Moteur sans balais de bricolage utilisant le spinner fidget

Tout comme l'engouement pour Pokémon Go sorti de nulle part, les spinners fidget sont devenus populaires et il est devenu de plus en plus courant d'en avoir l'un entre les doigts. Mais ces derniers temps, les gens (y compris moi) se sont finalement ennuyés et, par conséquent, dans ce projet, apportons un nouvel objectif pour le fidget spinner en construisant un moteur simple à l'aide de Fidget Spinner. Avec ce circuit, vous pourrez faire tourner le fidget spinner pour toujours avec l'aide de la physique de base et ne pas vous soucier de l'avoir inactif dans un coin de votre pièce. Vous apprendrez également les bases du fonctionnement d'un moteur CC sans balais puisque le concept que nous utilisons ici est le même que celui utilisé dans les célèbres moteurs BLDC. Cela semble assez intéressant ??? Commençons…

Matériaux nécessaires:

1. Fidget Spinner
2. Électroaimant 12V
3. Aimants en néodyme
4. Adaptateur 12V DC
5. Régulateur de tension 7805
6. Diode 1N4007
7. Résistances (1K et 10K)
8. LED
9. Capteur à effet Hall (US1881)
10. Fils de connexion
11. Planche à pain
12. Disposition pour tenir le spinner et l'électroaimant

Comment faire tourner Fidget Spinner indéfiniment?

Ce projet est simple et facile à construire si vous comprenez le concept derrière son fonctionnement, dont nous allons discuter maintenant. Donc, comme nous l'avons dit plus tôt, nous allons utiliser le même concept que celui utilisé dans les moteurs BLDC. Les moteurs BLDC sont très connus et trouvent leur application vitale dans les drones, les soins RC et principalement dans les véhicules électriques. Ces moteurs utilisent des capteurs à effet Hall au lieu de brosses normales, d'où le nom emblématique de moteur à courant continu sans balais. Je ne veux pas trop approfondir son fonctionnement, mais ici, j'explique brièvement le fonctionnement du moteur BLDC. Dans le moteur BLDC (type moyeu), le stator comportera des enroulements qui forment l'électroaimant et le rotor aura des aimants permanents. Un capteur appelé capteur à effet Hall est utilisé pour détecter la polarité de l'aimant qui est opposée à l'électroaimant et utiliser cette information pour déclencher l'électroaimant avec la même polarité. Comme nous le savons, les pôles semblables se repoussent et par conséquent, l'électroaimant repoussera l'aimant permanent, le faisant tourner. Cette séquence sera répétée et le capteur à effet Hall lira la polarité des aimants et déclenchera l'électroaimant de manière ordonnée pour maintenir le rotor en rotation.

Maintenant, arrivons à notre projet de transformer un Fidget Spinner en moteur Brushless. Ici, le spinner fidget est le Rotor. Puisqu'un spinner fidget normal n'a pas d'aimant, nous devrions fixer des aimants au spinner fidget. Assurez-vous d'utiliser uniquement des aimants en néodyme et assurez-vous également que tous les aimants sont tournés vers le haut ou du même pôle. Vous pouvez le faire en utilisant un autre aimant, mon spinner avait un morceau de métal à la fin et il était donc facile de coller les aimants et cela ressemblait à ceci ci-dessous. J'ai également retiré le boîtier central pour exposer le roulement à billes.

Le rotor est maintenant prêt avec des aimants, ensuite nous avons besoin d'un électroaimant à placer directement sous le chemin des aimants afin que nous puissions repousser les aimants. Le mien est un électroaimant 12V, alimentez le vôtre et rapprochez-le de tous vos aimants pour vous assurer qu'ils s'ondulent les uns les autres. Maintenant, nous devons détecter quand l'aimant est au-dessus de l'électroaimant et le déclencher alors seulement. Une fois que l'aimant est ondulé, nous devons éteindre l'électroaimant pour que le spinner fidget tourne librement et allumer à nouveau l'électroaimant lorsqu'il rencontre un aimant en néodyme au-dessus, et c'est ainsi que vous obtiendrez un spinner fidget qui tourne pour chaque détection. Cette détection et ce déclenchement peuvent être réalisés à l'aide du circuit ci-dessous.

