Как проверить геркон мультиметром: Принцип работы геркона — Практическая электроника

Как работает геркон — проверка и применение своими руками, принцип действия основных типов герконовых датчиков (переключающий, нормально открытый, разомкнутый и замкнутый контакт)

Приобретались эти датчики по наводке из комментариев к одному из моих прошлых обзоров.
По большому счёту обозревать тут нечего, поскольку принцип их действия простой, но одному моему товарищу стало интересно, что это вообще такое и как оно работает — об этом и решил написать этот небольшой наглядный обзор.

Принцип работы

Геркон (герметизированный контакт) представляет собой стеклянную колбочку, внутри которой находятся две упругие контактные ферромагнитные пластины, которые при погружении в магнитное поле смыкаются и образуется контакт, по которому затем течёт ток.
Колбочка при этом обычно заполнена инертным газом или в ней содержится вакуум. Пример работы схематично отображён на анимации ниже, где подносится обычный магнит.

Почему пластины собственно смыкаются и размыкаются от наличия магнитного поля. Как уже было выше сказано, пластины сами по себе — ферромагнитные, т.е. они активно притягивают к себе магнит и в тоже время сами активно притягиваются магнитом. Аналогичные свойства есть у обычного железа. Магнит имеет две полярности — северную и южную, причём магнитные линии всегда идут от северного полюса к южному. При поднесении магнита к геркону, магнитные линии также будут проходить через эти упругие пластины. В данном случае на рисунке, северный полюс магнита расположен слева, южный — справа. Соответственно край верхней пластины становится южной полярности, а край нижней пластины — северной полярности — в итоге пластины замыкаются. При отдалении магнита — пластины за счёт своей упругости размыкаются. Если магнит по отношению к этим пластинам расположить неправильно, то магнитные линии будут проходить через них неравномерно, и контакты не смогут сомкнуться.

В продаже можно найти три основных типа герконовых датчиков:
1) Нормально открытые (обозреваемые), которые в обычном состоянии разомкнуты, а при погружении в магнитное поле — цепь замыкается.

2) Нормально закрытые, — уже обратный принцип: в обычном состоянии контакты замкнуты, но при погружении в магнитное поле контакты размыкаются.
3) Герконы-переключатели, — в отличии от двух первых, имеют уже 3 вывода и 3 пластины внутри соответственно. В спокойном состоянии замкнута одна пара контактов, при погружении в магнитное поле — уже другая пара.

Герконы также бывают рассчитанными на коммутацию большого тока или ртутными, где места соприкосновения пластин смочены каплей ртути для подавления дребезга контактов. Основное применение герконов — системы безопасности и автоматики, как наиболее простой пример — автоматический запуск какого-либо действия при открывании двери или окна, например посыл сигнала тревоги. На основе герконов делают герконовые реле — в высоковольтных установках такие используются для защиты от перегрузок по току, в этом случае геркон помещается в катушку.

Внешний вид. Размеры
Взял нормально открытые (разомкнутые) в количестве 10 штук.
Стеклянная капсула со слегка зеленоватым оттенком.

Размеры соответствуют 2×14мм

Собрал на макетке простую цепь со светодиодом, в разрыв которой поместил геркон, дабы проверить его работу, поднеся к нему плоский неодимовый магнит, и поскольку магнитные поля имеют разные полюса, то контакты в герконе стабильно замыкаются только если направить магнит на него торцом и поперёк.

В других положениях магнита, контакты в герконе не будут замкнуты:

Пример с магнитами из мотора: повернув одной стороной — контакты замыкаются, другой стороной — никакой реакции. Поэтому этот момент стоит учитывать.

Как происходит изменение состояния пластин — в увеличенном виде под цифровым микроскопом

Вдобавок ко всему неплохо было бы показать простейший наглядный тест работы этого датчика с выполнением какого-нибудь действия при открывании-закрывании двери комнаты, например включении настольной лампы посредством модуля реле.

Сначала надо упаковать сам геркон.

