磁体是否已正确通电和断电。还要确保霍尔传感器的右侧面朝上,并且磁铁的极性也与前面所述相同。旋转器的速度取决于霍尔传感器的位置和气隙的距离。您可以尝试使用霍尔传感器,并检查在哪个位置获得最大速度。
希望您理解该项目并喜欢构建类似的东西。如果您在进行这项工作时遇到任何问题,请使用评论部分来发布您的问题,或者使用论坛获取更多技术帮助。保持创造力,我们将在下一个项目中见面,然后开心地旋转。