محرك بدون فرش بيديك باستخدام دوار تململ

تمامًا مثل جنون Pokémon Go من العدم ، أصبحت لعبة fidget spinners شائعة وأصبح من المألوف أن يكون لديك واحد من هذه الأشياء تدور بين أصابعك. لكن في الآونة الأخيرة ، سأم الناس (بمن فيهم أنا) من ذلك ، وبالتالي في هذا المشروع ، دعونا نجلب غرضًا جديدًا لـ fidget spinner من خلال بناء محرك بسيط باستخدام Fidget Spinner. باستخدام هذه الدائرة ، ستتمكن من جعل الدوار الدوار يدور إلى الأبد بمساعدة الفيزياء الأساسية ولا تقلق بشأن جعله خاملاً في زاوية ما من غرفتك. سوف تتعلم أيضًا أساسيات كيفية عمل محرك DC بدون فرشات لأن المفهوم الذي نستخدمه هنا هو نفسه المستخدم في محركات BLDC الشهيرة. تبدو مثيرة للاهتمام بما فيه الكفاية ؟؟؟ هيا بنا نبدأ…

المواد المطلوبة:

1. تململ سبينر
2. 12 فولت كهربائي
3. مغناطيس النيوديميوم
4. محول تيار مستمر 12 فولت
5. 7805 منظم جهد
6. 1N4007 ديود
7. المقاومات (1 كيلو و 10 كيلو)
8. يؤدى
9. مستشعر القاعة (US1881)
10. توصيل الأسلاك
11. اللوح
12. ترتيب لعقد الدوار والمغناطيس الكهربائي

كيف تجعل فيدجيت سبينر يدور إلى أجل غير مسمى؟

هذا المشروع بسيط وسهل البناء إذا فهمت المفهوم الكامن وراء عمله ، والذي سنناقشه الآن. لذلك كما قلنا سابقًا ، سنستخدم نفس المفهوم الذي يتم استخدامه في محركات BLDC. تشتهر محركات BLDC بشهرة كبيرة وتجد تطبيقها الحيوي في الطائرات بدون طيار وعناية RC وخاصة في المركبات الكهربائية. تستخدم هذه المحركات مستشعرات القاعة بدلاً من الفرش العادية ، ومن هنا جاء الاسم الشهير Brushless DC motor. لا أريد التعمق في عملها ، لكنني هنا أشرح بإيجاز كيفية عمل محرك BLDC. في محرك BLDC (نوع المحور) ، سيكون للجزء الثابت لفات تشكل المغناطيس الكهربائي وسيكون للدوار مغناطيس دائم. يتم استخدام مستشعر يسمى مستشعر القاعة لاستشعار قطبية المغناطيس المعاكس للمغناطيس الكهربي واستخدام هذه المعلومات لتشغيل المغناطيس الكهربائي بنفس القطبية. كما نعلم ، فإن الأعمدة تتنافر وبالتالي فإن المغناطيس الكهربائي سيدفع المغناطيس الدائم بعيدًا مما يؤدي إلى تدويره. سوف يتكرر هذا التسلسل وسيقوم مستشعر القاعة بقراءة قطبية المغناطيس ويطلق المغناطيس الكهربائي بطريقة منظمة للحفاظ على دوران الدوار.

الآن ، نأتي إلى مشروعنا لتحويل Fidget Spinner إلى Brushless Motor. هنا ، الدوار هو الدوار. نظرًا لأن جهاز التململ العادي لا يحتوي على أي مغناطيس ، فسيتعين علينا تثبيت المغناطيس على الدوار الدوار. تأكد من أنك تستخدم مغناطيس نيوديميوم فقط وتأكد أيضًا من أن جميع المغناطيسات متجهة لأعلى أو من نفس القطب. يمكنك القيام بذلك عن طريق استخدام مغناطيس آخر ، فقد كان القرص الخاص بي يحتوي على قطعة معدنية في النهاية ، ومن ثم كان من السهل لصق المغناطيس ويبدو هكذا أدناه. لقد قمت أيضًا بإزالة الغلاف المركزي لفضح محمل الكرة.

أصبح الجزء المتحرك جاهزًا الآن بالمغناطيس ، وبعد ذلك نحتاج إلى مغناطيس كهربائي يتم وضعه مباشرة أسفل مسار المغناطيس حتى نتمكن من صد المغناطيس. المنجم عبارة عن مغناطيس كهربائي بجهد 12 فولت ، قم بتشغيله وجعله قريبًا من جميع المغناطيسات لضمان تموج بعضها البعض. نحتاج الآن إلى الإحساس عندما يكون المغناطيس أعلى المغناطيس الكهربائي وتشغيله عندها فقط. بمجرد تموج المغناطيس ، يجب علينا إيقاف تشغيل المغناطيس الكهربائي حتى يدور الدوار بحرية ثم تشغيل المغناطيس الكهربائي مرة أخرى عندما يواجه مغناطيس نيوديميوم فوقه ، وبهذه الطريقة ستحصل على قرص تململ يدور لكل اكتشاف. يمكن تحقيق هذا الكشف والتشغيل باستخدام الدائرة أدناه.

