- Vật liệu thiết yếu:
- Làm thế nào để làm cho Fidget Spinner Xoay Vô thời hạn?
- Sơ đồ mạch và giải thích:
- Hãy quay Con quay thần tài:
Cũng giống như cơn sốt đối với Pokémon Go, những con quay thần tài trở nên phổ biến và nó trở thành xu hướng hơn khi có một trong những con quay này giữa các ngón tay của bạn. Nhưng gần đây mọi người (bao gồm cả tôi) cuối cùng đã chán nó và do đó, trong dự án này, chúng ta hãy đưa ra một mục đích mới cho fidget spinner bằng cách chế tạo một động cơ đơn giản bằng Fidget Spinner. Với mạch này, bạn sẽ có thể làm cho con quay fidget spinner quay mãi mãi với sự trợ giúp của vật lý cơ bản và không phải lo lắng về việc nó không hoạt động ở một số góc trong phòng của bạn. Bạn cũng sẽ tìm hiểu cơ bản về cách hoạt động của động cơ DC không chổi than vì khái niệm chúng ta đang sử dụng ở đây giống với khái niệm được sử dụng trong động cơ BLDC nổi tiếng. Nghe đủ hấp dẫn chưa ??? Bắt đầu nào…
Vật liệu thiết yếu:
- Fidget Spinner
- Nam châm điện 12V
- Nam châm Neodymium
- Bộ chuyển đổi DC 12V
- Bộ điều chỉnh điện áp 7805
- 1N4007 Diode
- Điện trở (1K và 10K)
- Đèn LED
- Cảm biến Hall (US1881)
- Kết nối dây
- Breadboard
- Bố trí để giữ spinner và nam châm điện
Làm thế nào để làm cho Fidget Spinner Xoay Vô thời hạn?
Dự án này đơn giản và dễ xây dựng nếu bạn hiểu khái niệm đằng sau hoạt động của nó, mà chúng ta sẽ thảo luận bây giờ. Vì vậy, như chúng tôi đã nói trước đó, chúng tôi sẽ sử dụng cùng một khái niệm đang được sử dụng trong động cơ BLDC. Động cơ BLDC rất nổi tiếng và được ứng dụng quan trọng của nó trong Drone, RC và chủ yếu là xe điện. Những động cơ này sử dụng cảm biến hội trường thay vì chổi than bình thường, do đó có tên gọi mang tính biểu tượng là Động cơ DC không chổi than. Tôi không muốn đi sâu vào hoạt động của nó nhưng ở đây tôi giải thích ngắn gọn về cách hoạt động của động cơ BLDC. Trong động cơ BLDC (loại trung tâm), stato sẽ cuộn dây tạo thành nam châm điện và rôto sẽ có nam châm vĩnh cửu. Một cảm biến được gọi là cảm biến Hall được sử dụng để cảm nhận cực của nam châm ngược với nam châm điện và sử dụng thông tin đó để kích hoạt nam châm điện có cùng cực. Như chúng ta biết giống như các cực đẩy và do đó nam châm điện sẽ đẩy nam châm vĩnh cửu ra xa khiến nó quay. Trình tự này sẽ được lặp lại và cảm biến Hall sẽ đọc cực tính của nam châm và kích hoạt nam châm điện theo cách có trật tự để giữ cho rôto quay.
Bây giờ, đến với dự án Biến Fidget Spinner thành Động cơ không chổi than. Ở đây, fidget spinner là Rotor. Vì một con quay fidget spinner bình thường không có bất kỳ nam châm nào nên chúng tôi sẽ phải cố định nam châm vào con quay fidget spinner. Đảm bảo rằng bạn chỉ sử dụng nam châm neodymium và cũng đảm bảo rằng tất cả các nam châm hướng lên trên hoặc cùng một cực. Bạn có thể làm điều đó bằng cách sử dụng một nam châm khác, con quay của tôi có một miếng kim loại ở cuối và do đó rất dễ dàng để dính các nam châm và nó trông giống như bên dưới. Tôi cũng đã tháo vỏ trung tâm để lộ ổ bi.
Các rotor bây giờ đã sẵn sàng với nam châm, bên cạnh chúng ta cần một nam châm điện để được đặt trực tiếp dưới con đường nam châm để chúng tôi có thể đẩy lùi các nam châm. Của tôi là một nam châm điện 12V, cấp nguồn cho nam châm của bạn và đưa nó lại gần tất cả các nam châm của bạn để đảm bảo rằng chúng đang gợn sóng vào nhau. Bây giờ chúng ta cần nhận biết khi nào nam châm nằm trên nam châm điện và chỉ kích hoạt nó khi đó. Sau khi nam châm bị gợn sóng, chúng ta nên tắt nam châm điện để con quay fidget quay tự do và bật lại nam châm điện khi nó gặp nam châm neodymium ở trên nó và đó là cách bạn sẽ có được một con quay fidget spinner quay mỗi khi phát hiện. Việc phát hiện và kích hoạt này có thể đạt được bằng cách sử dụng mạch bên dưới.
