Diy bürstenloser Motor mit Zappelspinner

Genau wie die Begeisterung für Pokémon Aus dem Nichts wurden die zappeligen Spinner populär und es wurde mehr zum Trend, einen dieser Spinner zwischen den Fingern zu haben. Aber in letzter Zeit haben sich die Leute (einschließlich mir) irgendwann gelangweilt und deshalb wollen wir in diesem Projekt einen neuen Zweck für den Zappelspinner einbringen, indem wir einen einfachen Motor mit dem Zappelspinner bauen. Mit dieser Schaltung können Sie den zappeligen Spinner mithilfe der Grundlagenphysik für immer drehen lassen, ohne sich Sorgen machen zu müssen, dass er in einer Ecke Ihres Raums im Leerlauf läuft. Sie lernen auch die Grundlagen der Funktionsweise eines bürstenlosen Gleichstrommotors kennen, da das hier verwendete Konzept das gleiche ist wie das der berühmten BLDC-Motoren. Klingt interessant genug ??? Lass uns anfangen…

Erforderliche Materialien:

1. Fidget spinner
2. 12V Elektromagnet
3. Neodym-Magneten
4. 12V DC Adapter
5. 7805 Spannungsregler
6. 1N4007 Diode
7. Widerstände (1K und 10K)
8. LED
9. Hallsensor (US1881)
10. Kabel anschließen
11. Steckbrett
12. Anordnung zum Halten von Spinner und Elektromagnet

Wie kann man Fidget Spinner auf unbestimmte Zeit drehen lassen?

Dieses Projekt ist einfach und leicht zu erstellen, wenn Sie das Konzept hinter seiner Arbeitsweise verstehen, das wir jetzt diskutieren werden. Wie bereits erwähnt, werden wir dasselbe Konzept verwenden, das auch für BLDC-Motoren verwendet wird. BLDC-Motoren sind sehr bekannt und finden ihre wichtige Anwendung in Drohnen, RC-Pflege und hauptsächlich in Elektrofahrzeugen. Diese Motoren verwenden Hallsensoren anstelle von normalen Bürsten, daher der ikonische Name Bürstenloser Gleichstrommotor. Ich möchte nicht zu tief in die Funktionsweise einsteigen, aber hier erkläre ich kurz, wie der BLDC-Motor funktioniert. Beim BLDC-Motor (Nabentyp) hat der Stator Wicklungen, die den Elektromagneten bilden, und der Rotor hat Permanentmagnete. Ein Sensor namens Hallsensor wird verwendet, um die Polarität des Magneten zu erfassen, der dem Elektromagneten entgegengesetzt ist, und diese Informationen zu verwenden, um den Elektromagneten mit derselben Polarität auszulösen. Wie wir wissen, stoßen sich Pole ab und der Elektromagnet drückt den Permanentmagneten weg, wodurch er sich dreht. Diese Sequenz wird wiederholt und der Hallsensor liest die Polarität der Magnete und löst den Elektromagneten in geordneter Weise aus, um den Rotor in Rotation zu halten.

Kommen wir nun zu unserem Projekt, einen Zappelspinner in einen bürstenlosen Motor zu verwandeln. Hier ist der Zappelspinner der Rotor. Da ein normaler Zappelspinner keinen Magneten hat, müssten wir Magnete am Zappelspinner befestigen. Stellen Sie sicher, dass Sie nur Neodym-Magnete verwenden und dass alle Magnete nach oben oder vom selben Pol zeigen. Sie können dies tun, indem Sie einen anderen Magneten verwenden. Mein Spinner hatte am Ende ein Metallstück und daher war es einfach, die Magnete zu kleben, und es sah unten so aus. Ich habe auch das mittlere Gehäuse entfernt, um das Kugellager freizulegen.

Der Rotor ist jetzt mit Magneten ausgestattet. Als nächstes muss ein Elektromagnet direkt unter dem Magnetpfad platziert werden, damit wir die Magnete abstoßen können. Meins ist ein 12-V-Elektromagnet, versorgen Sie ihn mit Strom und bringen Sie ihn in die Nähe aller Magnete, um sicherzustellen, dass sie sich gegenseitig kräuseln. Jetzt müssen wir erkennen, wann sich der Magnet oben auf dem Elektromagneten befindet, und ihn erst dann auslösen. Sobald der Magnet gewellt ist, sollten wir den Elektromagneten ausschalten, damit sich der Zappelspinner frei drehen kann, und den Elektromagneten wieder einschalten, wenn ein Neodym-Magneten darüber auftritt. Auf diese Weise erhalten Sie einen Zappelspinner, der sich bei jeder Erkennung dreht. Diese Erkennung und Auslösung kann unter Verwendung der folgenden Schaltung erreicht werden.