مخطط الدائرة وشرحها:

الرسم البياني الكامل للدائرة لمشروع Fidget Spinner Motor موضح أدناه ، ومسؤولية كل مكون في الدائرة موضحة أدناه.

محول تيار مستمر 12 فولت: الحاجة إلى 12 فولت في هذا المشروع هي أن المغناطيس الكهربائي يعمل مع 12 فولت فقط. تستهلك أيضًا حوالي 330 مللي أمبير وبالتالي اخترت محول 12V 1A DC كمصدر للطاقة.

7805 Voltage Regulator: مصدر هذا المشروع هو 12V ولكننا نحتاج إلى 5V منظم لمستشعر Hall ووحدة L293D ومن ثم نستخدم 7805 لتحويل 12V إلى 5V.

L293D Motor Driver: كما قيل سابقًا ، يتعين علينا تشغيل وإيقاف تشغيل المغناطيس الكهربائي بسرعة بناءً على موضع المغناطيس على الدوار الدوار. عادةً ما يتم استخدام L293D لقيادة المحركات ولكن يمكن استخدامه أيضًا في تطبيقنا لقيادة المغناطيس الكهربائي. يأخذ مدخلات من مستشعر القاعة وبناءً على هذا الإدخال ، يتم تشغيل أو إيقاف تشغيل المغناطيس الكهربائي. سنستخدم مغناطيسًا كهربائيًا واحدًا فقط ، ومن ثم يُترك القسم الآخر مجانًا.

مستشعر القاعة: يتم استخدام مستشعر القاعة للتحقق مما إذا كان المغناطيس موجودًا مباشرة أعلى المغناطيس الكهربائي ، فقط إذا كان موجودًا ، فسوف ينشط المغناطيس الكهربائي من خلال L293D ؛ وإلا فسيتم إيقاف تشغيل المغناطيس الكهربائي. معرفة المزيد عن مستشعر القاعة وتفاعله مع Arduino.

المقاوم 10k: يتم استخدام المقاوم 10K لسحب دبوس الإخراج لمستشعر Hall عاليًا ، وهذا المقاوم إلزامي وإلا فسيتم ترك دبوس الإخراج للمستشعر عائمًا.

المقاوم 1K و LED: يتم استخدام المقاوم مع LED للإشارة إلى ما إذا كان مستشعر القاعة يكتشف المغناطيس أم لا. إذا تم اكتشاف المغناطيس ، فسيتم إيقاف تشغيل مؤشر LED وإلا فسيظل قيد التشغيل. يمكنك التحقق من هذا العمل في الفيديو أدناه.

الصمام الثنائي: الصمام الثنائي هو مجرد صمام ثنائي حر يحمي L293D من التيار العكسي للمغناطيس الكهربائي بسبب طبيعته الاستقرائية. يعد استخدام هذا اختياريًا إذا كنت تختبره لفترة قصيرة.

المكثفات (C1 و C2): المكثفات C1 و C2 عبارة عن مكثفات تنعيم تسمح فقط للتيار المستمر الخالص بالتدفق عبرها لأنها ستسمح للتيار المتردد بالمرور عبر الأرض. هذه المكثفات اختيارية أيضًا.

بمجرد الانتهاء من استخدام مستشعر قاعة مكان الدائرة الخاصة بك أعلى قليلاً من المغناطيس الكهربائي ، ثم ضع قرص التململ فوق المغناطيس الكهربائي مع الحفاظ على أدنى فجوة هوائية. لقد استخدمت برغيًا وصامولة ملولبة لإجراء الترتيب المطلوب ، يمكنك استخدام طريقتك الخاصة. يبدو لي شيء مثل هذا أدناه.

دعنا ندير لعبة Fidget Spinner:

بمجرد أن تكون جاهزًا مع الدائرة وترتيب الدوار كما هو موضح أعلاه ، حان الوقت لرؤية الدوار الدوار الخاص بك على أنه محرك BLCD. فقط أعطِ الدوار دفعة أولية وستجعله يدور إلى الأبد كما هو موضح في الفيديو أدناه.

إذا لم يعمل كما هو متوقع ، استخدم مؤشر LED في الدائرة للتحقق مما إذا كان مستشعر القاعة يعمل وكذلك تحقق مما إذا كان المغناطيس الكهربائي مفعمًا بالطاقة وفك الطاقة بشكل صحيح. تأكد أيضًا من أن الجانب الأيمن من مستشعر القاعة مواجه للأعلى وأن المغناطيس لهما نفس القطبية كما هو موضح سابقًا. تعتمد سرعة الدوار على موضع مستشعر القاعة ومسافة فجوة الهواء. يمكنك تجربة مستشعر القاعة والتحقق من الموضع الذي تحصل فيه على السرعة القصوى.

آمل أن تكون قد فهمت المشروع واستمتعت ببناء شيء مشابه. إذا كانت لديك أي مشكلة في الحصول على هذا العمل ، فاستخدم قسم التعليقات لنشر مشكلتك أو استخدم المنتدى لمزيد من المساعدة التقنية. كن مبدعًا وسنلتقي في المشروع التالي ، حتى ذلك الحين تدور سعيدًا.