Istosmjerni (DC) motor

UVOD

Istosmjerni motor je elektromehanički uređaj koji električnu energiju pretvara u mehaničku odnosno pretvara istosmjernu struju u kružno gibanje, ali mogu raditi i u suprotnom smjeru i pretvarati kružno gibanje u električnu energiju. Mali istosmjerni motori su uređaji koji rade na istosmjernom naponu što se može zaključiti i po nazivu, lakše im je kontrolirati brzinu i zbog toga su najpogodniji za razne hobi projekte. Istosmjerni motori nalaze primjenu u velikom broju uređaja, tako da ako ste nekada rastavili neku igračku ili uređaj koji je imao pokretnih dijelova unutra se nalazio istosmjerni motor koji je sve pokretao.

OSNOVNI DIJELOVI

Glavni dijelovi motora su rotor i stator kao i kod svakog drugog motora, ali ova vrsta motora ima još i komutator s grafitnim četkicama. Istosmjerni motori se izvode s nezavisnom, serijskom ili složenom uzbudom ili se na statoru kao uzbuda nalazi permanentni magnet. Mi ćemo opisati istosmjerni motor koji ima permanentni magnet na statoru, a na rotoru se nalaze namotaji koji se pomoću komutatora i grafitnih četkica povezuju na napajanje. Komutator se sastoji od lamela koje su povezane na namotaje rotora i s kojim se smjer struje kroz namotaje prilikom svakog okretaja rotora dva puta mijenja.
 

KAKO RADI?

Osnovno načelo koje koriste svi motori je da na vodič kroz koji teče struja u magnetskom polju djeluje sila. Kod istosmjernog motora magneti na statoru nam stvaraju magnetsko polje, a kroz namotaje rotora propuštamo struju i na namotaje djeluje sila koja zakreće rotor. Za primjer uzmimo da imamo jedan namotaj i komutator s dvije lamele na koje su spojeni krajevi namotaja. Lamela 1 se spaja na plus, a lamela 2 na minus. Kako se namotaj nalazi u magnetskom polju na njega djeluje sila i zakreće namotaj, prilikom zakretanja namotaja lamele 1 i 2 se prespajaju te je sada lamela 1 spojena na minus, a lamela 2 na plus te se zbog toga rotor i dalje zakreće i cijeli ciklus se ponavlja. Rotor motora se sastoji od više namotaja kako bi dobili veću silu, a zbog više namotaja imamo i više lamela na koje spajamo namotaje. Animacija nam prikazuje kako to izgleda te je iz nje lakše shvatiti kako motor radi i kako se namotaj stalno zakreće.
 

 
Ako rotor istosmjernog motora zakrenemo na njegovim izvodima ćemo dobiti napon proporcionalan brzini vrtnje motora, tako da nam ovi motori mogu služiti i kao generatori električne struje.

KAKO KORISTITI?

Istosmjerni motor ima 2 izvoda, jedan se spaja na plus pol napajanja , a drugi na minus. Ako želimo promijeniti smjer vrtnje motora samo trebamo zamijeniti plus i minus pol i motor će se vrtjeti u drugome smjeru. Brzinu motora mijenjamo s promjenom napona napajanja motora, ali moramo paziti da motoru ne dovedemo prevelik napon da ga ne oštetimo. Ako motor želimo kontrolirati sa Croduinom trebamo koristiti MOSFET kao prekidač, a za mijenjanje smjera motora i kontrolu brzine treba koristiti H most.

KONTROLA BRZINE S CRODUINOM

U ovom tutorijalu napravit ćemo primjer korištenja Croduina za kontrolu brzine motora pomoću potenciometra.
 
Potrebne komponente:
• Croduino Basic 2
• Eksperimentalna pločica
• Istosmjerni motor
• IRF540N MOSFET(N) Tranzistor
• 10kΩ otpornik
• Potenciometar 10kΩ
• Izvor napajanja 5V ili više ovisno o motoru
 
Komponente spojimo prema shemi, prebacimo prikazani kod na Croduino i spremni smo za rad.

int pot;        //varijabla u koju spremamo vrijednost potenciometra
int brzina;     //varijabla u koju ćemo spremiti brzinu motora
int motorPin=5; //pin na koji spajamo gate MOSFET-a

void setup() {
  pinMode(motorPin,OUTPUT);  //definiramo pin na koji spajamo mosfet kao OUTPUT
  digitalWrite(motorPin, LOW); //isključimo motor
}

void loop() {
  pot=analogRead(A0);  //s analognog ulaza A0 očitavamo vrijednost potenciometra
  brzina=map(pot,0,1023,0,255); //varijablu pot koja ima vrijednosti od 0 do 1023 pretvorimo u varijablu brzina s vrijednostima od 0 do 255
  analogWrite(motorPin,brzina); // postavimo vrijednost brzina na motorPin na koji smo spojili MOSFET
}
Leave a Reply