DIY borstelloze motor met behulp van fidget-spinner

Net als de rage voor Pokémon Go uit het niets werden de fidget-spinners populair en werd het meer een trend om een ​​van deze tussen je vingers te laten draaien. Maar de laatste tijd raakten mensen (waaronder ikzelf) er uiteindelijk verveeld van en daarom laten we in dit project een nieuw doel voor fidget spinner binnenhalen door een eenvoudige motor te bouwen met Fidget Spinner. Met dit circuit kun je de fidget-spinner voor altijd laten draaien met behulp van basisfysica en hoef je je geen zorgen te maken dat hij in een hoek van je kamer inactief is. Je leert ook de basis van hoe een borstelloze DC-motor werkt, aangezien het concept dat we hier gebruiken hetzelfde is als dat wordt gebruikt in de beroemde BLDC-motoren. Klinkt interessant genoeg ??? Laten we beginnen…

Vereiste materialen:

1. Fidget Spinner
2. 12V elektromagneet
3. Neodymium magneten
4. 12V gelijkstroomadapter
5. 7805 Spanningsregelaar
6. 1N4007 Diode
7. Weerstanden (1K en 10K)
8. LED
9. Hall-sensor (US1881)
10. Draden aansluiten
11. Breadboard
12. Opstelling om spinner en elektromagneet vast te houden

Hoe kan ik Fidget Spinner voor onbepaalde tijd laten draaien?

Dit project is eenvoudig en gemakkelijk te bouwen als u het concept achter de werking begrijpt, dat we nu gaan bespreken. Dus zoals we eerder zeiden, gaan we hetzelfde concept gebruiken dat wordt gebruikt in BLDC-motoren. BLDC-motoren zijn erg beroemd en vinden hun vitale toepassing in Drones, RC-cares en voornamelijk in elektrische voertuigen. Deze motoren gebruiken Hall-sensoren in plaats van normale borstels, vandaar de iconische naam Brushless DC-motor. Ik wil niet te diep ingaan op zijn werking, maar hier leg ik in het kort uit hoe de BLDC-motor werkt. Bij een BLDC-motor (naaftype) zou de stator wikkelingen hebben die de elektromagneet vormen en de rotor zal permanente magneten hebben. Een sensor genaamd hall-sensor wordt gebruikt om de polariteit van de magneet te detecteren die tegengesteld is aan de elektromagneet en die informatie te gebruiken om de elektromagneet met dezelfde polariteit te activeren. Zoals we weten, stoten polen af ​​en daarom zal de elektromagneet de permanente magneet wegduwen waardoor deze gaat draaien. Deze reeks wordt herhaald en de Hall-sensor leest de polariteit van de magneten en activeert de elektromagneet op een geordende manier om de rotor te laten draaien.

Nu, komend naar ons project om een Fidget-spinner in een borstelloze motor te veranderen. Hier is de fidget-spinner de rotor. Aangezien een normale fidget-spinner geen magneet heeft, zouden we magneten aan de fidget-spinner moeten bevestigen. Zorg ervoor dat u alleen neodymium-magneten gebruikt en zorg er ook voor dat alle magneten naar boven of van dezelfde pool zijn gericht. Je kunt dat doen door een andere magneet te gebruiken, mijn spinner had een metalen stuk aan het uiteinde en daarom was het gemakkelijk om de magneten vast te plakken en zag het er hieronder zo uit. Ik heb ook de middenbehuizing verwijderd om het kogellager bloot te leggen.

De rotor is nu klaar met magneten, vervolgens hebben we een elektromagneet nodig die direct onder het pad van de magneten moet worden geplaatst zodat we de magneten kunnen afstoten. De mijne is een 12V-elektromagneet, voed de jouwe en breng hem dicht bij alle magneten om ervoor te zorgen dat ze elkaar kabbelen. Nu moeten we voelen wanneer de magneet zich boven op de elektromagneet bevindt en deze pas dan activeren. Zodra de magneet is geribbeld, moeten we de elektromagneet uitschakelen zodat de fidget-spinner vrij kan draaien en de elektromagneet opnieuw inschakelen wanneer hij neodymiummagneten erboven ervaart, en zo krijg je een fidget-spinner die voor elke detectie draait. Deze detectie en activering kan worden bereikt met behulp van de onderstaande schakeling.