Надевается кусочек термоусадки, обжимается горячим воздухом

Необходимо загнуть один вывод. Но тут меня поджидал первый блин комом — отогнув вывод практически у самого основания колбочки — стекло раскололось и геркон пришёл в негодность:

Чтобы этого не произошло, надо вывод, отступив от основания капсулы на 1-2мм, зажать пинцетом и только потом уже загибать его:

Второй вывод чуть укоротил, вместе с термоусадкой

Припаиваю провод к обоим выводам провод

Теперь всё это дело надо как-то закрепить. Поэтому мелкими ломтиками нашинковал стержень от клеевого пистолета:

Надел на геркон сверху ещё термоусадки, у основания немного набил внутрь обрезков термоклея:

Обдул горячим воздухом

Излишки клея убрал

Дело осталось за малым. Прикрепить магнит на дверь, а геркон на стену, напротив магнита. Для показательного теста здесь сгодился и обыкновенный скотч, благо и обратно можно быстро всё снять.

Магнит и геркон расположены поперёк друг другу

Электронно-программная часть проста: плата Pro Mini настроена на внешнее прерывание, где вывод прерывания через этот самый геркон соединён с питанием платы и пока дверь закрыта и возле геркона есть магнит, цепь замкнута, контроллер спит, а реле, управляющие светильником — выключено. Как только дверь открывается, а магнит отводится в сторону, геркон размыкается, возникает внешнее прерывание, которое подаёт импульс на реле и светильник включается.

Применений в самоделках может найтись много, особенно с простыми и дешёвыми контроллерами Attiny13 или, если проект совсем простой — с транзисторами. Ввиду своего мелкого размера, геркон можно хитро спрятать от посторонних глаз. Я буду использовать их в новой версии энергоэффективной GSM-сигнализации, правда для её полноценной сборки необходимо дождаться ещё нескольких компонентов. Из минусов отмечу хрупкость капсулы и уязвимость перед другими магнитными полями. Касаемо надёжности пишут, что у них довольно большой цикл замыкания-размыкания за счёт герметичности внутри капсулы. В общем, посмотрим.

Проверка радиодеталей — часть 2

Продолжаем тему о методике проверки радиоэлектронных компонентов, начатую в первой части. Сегодня поговорим о других наиболее распространенных радиодеталях, таких как транзисторы, терморезисторы, герконы и другие.

Терморезисторы

Терморезисторы — это полупроводниковые приборы, которые меняют свое сопротивление в зависимости от температуры. Терморезисторы подразделяются на два типа:

Термисторы (NTC — c отрицательным температурным коэффициентом ) — сопротивление термистора уменьшается с увеличением температуры. Нашли широкое применение в различных областях радиоэлектроники, особенно там, где важен контроль за температурой.

Позисторы ( PTC — с положительным температурным коэффициентом ) — сопротивление позистора увеличивается с уменьшением температуры. В отличии от термисторов на данный момент встречаются гораздо реже. Пожалуй классический пример применения позисторов — телевизоры с электро-лучевой трубкой, где они выполняют роль стабилизирующих нагревательных элементов в схемах размагничивания кинескопа.

Методика проверки термисторов и позисторов одинаковая. Нам понадобится мультиметр и нагревательный прибор, фен или паяльник. На мультиметре выставляем режим омметра и подключаем его щупы к выводам терморезистора. Запоминаем значение сопротивления. После этого начинаем нагревать терморезистор, значение сопротивления в зависимости от типа ( PTC или NTC ) будет увеличиваться или уменьшаться пропорционально нагреву. Это свидетельствует об исправности радиоэлемента. Если же сопротивление не меняется или изначально близко к 0 — значит деталь неисправна.

Герконы

Герконы относятся к классу магнитоуправляемых коммутационных устройств, само слово «геркон» это сокращение от герметезированный контакт.

Представляет из себя стеклянную колбу с встроенной в нее контактной группой. Контакты выполнены из ферромагнитного материала, их срабатывание происходит под действием магнитного поля. В этом качестве может выступать обычный магнит. Часто встречаются в различных датчиках, системах охранной сигнализации.

Проверить геркон элементарно, для этого понадобится мультиметр и магнит. Тестер выставляем на прозвонку и подключаем к щупам геркон. На дисплее значение будет 1 — то есть наш контакт разомкнут. Подносим магнит к геркону — контакт замыкается и мультиметр издает звуковой сигнал. Значит геркон в порядке.

Датчик Холла

Датчики Холла по своему назначению схожи с герконами, то есть являются магнитоуправляемыми устройствами, но в отличии от них являются не электромеханическими, а электронными. Главное их преимущество перед герконом в отсутствии механических контактов, а следовательно долговечности. Применяются в первую очередь как бесконтактные датчики.