Schéma de circuit et explication:

Le schéma de circuit complet pour Fidget Spinner Motor Project est donné ci-dessous, la responsabilité de chaque composant du circuit est expliquée plus en détail ci-dessous.

Adaptateur 12V CC: Le besoin de 12V dans ce projet est que l'électro-aimant fonctionne uniquement avec 12V. Il consomme également environ 330 mA de courant et j'ai donc choisi un adaptateur 12V 1A DC comme source d'alimentation.

Régulateur de tension 7805: La source de ce projet est 12V mais nous avons besoin d'un 5V régulé pour le capteur Hall et le module L293D, nous utilisons donc un 7805 pour convertir le 12V en 5V.

Pilote de moteur L293D: Comme indiqué précédemment, nous devons allumer et éteindre rapidement l'électroaimant en fonction de la position de l'aimant sur le spinner fidget. Un L293D est normalement utilisé pour entraîner des moteurs mais il peut également être utilisé dans notre application pour entraîner l'électroaimant. Il prend l'entrée du capteur à effet Hall et en fonction de cette entrée, il allume ou éteint l'électroaimant. Nous n'utiliserons qu'un seul électroaimant et, par conséquent, l'autre section est laissée libre.

Capteur à effet Hall: Le capteur à effet Hall est utilisé pour vérifier si l'aimant est directement au-dessus de l'électro-aimant, seulement s'il est là, il activera l'électroaimant via L293D; sinon l'électroaimant restera éteint. En savoir plus sur le capteur Hall et son interface avec Arduino.

Résistance 10k: La résistance 10K est utilisée pour tirer haut la broche de sortie du capteur Hall, cette résistance est obligatoire sinon la broche de sortie du capteur sera laissée flottante.

Résistance 1K et LED: La résistance en combinaison avec la LED est utilisée pour indiquer si le capteur à effet Hall détecte l'aimant ou non. Si l'aimant est détecté, la LED s'éteindra sinon elle restera allumée. Vous pouvez vérifier cela dans la vidéo ci-dessous.

Diode: La diode est juste une diode de roue libre qui protège le L293D du courant inverse de l'électroaimant en raison de sa nature inductive. Il est facultatif de l'utiliser si vous le testez pendant une courte période.

Condensateurs (C1 et C2): Les condensateurs C1 et C2 sont des condensateurs de lissage qui permettront uniquement au courant continu pur de circuler à travers, car ils permettront au courant alternatif de passer à travers la terre. Ces condensateurs sont également facultatifs.

Une fois que vous avez terminé avec votre circuit, placez le capteur Hall un peu au-dessus de l'électroaimant, puis placez votre spinner fidget sur l'électroaimant en maintenant un espace d'air minimum. J'ai utilisé un boulon et un écrou filetés pour faire la disposition requise, vous pouvez utiliser votre propre méthode. Le mien ressemble à ceci ci-dessous.

Faisons tourner le Fidget Spinner:

Une fois que vous êtes prêt avec le circuit et que vous avez arrangé le spinner comme indiqué ci-dessus, il est temps de voir votre spinner fidget en tant que moteur BLCD. Donnez simplement une première poussée au spinner et vous le ferez tourner pour toujours, comme indiqué dans la vidéo ci-dessous.

S'il ne fonctionne pas comme prévu, utilisez la LED du circuit pour vérifier si le capteur à effet Hall fonctionne et vérifiez également si l'électroaimant est correctement alimenté et désactivé. Assurez-vous également que le côté droit du capteur à effet Hall est orienté vers le haut et que les aimants sont également de la même polarité que celle décrite précédemment. La vitesse du spinner dépend de la position du capteur Hall et de la distance de l'entrefer. Vous pouvez expérimenter avec le capteur à effet Hall et vérifier à quelle position vous obtenez la vitesse maximale.

J'espère que vous avez compris le projet et aimé construire quelque chose de similaire. Si vous rencontrez un problème pour obtenir ce travail, utilisez la section des commentaires pour publier votre problème ou utilisez le forum pour obtenir une aide plus technique. Restez créatif et nous nous retrouverons dans le prochain projet, jusque-là heureux de tourner.