Sơ đồ mạch và giải thích:
Sơ đồ mạch hoàn chỉnh cho Fidget Spinner Motor Project được đưa ra bên dưới, trách nhiệm của từng thành phần trong mạch được giải thích thêm ở bên dưới.
Bộ chuyển đổi DC 12V: Sự cần thiết của 12V trong dự án này là Nam châm điện chỉ hoạt động với 12V. Nó cũng tiêu thụ dòng điện khoảng 330mA và do đó tôi đã chọn bộ chuyển đổi DC 12V 1A làm nguồn điện.
Bộ điều chỉnh điện áp 7805: Nguồn cho dự án này là 12V nhưng chúng tôi cần một nguồn 5V được điều chỉnh cho cảm biến Hall và mô-đun L293D, do đó chúng tôi sử dụng 7805 để chuyển đổi 12V thành 5V.
Trình điều khiển động cơ L293D: Như đã nói trước đó, chúng ta phải bật và tắt nam châm điện nhanh chóng dựa trên vị trí của nam châm trên fidget spinner. L293D thường được sử dụng để điều khiển động cơ nhưng nó cũng có thể được sử dụng trong ứng dụng của chúng tôi để điều khiển nam châm điện. Nó nhận đầu vào từ cảm biến hội trường và dựa trên đầu vào đó, nó bật hoặc tắt nam châm điện. Chúng tôi sẽ chỉ sử dụng một nam châm điện và do đó phần còn lại được để trống.
Cảm biến Hall: Cảm biến Hall được sử dụng để kiểm tra xem nam châm có trực tiếp trên đầu nam châm điện hay không, chỉ khi nó ở đó nó sẽ cung cấp năng lượng cho nam châm điện thông qua L293D; nếu không, nam châm điện sẽ bị tắt. Tìm hiểu thêm về cảm biến Hall và giao diện của nó với Arduino.
Điện trở 10k: Điện trở 10K được sử dụng để kéo cao chân đầu ra của cảm biến Hall, điện trở này là bắt buộc nếu không chân đầu ra của cảm biến sẽ được để nổi.
Điện trở 1K và đèn LED: Điện trở kết hợp với đèn LED được sử dụng để cho biết cảm biến hội trường có phát hiện nam châm hay không. Nếu phát hiện nam châm, đèn LED sẽ tắt nếu không, đèn LED sẽ vẫn sáng. Bạn có thể kiểm tra hoạt động này trong video dưới đây.
Diode: Diode chỉ là một diode tự do bảo vệ L293D khỏi dòng điện ngược của nam châm điện do bản chất cảm ứng của nó. Nó là tùy chọn để sử dụng này nếu bạn đang thử nghiệm nó trong thời gian ngắn.
Tụ điện (C1 và C2): Các tụ điện C1 và C2 là các tụ điện làm phẳng các tụ điện sẽ chỉ cho phép dòng điện một chiều thuần túy chạy qua nó vì chúng sẽ cho phép dòng điện xoay chiều đi qua đất. Các tụ điện này cũng là tùy chọn.
Khi bạn đã hoàn tất với mạch điện, hãy đặt cảm biến hội trường phía trên nam châm điện một chút và sau đó đặt con quay fidget spinner của bạn trên nam châm điện để duy trì khoảng cách không khí tối thiểu. Tôi đã sử dụng một bu lông và đai ốc có ren để sắp xếp theo yêu cầu, bạn có thể sử dụng phương pháp của riêng mình. Của tôi trông giống như thế này bên dưới.
Hãy quay Con quay thần tài:
Sau khi bạn đã sẵn sàng với mạch và đã sắp xếp con quay như được hiển thị ở trên, thời gian để xem con quay fidget của bạn là BLCD Motor. Chỉ cần đẩy con quay ban đầu và bạn sẽ có thể xoay nó mãi mãi như trong video bên dưới.
Nếu nó không hoạt động như mong đợi, hãy sử dụng đèn LED trong mạch để kiểm tra xem cảm biến sảnh có hoạt động hay không và cũng kiểm tra xem Nam châm điện có được cấp điện và khử năng lượng đúng cách hay không. Đồng thời đảm bảo rằng phía bên phải của cảm biến hội trường được hướng lên và các nam châm cũng có cùng cực như mô tả trước đó. Tốc độ của con quay phụ thuộc vào vị trí của cảm biến sảnh và khoảng cách khe hở không khí. Bạn có thể thử nghiệm với cảm biến hội trường và kiểm tra xem bạn đang đạt tốc độ tối đa ở vị trí nào.
Hy vọng bạn hiểu dự án và thích xây dựng một cái gì đó tương tự. Nếu bạn gặp bất kỳ vấn đề nào trong việc hoàn thành công việc này, hãy sử dụng phần bình luận để đăng vấn đề của bạn hoặc sử dụng diễn đàn để được trợ giúp thêm về kỹ thuật. Hãy tiếp tục sáng tạo và chúng ta sẽ gặp nhau trong dự án tiếp theo, cho đến lúc đó vui vẻ nhé.