Comment enrouler correctement les bobines d'un solénoïde?

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J'ai besoin d'enrouler un petit électro-aimant "solénoïde?". Environ 3 cm de haut et 2 ~ 5 cm de large fonctionnant à 5 V / 0,5 A. Cet aimant sera placé dans une cloche de bureau afin qu'il tire le battant vers le bas et sonne la cloche. J'ai trouvé des solénoïdes prêts à l'emploi qui poussent mais ne tirent pas.

J'essaie donc de fabriquer mon propre aimant et j'ai enroulé plusieurs types de vis, clous et boulons avec différents types de fils. Et maintenant, j'ai remarqué un problème de précision :) Je peux enrouler une bobine massive et cela fonctionnera, mais comment enrouler une bobine petite mais puissante?

Je ne trouve pas vraiment d'explication profane sur le diamètre du câble central à utiliser et le nombre d'enroulements. En général, plus il y a d'enroulements, plus le champ est fort, ce qui est commun à tous les articles que j'ai lus.

J'ai trouvé un article où quelqu'un dit que les enroulements doivent être enroulés dans la même direction (couche dans le sens des aiguilles d'une montre, couche dans le sens des aiguilles d'une montre ... etc) pour créer un solénoïde vraiment plus fort mais tous les articles disent juste les enrouler d'avant en arrière (aimant?)

Quelqu'un peut-il en général suggérer quel type de matériau d'âme et de diamètre serait le meilleur et si l'enroulement des bobines dans la même direction aidera réellement. Y a-t-il également une différence dans le sens où les extrémités pointent ou les deux côtés émettent-ils le même champ?

Pour le moment, j'ai un PCB avec 3 bouchons de 1000 uf en parallèle à la bobine qui est déclenchée par un transistor. J'utiliserai aTiny qui déclenche le transistor peut-être 0,2 seconde et j'ai besoin d'une secousse de puissance magnétique pour tirer le battant vers le bas et le relâcher instantanément.

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

-ÉDITER

Il s'agit d'un projet que quelqu'un a commencé à utiliser en utilisant une alimentation USB et en enroulant sa propre bobine. Il utilise un transistor Darlington? Cela influence-t-il la bobine d'une manière ou d'une autre? Je n'ai qu'un transistor normal. L'écart doit être d'environ 1,5 à 2 cm pour que le battant puisse frapper la cloche. J'ai la même cloche. Il estime qu'il a utilisé 2 m de câble pour enrouler la bobine ... J'ai utilisé 3,5 mètres et je l'ai enroulée beaucoup plus nette que la sienne ..

  • Transistor BDX53B Darlington
  • 1 x 2200uf 10v cap

entrez la description de l'image ici

Youtube

-EDIT2

J'ai fini par utiliser un solénoïde 5v. Suppression de 2 condensateurs et utilisation de l'extrémité poussante du solénoïde pour expulser le clapet. Et DING! Il fonctionne comme un charme. Je ne sais pas comment le gars a fait que l'électro-aimant abaisse le battant?!

entrez la description de l'image ici

Piotr Kula
la source
Avez-vous besoin d'un solénoïde ou d'un électroaimant?
JIm Dearden
Un solénoïde qui pousse peut généralement être transformé en un solénoïde qui tire en inversant la direction du courant, généralement en l'entraînant avec un pont en H.
Phil Frost
En fait, j'ai besoin d'un aimant. Mais la plupart des articles que j'ai lus en parlent comme d'un solénoïde.
Piotr Kula
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«Aimant» non qualifié signifie «aimant permanent»; vous devriez vraiment dire "électro-aimant".
Kaz
youtube.com/watch?v=XJde2GzcAyo&feature=youtu.be C'est ma solution. Je me rends compte que le cap 1000uf est un problème et doit être changé pour un 470uf. Cela fonctionnera toujours assez bien avec le 5v. Je pense que instructable est faux! Il n'y a aucun moyen que la bobine enroulée à la main puisse tirer ce battant vers le bas!
Piotr Kula

Réponses:

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Les enroulements côte à côte qui transportent le courant dans des directions opposées s'annulent mutuellement le champ magnétique - vous devez enrouler l'électro-aimant pour que le courant se déplace dans la même direction dans tous les tours de la bobine. Il n'y a aucun argument raisonnable pour faire différemment.

La force du champ magnétique est liée au nombre de tours et à l'écoulement de l'ampère. Pour le même nombre de tours enroulés sur un solénoïde plus long, le champ diminue avec la longueur du solénoïde.

