Motore brushless fai da te con filatore fidget

Proprio come la mania per Pokémon Go dal nulla, i filatori di fidget sono diventati popolari ed è diventato più di tendenza avere uno di questi che gira tra le dita. Ma ultimamente le persone (me compreso) alla fine si sono stufate e quindi in questo progetto abbiamo introdotto un nuovo scopo per il fidget spinner costruendo un semplice motore usando Fidget Spinner. Con questo circuito sarai in grado di far ruotare per sempre il fidget spinner con l'aiuto della fisica di base e non preoccuparti di averlo inattivo in qualche angolo della tua stanza. Imparerai anche le basi di come funziona un motore CC senza spazzole poiché il concetto che stiamo usando qui è lo stesso usato nei famosi motori BLDC. Sembra abbastanza interessante ??? Iniziamo…

Materiali richiesti:

1. Fidget Spinner
2. Elettromagnete 12V
3. Magneti al neodimio
4. Adattatore 12V DC
5. 7805 Regolatore di tensione
6. Diodo 1N4007
7. Resistori (1K e 10K)
8. GUIDATO
9. Sensore Hall (US1881)
10. Cavi di collegamento
11. Breadboard
12. Predisposizione per tenere spinner ed elettromagnete

Come fare in modo che Fidget Spinner ruoti indefinitamente?

Questo progetto è semplice e facile da costruire se si comprende il concetto alla base del suo funzionamento, di cui parleremo ora. Quindi, come abbiamo detto prima, utilizzeremo lo stesso concetto che viene utilizzato nei motori BLDC. I motori BLDC sono molto famosi e trovano la loro vitale applicazione nei droni, nelle cure RC e principalmente nei veicoli elettrici. Questi motori utilizzano sensori Hall invece delle normali spazzole, da cui il nome iconico Brushless DC motor. Non voglio approfondire troppo il suo funzionamento ma qui spiego brevemente come funziona il motore BLDC. Nel motore BLDC (tipo a mozzo) lo statore avrà avvolgimenti che formano l'elettromagnete e il rotore avrà magneti permanenti. Un sensore chiamato sensore di hall viene utilizzato per rilevare la polarità del magnete opposto all'elettromagnete e utilizzare tale informazione per attivare l'elettromagnete con la stessa polarità. Come sappiamo, i poli respingono e quindi l'elettromagnete spingerà via il magnete permanente facendolo ruotare. Questa sequenza verrà ripetuta e il sensore Hall leggerà la polarità dei magneti e attiverà l'elettromagnete in modo ordinato per mantenere il rotore in rotazione.

Ora, veniamo al nostro progetto di trasformare un Fidget Spinner in un motore brushless. Qui, il fidget spinner è il rotore. Poiché un normale filatore di fidget non ha alcun magnete, dovremmo fissare i magneti allo spinner di fidget. Assicurati di utilizzare solo magneti al neodimio e assicurati anche che tutti i magneti siano rivolti verso l'alto o dello stesso polo. Puoi farlo usando un altro magnete, il mio spinner aveva un pezzo di metallo all'estremità e quindi è stato facile attaccare i magneti e sembrava questo sotto. Ho anche rimosso il rivestimento centrale per esporre il cuscinetto a sfere.

Il rotore è ora pronto con i magneti, quindi abbiamo bisogno di un elettromagnete da posizionare direttamente sotto il percorso dei magneti in modo da poter respingere i magneti. Il mio è un elettromagnete a 12V, alimenta il tuo e avvicinalo a tutti i magneti per assicurarti che si increspino a vicenda. Ora dobbiamo rilevare quando il magnete si trova sopra l'elettromagnete e attivarlo solo allora. Una volta che il magnete è increspato, dovremmo spegnere l'elettromagnete affinché il filatore di fidget ruoti liberamente e accendere di nuovo l'elettromagnete quando avverte un magnete al neodimio sopra di esso, ed è così che otterrai un filatore fidget che gira ad ogni rilevamento. Questo rilevamento e attivazione possono essere ottenuti utilizzando il circuito seguente.

