Zasada silnika DC i metoda realizacji
Zasada działania silnika DC
Silnik prądu stałego to wirująca maszyna elektryczna, która zamienia energię elektryczną prądu stałego na energię mechaniczną (silnik prądu stałego) lub zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną prądu stałego (generator prądu stałego). Jest to silnik, który konwertuje energię prądu stałego i energię mechaniczną do siebie nawzajem.
Obecne silniki prądu stałego są konstrukcjami obrotowymi i składają się głównie z wirnika i stojana. Stojan zawiera główny biegun magnetyczny, odwracający biegun magnetyczny, urządzenie szczotkowe, podstawę i pokrywę końcową; wirnik ma rdzeń twornika, uzwojenie twornika, komutator, obracający się wał i łożysko. Jak sama nazwa wskazuje, stojan jest zamontowany w części stacjonarnej, tworząc stałe pole magnetyczne; wirnik, który jest częścią obrotową, wytwarza pole magnetyczne, które zmienia polaryzację. Jest to fizyczny diagram modelu do analizy silnika prądu stałego. Wśród nich nieruchoma część ma magnes, który jest tu nazywany głównym biegunem magnetycznym; a stała część ma pędzel. Część obrotowa ma rdzeń toroidalny i uzwojenie nawinięte wokół rdzenia toroidalnego.
Pole magnetyczne jest obecne wokół przewodnika pod napięciem i jest poddawane działaniu siły Ampera (siły przyłożonej do pola magnetycznego w polu magnetycznym). Ponieważ przepływa prąd stały, powstaje biegunowość przeciwna do biegunowości głównego bieguna magnetycznego, tak że przewodnik porusza się w jednym kierunku. Gdy wirnik silnika obraca się o 180 stopni, szczotka silnika automatycznie przełącza bieżący kierunek, aby rotor się obracał. W połączeniu z magnesami, które zostały zagrane, ta sama polaryzacja zostanie odparta, a przeciwna polaryzacja przyciągnie, więc rozumiem. Jest to podstawowa zasada działania silników prądu stałego.
Realizacja
Silnik jest elementem napędzanym prądem, który wymaga przepłynięcia dużego prądu. Prąd wyjściowy portu wyjściowego IO tradycyjnego mikrokomputera jednoukładowego wynosi zazwyczaj około 10m. Obecny mikrokomputer jednoukładowy ma zwykle wartość 20-25 MHz, ale całkowity prąd wielu portów IO jest ograniczony. Niektóre korzenie nie mogą przekroczyć 200m, a niektóre nie mogą przekroczyć 400m. W przypadku silnika prądu stałego o napięciu znamionowym 12 V i mocy znamionowej 25 W wymagany prąd roboczy wynosi 2 A, czyli 2000 mA. Zdolność napędu portu IO mikrokontrolera jest niewystarczająca. Dlatego konieczne jest sterowanie silnikiem za pomocą urządzenia napędowego. Tutaj używamy ULN2003, który jest wysokonapięciowym, wysokoprądowym, wewnętrznym układem sterownika składającym się z siedmiu silikonowych rur NPN Darlington. Tutaj wystarczy wiedzieć, że układ ULN2003 może wzmacniać prąd wyjściowy z portu IO mikrokontrolera. Jeśli mikrokontroler chce napędzać silnik, musi korzystać z funkcji sterownika, takiego jak ULN2003.
Silnik prądu stałego ma tylko dwa zaciski i okablowanie jest proste. Mówiąc najprościej, jeden koniec jest podłączony do dodatniego bieguna zasilacza, a drugi koniec jest podłączony do bieguna ujemnego, będzie się obracał; jeśli chcesz, aby silnik obrócił się w przeciwnym kierunku, wystarczy zmienić biegun dodatni i ujemny.