Ce sont vos seules options autres que d'utiliser des supraconducteurs! Moins de tours peuvent être compensés par un courant plus élevé ou une longueur de solénoïde réduite (tours d'empilage).

Voici une calculatrice que vous pouvez utiliser pour estimer l'intensité du champ.Elle utilise une valeur de champ appelée perméabilité.Cela signifie que vous pouvez vérifier différents matériaux et en choisir un qui donne la résistance la plus élevée MAIS pour les bobines domestiques, la fabrication d'un morceau de fer est très bien.

Vous pouvez également saisir le diamètre de la bobine.

Andy aka
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Comme je ne l'avais peut-être pas réalisé. Ce que vous dites des enroulements est-il correct pour un aimant? ou peut-on enrouler un aimant d'avant en arrière. J'étais confus à la différence d'un solénoïde et d'une bobine magnétique. Ce sont deux types différents? et nécessitent une approche différente ou s'applique-t-elle aux deux situations? +1
Piotr Kula
Aussi - Si j'ai besoin d'enrouler plusieurs couches de fil enroulé dans la même direction, puis-je utiliser un fil séparé (comme en parallèle. Tous joints en + et - mais enroulés les uns sur les autres dans la même direction)? Ou un morceau de fil doit-il revenir au début et s'enrouler autour de la couche précédente?
Piotr Kula
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@ppumkin même pour un électroaimant qu'un solénoïde. Je serais enroulé tous les tours en série, ce qui signifie un + fil et un fil, mais peu importe s'il est construit avec des bobines parallèles séparées réunies en parallèle. Si la bobine était en courant alternatif, vous auriez des problèmes à enrouler des bobines parallèles, mais c'est une autre affaire.
Andy aka
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Je sens une certaine confusion ici, alors simplifions. Vous devez garder l'essieu tourner dans la même direction lors du bobinage, mais il est parfaitement possible de remonter de droite à gauche et de revenir plusieurs fois. Voir cette vidéo: youtube.com/watch?v=yfppXiNRnrc
Mels
Sur l'argument plus de tours: le courant qui coule diminue avec la résistivité de la bobine, et puisque la résistance évolue linéairement avec la longueur, et la force magnétique évolue également linéairement, une fois que vous obtenez des résistances appréciables, il ne devrait pas y avoir de réel avantage à ajouter plus de tours .
Slater Victoroff
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Utilisez un noyau en fer doux plutôt que des "vis, clous et boulons" qui sont probablement en acier, la perméabilité élevée aidera à concentrer le flux magnétique de votre bobine. Il est préférable d'enrouler avec du fil émaillé, il s'agit d'un fil nu peint avec un revêtement isolant.

fil émaillé

Le fil recouvert de plastique est trop épais pour faire un bon électro-aimant, toute la zone isolante dilue l'effet de votre bobine. N'utilisez pas de fil nu car le courant circulera à travers les bobines (court) plutôt que dans une spirale. Obtenez la spirale aussi enroulée que possible et la bobine entière devrait spirale dans le même sens (dans le sens des aiguilles d'une montre).

Votre microprocesseur «aTiny» aura probablement besoin d'aide pour piloter une bobine. D'où obtenez-vous '0.5A'? Recherchez en ligne l'un des circuits de commande de moteur qui peuvent absorber cette charge. Les condensateurs seuls ne seront d'aucune utilité. Assurez-vous d'avoir une diode flyback pour protéger le pilote.