Для проверки датчика вполне достаточно обычного мультиметра и источника питания постоянного тока. Любой датчик Холла имеет три вывода — плюсовой, общий и сигнальный. Плюсовой вывод обычно первый, если смотреть со стороны маркировки, средний — общий и третий сигнальный. Значит подключаем наш источник питания плюсом на первый вывод и минусом на средний. Теперь берем тестер, переводим в режим измерения постоянного тока и подключаем плюсовой щуп на первый вывод, а минусовой на третий сигнальный вывод. Мультиметр должен показывать напряжение, близкое к нулю. Теперь подносим к нашему датчику магнит и напряжение должно возрасти до значения близкого к значению напряжения источника питания. Это говорит о том, что датчик Холла исправен.

Транзисторы

В электронике в основном встречаются транзисторы трех типов —

• биполярные
• полевые
• IGBT

Биполярный транзистор среди всех пожалуй наиболее распространен. По своей структуре его можно сравнить с двумя диодами, так как он имеет два p-n перехода, а структура диода представляет собой обычный p-n переход. Общая точка соединения называется базой, а крайние – коллектор и эмиттер. В зависимости от типа биполярный транзистор может быть прямой проводимости p-n-p или обратной n-p-n. Транзистор p-n-p структуры можно представить как два диода, направленных катодами друг к другу, а у n-p-n структуры соответственно базой будут соединены аноды.

Получается, что биполярный транзистор можно проверить на исправность точно так же как диоды, в прямом направлении падение напряжения на переходе будет равно какому-то значению, а в обратном направлении должно стремиться к бесконечности. Давайте убедимся в этом.

Берем какой-нибудь транзистор, узнаем его распиновку, или как говорят цоколевку. Другими словами выясняем какие выводы у него будут базой, коллектором и эмиттером. Теперь берем мультиметр и выставляем его в режим проверки диодов. Если транзистор попался n-p-n структуры, значит красный (+) щуп подключаем к базе, а черный (-) к коллектору. На дисплее должна отображаться величина, соответствующая падению напряжения на переходе. Далее плюсовой щуп оставляем на базе, а черный подключаем к выводу эмиттера. На дисплее также должно отображаться какое либо значение. Теперь проверяем переход база-эмиттер и база-коллектор в обратном направлении. В обоих случаях на дисплее значение должно быть близко к бесконечности, то есть 1.

Если транзистор попался p-n-p структуры, то методика проверки точно такая же, только к базе подключаем минусовой щуп, а плюсовой поочередно подключаем к коллектору и эмиттеру.

Если мультиметр при проверки в прямом и обратном направлении какого либо перехода показывает бесконечность в обе стороны — значит переход находится в обрыве и такой транзистор неисправен. Если же значение при проверке одного из переходов близко или равно 0 — это однозначно говорит о пробое перехода и такой транзистор также является неисправным.

Полевые транзисторы отличаются по своему принципу действия от биполярных, поэтому и методика их проверки будет немного отличаться. Главное отличие полевых транзисторов от биполярных — управление выходным током происходит благодаря изменению приложенного электрического поля, то есть напряжения, тогда как у биполярных выходным током управляет входной ток базы. По своей структуре они разделяются на транзисторы с управляющим p-n переходом (J-FET) и транзисторы с изолированным затвором (MOSFET).

Также как и биполярные полевые транзисторы имеют три вывода — сток (область, куда стекаются носители), исток ( источник носителей тока), затвор (управляющий электрод). Перед проверкой в первую очередь необходимо выяснить структуру транзистора и какой вывод за что отвечает.

Ну а дальше берем мультиметр и выставляем его в режим проверки диодов. Черным минусовым щупом прикасаемся к стоку, а красным плюсовым касаемся истока. Мультиметр покажет падение напряжения на переходе 0,5 — 0,8 В. В обратном направлении прибор покажет бесконечность. Далее черный щуп оставляем на стоке, а красным касаемся затвора и вновь возвращаем его на исток. Мультиметр должен показать близкое к нулю значение, так как транзистор открылся. При смене полярности величина не должна изменяться. Теперь черный щуп кратковременно подключим на затвор и снова вернем его на вывод стока, при этом красный щуп оставляем на истоке. Полевой транзистор должен закрыться и мультиметр будет снова показывать падение напряжения на переходе. такова методика проверки n-канального транзистора. Для p-канального все будет точно также, просто меняем полярность.