Schema del circuito e spiegazione:

Lo schema elettrico completo per Fidget Spinner Motor Project è fornito di seguito, la responsabilità di ogni componente del circuito è spiegata più avanti.

Adattatore 12V DC: la necessità di 12V in questo progetto è che l'elettromagnete funziona solo con 12V. Inoltre consuma circa 330 mA di corrente e quindi ho scelto un adattatore CC 12V 1A come fonte di alimentazione.

Regolatore di tensione 7805: la sorgente per questo progetto è 12V ma abbiamo bisogno di un 5V regolato per il sensore Hall e il modulo L293D, quindi utilizziamo un 7805 per convertire i 12V in 5V.

L293D Motor Driver: come detto in precedenza, dobbiamo accendere e spegnere l'elettromagnete rapidamente in base alla posizione del magnete sullo spinner di fidget. Un L293D viene normalmente utilizzato per azionare i motori, ma può anche essere utilizzato nella nostra applicazione per l'azionamento dell'elettromagnete. Prende l'input dal sensore di hall e in base a quell'input accende o spegne l'elettromagnete. Useremo solo un elettromagnete e quindi l'altra sezione sarà lasciata libera.

Sensore Hall: Il sensore Hall viene utilizzato per verificare se il magnete è direttamente sopra l'elettromagnete, solo se è lì ecciterà l'elettromagnete tramite L293D; altrimenti l'elettromagnete verrà mantenuto spento. Scopri di più sul sensore Hall e sulla sua interfaccia con Arduino.

Resistore 10k: Il resistore 10K viene utilizzato per tirare in alto il pin di uscita del sensore Hall, questo resistore è obbligatorio altrimenti il ​​pin di uscita del sensore sarà lasciato flottante.

Resistore 1K e LED: il resistore in combinazione con il LED viene utilizzato per indicare se il sensore Hall sta rilevando il magnete o meno. Se viene rilevato il magnete il LED si spegnerà altrimenti rimarrà acceso. Puoi controllare questo funzionamento nel video qui sotto.

Diodo: il diodo è solo un diodo a ruota libera che protegge l'L293D dalla corrente inversa dell'elettromagnete a causa della sua natura induttiva. È facoltativo usarlo se lo stai testando per un breve periodo.

Condensatori (C1 e C2): I condensatori C1 e C2 sono condensatori di livellamento che consentiranno solo il passaggio di corrente continua pura poiché consentiranno all'AC di passare attraverso la terra. Anche questi condensatori sono opzionali.

Una volta che hai finito con il tuo circuito, posiziona il sensore di hall un po 'sopra l'elettromagnete e quindi posiziona il tuo fidget spinner sopra l'elettromagnete mantenendo un traferro minimo. Ho usato un bullone filettato e un dado per fare la disposizione richiesta, puoi usare il tuo metodo. Il mio assomiglia a questo sotto.

Facciamo girare The Fidget Spinner:

Una volta che sei pronto con il circuito e hai sistemato lo spinner come mostrato sopra, è tempo di vedere il tuo spinner fidget come BLCD Motor. Basta dare allo spinner una spinta iniziale e lo farai ruotare per sempre come mostrato nel video qui sotto.

Se non funziona come previsto, utilizzare il LED nel circuito per verificare se il sensore Hall funziona e controllare anche se l'elettromagnete è alimentato e diseccitato correttamente. Assicurati inoltre che il lato destro del sensore Hall sia rivolto verso l'alto e che anche i magneti abbiano la stessa polarità descritta in precedenza. La velocità dello spinner dipende dalla posizione del sensore Hall e dalla distanza del traferro. Puoi sperimentare con il sensore hall e controllare in quale posizione stai ottenendo la massima velocità.

Spero che tu abbia capito il progetto e ti sia piaciuto costruire qualcosa di simile. In caso di problemi nell'ottenere questo lavoro, utilizzare la sezione commenti per pubblicare il problema o utilizzare il forum per ulteriore assistenza tecnica. Rimani creativo e ci incontreremo nel prossimo progetto, fino ad allora felice di girare.