shuckc
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Comment trouver ce noyau en fer doux? J'essaie de suivre les insturctables d'un gars qui semble avoir raison sans aucun circuit moteur. Juste une chose intégrée alimentée par USB 5v avec capuchon 2200uf. Oui, j'ai mis une diode entre la puissance des bobines.Comme indiqué sur le diagramme (question mise à jour)
Piotr Kula
Le transistor Q1 est le circuit d'attaque dans ce cas. Le courant d'appel via C1 / C2 / C3 dépasse probablement les limites de connexion à chaud USB, utilisez donc idéalement un concentrateur alimenté ou un chargeur USB plutôt qu'un ordinateur directement.
shuckc
Puis-je mettre une diode sur l'alimentation pour éviter de retourner le courant vers l'USB? Idéalement, je veux utiliser un ordinateur USB et c'est tout. Comme ce guide
Piotr Kula
D1 protège déjà contre les CEM arrière lorsque le champ magnétique s'effondre. Le courant d'appel à C1 / C2 / C3 est un problème distinct - vous devez limiter à 100 mA l'appel, une masse de 10uF pour répondre aux spécifications. Vous êtes à 3mF, 300 fois plus. Voir par exemple USB Inrush Current . Je ne le brancherais pas sur mon ordinateur portable! Il y a probablement des circuits intégrés que vous pouvez acheter pour recharger la capacité globale au fil du temps si vous en avez besoin. Le plus simple serait de ne pas utiliser USB pour l'alimentation!
shuckc
Oui, je vois ce que tu veux dire maintenant. J'ai fait un peu de lecture et apparemment il y a une minuterie avant de réinitialiser le port. Certaines personnes signalent que certains ordinateurs le font instantanément et d'autres font face à cette amende - jusqu'aux valeurs que j'ai. Mais oui - Un concentrateur USB alimenté peut être nécessaire à la fin ou en utilisant un circuit RC de démarrage progressif. Je ne veux faire ni l'un ni l'autre.
Piotr Kula
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Bien sûr, tous les tours sur la bobine d'un électro-aimant sont dans le même sens.

Le "va-et-vient" se réfère à la répartition des enroulements sur la longueur de la bobine. Une bobine qui prend plusieurs tours de fil peut être enroulée très soigneusement et systématiquement, ou au hasard, en fonction du modèle de distribution des enroulements.

Cela n'a pas vraiment d'importance; les différences dans le modèle d'enroulement se situent dans le domaine du reniflement de liège audiophile, en ce qui concerne les inducteurs qui transportent l'audio. Par exemple, certains guitaristes électriques méprisent les micros à remontage mécanique, insistant sur le fait qu'ils peuvent entendre une réponse différente des micros à remontage manuel (enroulage à la main signifiant qu'une machine est utilisée pour faire tourner la bobine et compter le nombre de tours, mais une personne alimente le fil à la main, contrôlant le motif d'enroulement).

Même s'il était vrai que le motif d'enroulement importe en audio, pour la fabrication d'un électro-aimant, tout ce qui compte est le nombre de tours et leur section transversale, pas le motif d'enroulement.

Kaz
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Merci pour ça. Il semble qu'une chose si simple que nous apprenons à l'école se révèle être méga compliquée lorsque vous devez l'appliquer :) +1 J'ai fini par utiliser un solénoïde 5v préfabriqué qui pousse le clapet. Dommage que je n'ai pas pu faire fonctionner l'électro-aimant :(
Piotr Kula
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En plus des autres suggestions susmentionnées, pour faire un électroaimant puissant, qu'il soit sans noyau ou à noyau, vous devez suivre le chemin de Tesla couplé à l'enroulement de condensateur!

Par la voie de Tesla, je veux dire, Bifillar ou Trifillar, Quadfillar ou Hexfillar soit sous forme roulée côte à côte ou sous forme sphérique côte à côte.

L'enroulement bifilaire signifie utiliser 2 brins de fil de cuivre enduit et relier les extrémités de l'un des deux en SÉRIE non en parallèle. Donc, si vous utilisez 4 brins, vous connecterez 3 brins en série, etc. Le style d'enroulement de condensateur implique que vous posez vos brins côte à côte aussi parfaitement que possible et que vous séparez chaque couche de bobinage avec un isolant correspondant comme du Mylar ou du ruban plastique ou même bande de tissu.

Tout solénoïde ou aimant E. fabriqué de cette façon est toujours extrêmement puissant quelles que soient les tailles, car vous avez conditionné l'aimant pour pouvoir recevoir plus de puissance de l'air ou de l'énergie rayonnante lorsque vous l'allumez.

Dare Diamond
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seriez-vous capable de nous montrer cette énergie.
Autistic
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Sérieusement? Energie radiante? Plus de puissance de l'air?
JRE
Excellente utilisation de technobabble et pas une formule en vue. Une bobine bifilaire est une bobine électromagnétique qui contient deux enroulements parallèles étroitement espacés.
Transistor
Absolument correct en ce qui concerne les enroulements bifilaires - et sans rafraîchissement techno-babillage. Je n'ai pas essayé la méthode `` Tesla '', mais elle aurait pour effet de répéter le courant de l'intérieur vers l'extérieur par le nombre d'enroulements parallèles connectés en série. Par coïncidence, je partage le même anniversaire que Tesla (10 juillet), alors il suffit de l'essayer :)
FunkyJive