Ну и наконец IGBT транзисторы. Это некий гибрид биполярных и полевых транзисторов, о чем свидетельствует даже его название ( IGBT— биполярный транзистор с изолированным затвором). Применяются такие транзисторы в первую очередь в силовой электронике в качестве мощных электронных ключей. Например их часто можно встретить в сварочных инверторах. Можно сказать что в IGBT транзисторе полевой транзистор малой мощности способен управлять мощным биполярным. В сочетании быстродействия полевого транзистора и мощности биполярного и заключается основное преимущество IGBT транзисторов.

Так же как и в случае с другими типами транзисторов перед проверкой IGBT необходимо выяснить назначение его выводов. У IGBT транзистора вывод затвора обозначается буквой G – Gate, вывод эмиттера E –Emitter и вывод коллектора С – Collector. Ну а далее начинаем проверку с помощью мультиметра. Красный щуп ставим на затвор, черный на эмиттер. Мультиметр должен показывать бесконечность. При смене полярности результат должен быть таким же. Далее черный ставим на коллектор, а красный на эмиттер. На дисплее должна отображаться 1, то есть бесконечность. При смене полярности, при наличии в транзисторе шунтирующего диода, мультиметр покажет величину падения напряжения на диоде, если диод отсутствует то прибор будет показывать бесконечность.

В некоторых случаях напряжения мультиметра недостаточно для открытия IGBT транзистора, тогда для заряда понадобится источник постоянного напряжения в 9-15 В.

Также для проверки IGBT можно собрать простенькую схему, которая наглядно продемонстрирует исправность проверяемого транзистора.

В правом положении переключателя IGBT транзистор открыт, о чем будет свидетельствовать свечение лампы. При переключении
тумблера в левое положение — IGBT транзистор закроется. Лампа при этом не должна гореть.

Если лампа не светится в обоих положениях – значит транзистор не пропускает ток. Проверьте правильно ли собрана схема, если все нормально — значит в транзисторе обрыв. Если лампа светится постоянно – это означает короткое замыкание в транзисторе. Такой транзистор неисправен.

Определите свой геркон | Уведомление о почтовом ящике WiFi

Определите свой геркон

Сохранить Подписаться

Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.

После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.

В этом проекте используется геркон, определяющий, когда дверь почтового ящика была открыта и когда она снова закрыта. Герконовые переключатели бывают разных форм-факторов, в том числе показанный ниже, который предназначен для установки на что-либо. В этом случае сам переключатель находится в половине с тремя винтовыми клеммами. Другая половина — соответствующий магнит.

Геркон похож на любой другой переключатель, например, на кнопочный. Однако вместо того, чтобы активировать переключатель пальцем, вы активируете его магнитом.

Наиболее распространены две формы герконов. Первый представляет собой нормально разомкнутый (НО) геркон с двумя клеммами. Второй является одновременно НО и нормально замкнутым (НЗ), который имеет три клеммы: НО, НЗ и общий. Отдельные герконы NC существуют, но они очень редки и их трудно найти.

Для этого проекта необходимо использовать переключатель с размыкающим контактом. Поскольку герконы НЗ встречаются редко, это обычно означает использование герконов, которые имеют функции НЗ и НО.

Герконы находятся в исходном состоянии, когда магнит отсутствует. Как видно из названий, начальное состояние нормально разомкнутого (НО) переключателя — открыто, а начальное состояние нормально замкнутого (НЗ) переключателя — замкнуто.

Для нормально замкнутого выключателя, когда магнит отсутствует, цепь между нормально замкнутой клеммой и общей клеммой замыкается, что означает, что по цепи протекает электричество. Когда магнит вводится, переключатель размыкается, что означает, что через него не протекает электричество. (Нет переключателей наоборот.)

При покупке трехконтактных герконов, в зависимости от того, где и от какого производителя вы приобрели герконы, клеммы или провода могут не иметь маркировки или, что еще хуже, они могут иметь маркировку, противоположную ожидаемой (NC является отмечен как НЕТ, и наоборот). Эта страница предназначена для того, чтобы помочь вам определить соответствующие клеммы геркона для подключения к вашему Feather. Если вы начнете с этого места, то впоследствии вам не придется искать и устранять неполадки.