Schaltplan und Erklärung:

Das vollständige Schaltbild für das Fidget Spinner Motor Project ist unten angegeben. Die Verantwortung für jede Komponente in der Schaltung wird weiter unten erläutert.

12-V-Gleichstromadapter: In diesem Projekt werden 12 V benötigt, da der Elektromagnet nur mit 12 V arbeitet. Es verbraucht auch ungefähr 330mA Strom und daher habe ich einen 12V 1A DC Adapter als Stromquelle gewählt.

Spannungsregler 7805: Die Quelle für dieses Projekt ist 12 V, aber wir benötigen geregelte 5 V für den Hallsensor und das L293D-Modul, daher verwenden wir einen 7805, um die 12 V in 5 V umzuwandeln.

L293D Motortreiber: Wie bereits erwähnt, müssen wir den Elektromagneten basierend auf der Position des Magneten am Zappelspinner schnell ein- und ausschalten. Ein L293D wird normalerweise zum Antrieb von Motoren verwendet, kann aber auch in unserer Anwendung zum Antreiben des Elektromagneten verwendet werden. Es nimmt Eingaben vom Hallsensor entgegen und schaltet basierend auf diesen Eingaben den Elektromagneten ein oder aus. Wir werden nur einen Elektromagneten verwenden und daher bleibt der andere Abschnitt frei.

Hallsensor: Der Hallsensor wird verwendet, um zu überprüfen, ob sich der Magnet direkt auf dem Elektromagneten befindet. Nur wenn er dort ist, wird der Elektromagnet über L293D erregt. Andernfalls bleibt der Elektromagnet ausgeschaltet. Erfahren Sie mehr über den Hallsensor und seine Schnittstelle zu Arduino.

Widerstand 10k: Der 10K-Widerstand wird verwendet, um den Ausgangsstift des Hallsensors nach oben zu ziehen. Dieser Widerstand ist obligatorisch, andernfalls bleibt der Ausgangsstift des Sensors frei.

Widerstand 1K und LED: Der Widerstand in Kombination mit LED zeigt an, ob der Hallsensor den Magneten erkennt oder nicht. Wenn ein Magnet erkannt wird, erlischt die LED, andernfalls bleibt sie an. Sie können dies im folgenden Video überprüfen.

Diode: Die Diode ist nur eine Freilaufdiode, die den L293D aufgrund seiner induktiven Natur vor dem Rückstrom des Elektromagneten schützt. Es ist optional, dies zu verwenden, wenn Sie es für kurze Zeit testen.

Kondensatoren (C1 und C2): Die Kondensatoren C1 und C2 sind Glättungskondensatoren, durch die nur reiner Gleichstrom fließen kann, da der Wechselstrom durch Masse fließen kann. Diese Kondensatoren sind ebenfalls optional.

Sobald Sie mit Ihrem Stromkreis fertig sind, platzieren Sie den Hallsensor etwas über dem Elektromagneten und platzieren Sie dann Ihren Zappelspinner über dem Elektromagneten, wobei ein minimaler Luftspalt eingehalten wird. Ich habe eine Gewindeschraube und eine Mutter verwendet, um die erforderliche Anordnung zu treffen. Sie können Ihre eigene Methode verwenden. Meins sieht unten ungefähr so ​​aus.

Lassen Sie uns den zappeligen Spinner drehen:

Sobald Sie mit der Schaltung fertig sind und den Spinner wie oben gezeigt angeordnet haben, ist es an der Zeit, Ihren Zappelspinner als BLCD-Motor zu sehen. Geben Sie dem Spinner einfach einen ersten Stoß und Sie werden ihn für immer drehen lassen, wie im Video unten gezeigt.

Wenn es nicht wie erwartet funktioniert, überprüfen Sie anhand der LED im Stromkreis, ob der Hallsensor funktioniert, und ob der Elektromagnet ordnungsgemäß ein- und ausgeschaltet ist. Stellen Sie außerdem sicher, dass die rechte Seite des Hallsensors nach oben zeigt und die Magnete die gleiche Polarität wie zuvor beschrieben haben. Die Geschwindigkeit des Spinners hängt von der Position des Hallsensors und dem Abstand des Luftspalts ab. Sie können mit dem Hallsensor experimentieren und prüfen, an welcher Position Sie die Höchstgeschwindigkeit erreichen.

Ich hoffe, Sie haben das Projekt verstanden und es genossen, etwas Ähnliches zu bauen. Wenn Sie Probleme haben, diese Arbeit zu bekommen, verwenden Sie den Kommentarbereich, um Ihr Problem zu veröffentlichen, oder verwenden Sie das Forum, um weitere technische Hilfe zu erhalten. Bleiben Sie kreativ und wir werden uns im nächsten Projekt treffen, bis dahin viel Spaß beim Spinnen.