Schakelschema en uitleg:

Het volledige schakelschema voor Fidget Spinner Motor Project wordt hieronder gegeven, de verantwoordelijkheid van elk onderdeel in het circuit wordt hieronder verder uitgelegd.

12V DC adapter: De behoefte aan 12V in dit project is dat de elektromagneet alleen werkt met 12V. Het verbruikt ook ongeveer 330mA stroom en daarom heb ik gekozen voor een 12V 1A DC-adapter als stroombron.

7805 Voltage Regulator: De bron voor dit project is 12V, maar we hebben een gereguleerde 5V nodig voor de Hall-sensor en L293D-module, daarom gebruiken we een 7805 om de 12V naar 5V om te zetten.

L293D-motorstuurprogramma: zoals eerder verteld, moeten we de elektromagneet snel in- en uitschakelen op basis van de positie van de magneet op de fidget-spinner. Een L293D wordt normaal gesproken gebruikt om motoren aan te drijven, maar hij kan ook in onze applicatie worden gebruikt voor het aandrijven van de elektromagneet. Het neemt input van de Hall-sensor en op basis van die input schakelt het de elektromagneet in of uit. We zullen slechts één elektromagneet gebruiken en daarom wordt de andere sectie vrijgelaten.

Hall-sensor: De hall-sensor wordt gebruikt om te controleren of de magneet zich direct op de elektromagneet bevindt, alleen als hij daar is, zal hij de elektromagneet bekrachtigen via L293D; anders blijft de elektromagneet uitgeschakeld. Lees meer over de Hall-sensor en de interface met Arduino.

Weerstand 10k: De 10K-weerstand wordt gebruikt om de uitgangspen van de Hall-sensor hoog te trekken, deze weerstand is verplicht anders blijft de uitgangspen van de sensor zweven.

Weerstand 1K en LED: De weerstand in combinatie met LED wordt gebruikt om aan te geven of de Hall-sensor de magneet detecteert of niet. Als er een magneet wordt gedetecteerd, gaat de LED uit, anders blijft hij aan. Je kunt dit in de onderstaande video bekijken.

Diode: De diode is slechts een vrijloopdiode die de L293D beschermt tegen de tegenstroom van de elektromagneet vanwege zijn inductieve aard. Het is optioneel om dit te gebruiken als u het voor korte tijd test.

Condensatoren (C1 en C2): de condensatoren C1 en C2 zijn afvlakcondensatoren die alleen pure DC er overheen laten stromen, omdat ze de AC door de aarde laten gaan. Deze condensatoren zijn ook optioneel.

Zodra je klaar bent met je circuit, plaats je de hall-sensor een beetje boven de elektromagneet en plaats je je fidget-spinner over de elektromagneet met behoud van een minimale luchtspleet. Ik heb een bout en moer met schroefdraad gebruikt om de gewenste opstelling te maken, u kunt uw eigen methode gebruiken. De mijne ziet er hieronder ongeveer zo uit.

Laten we de Fidget Spinner draaien:

Als je eenmaal klaar bent met het circuit en de spinner hebt opgesteld zoals hierboven weergegeven, is het tijd om je fidget-spinner als BLCD-motor te zien. Geef de spinner gewoon een eerste duw en je zult hem voor altijd laten draaien, zoals te zien is in de onderstaande video.

Als het niet werkt zoals verwacht, gebruik dan de LED in het circuit om te controleren of de Hall-sensor werkt en controleer ook of de elektromagneet correct is bekrachtigd en niet-bekrachtigd. Zorg er ook voor dat de rechterkant van de Hall-sensor naar boven is gericht en dat de magneten ook dezelfde polariteit hebben als eerder beschreven. De snelheid van de spinner is afhankelijk van de positie van de Hall-sensor en de afstand van de luchtspleet. Je kunt experimenteren met de Hall-sensor en kijken op welke positie je maximale snelheid krijgt.

Ik hoop dat je het project begreep en het leuk vond om iets soortgelijks te bouwen. Als je een probleem hebt om dit werk te krijgen, gebruik dan het commentaargedeelte om je probleem te posten of gebruik het forum voor meer technische hulp. Blijf creatief en we zullen elkaar ontmoeten in het volgende project, tot die tijd happy spinning.