Существует два варианта определения контактов геркона: с помощью мультиметра или с помощью программы CircuitPython. Метод мультиметра требует наличия мультиметра. Программный метод проще всего сделать с помощью вашего микроконтроллера на макетной плате.

Режим непрерывности мультиметра

Сначала включите мультиметр и установите его в режим непрерывности . Если вы не знаете, как это сделать, обратитесь за подробностями к руководству по мультиметру.

Параметр проверки целостности мультиметра измеряет сопротивление в омах. При отсутствии непрерывности мультиметры будут отображать на дисплее разные значения, включая 1, OL или -1. Чтобы разобраться, как ваш конкретный мультиметр отображает непрерывность и ее отсутствие, попробуйте следующее.

Во-первых, проверьте, что показывает ваш дисплей, когда непрерывность отсутствует.

Убедитесь, что щупы разделены , и вы увидите начальный дисплей для вашего конкретного мультиметра. Мультиметр, использованный для этой демонстрации, показывает OL.

Затем проверьте, как ваш мультиметр показывает непрерывность.

Соедините наконечники датчиков . Вы увидите обновление дисплея с количеством омов. Кроме того, вы можете услышать звуковой сигнал, но только в том случае, если звуковой сигнал является функцией режима непрерывности вашего мультиметра.

Это два разных результата, на которые вы будете обращать внимание при идентификации клемм геркона.

Использование мультиметра для определения клемм геркона

Следующие шаги помогут вам определить, какая клемма переключателя является общей , НЗ и НР .

Начните с магнита, отделенного от геркона .

С hoose любые две клеммы и прикрепляют каждый из щупов мультиметра к одной клемме .

Если мультиметр не показывает непрерывности, между двумя контактами отсутствует непрерывность.

Проверьте другие пары клемм, перемещая щупы.

Если указано непрерывность , это означает, что вы нашли общий и нормально закрытый (НЗ) терминалы. Однако вы еще не знаете, что есть что .

Для целей этого проекта достаточно информации . В этом проекте не важно, какая клемма подключена к какому контакту, если они являются общими клеммами и NC . Раздел «Пайка и сборка» относится к подключению общего контакта к заземляющему контакту и нормально замкнутому контакту к определенному цифровому контакту. Однако любой терминал может быть подключен к любому контакту.

Если вам интересно узнать, как определить, какой терминал является общим , а какой терминал NC , не стесняйтесь продолжать остальные шаги.

Следующие два шага требуют наличия магнита напротив геркона .

Еще раз проверьте целостность каждой пары клемм.

При указании непрерывности , это означает, что вы нашли общий и нормально разомкнутый (НО) терминалы. Однако вы еще не знаете, что есть что .

Теперь пришло время точно определить, какой терминал какой.

Будет одна клемма, обеспечивающая непрерывность в обоих случаях , т. е. с наличием магнита и без него. Это ваш общий терминал .

Первое изображение показывает непрерывность без магнита. Второе изображение показывает преемственность с присутствующим магнитом. Терминал, общий для обоих изображений, отмечен стрелкой. На этом герконе это общий терминал .

Теперь, когда вы определили общую клемму , отделите магнит от геркона. Поднесите один щуп к общей клемме и проверьте, какая из двух других клемм обеспечивает непрерывность. Неразрывность с общей клеммой указана на третьей клемме. Это ваш терминал NC .

Вы идентифицировали общую клемму и клемму NC как две внешние клеммы. Таким образом, вы теперь знаете, что средний терминал — это 9.0028 НЕТ . (Вы можете убедиться в этом, повторно вставив магнит и проверив непрерывность на общей клемме и на клемме NO .)

Теперь вы знаете, как идентифицировать все три клеммы!

Сборка проекта будет проще, если вы пометите два контакта, которые собираетесь использовать.

Использование CircuitPython для определения клемм геркона

Другой вариант — позволить CircuitPython сообщать вам, какая клемма какая. Этот код проверяет, какие терминалы подключаются к каким другим терминалам, и использует эту информацию, чтобы определить, какой терминал является нормально закрытый (NC) , который обычный , и который нормально открытый (NO) .

Проводка

Во-первых, вам нужно подключить геркон к вашему Feather, чтобы все три контакта были подключены.

• Подсоедините провода ко всем трем клеммам на герконе .

Читая слева направо, подключите следующее:

• Клемма геркона 1 9от 0029 до Перо D15.
• Клемма 2 геркона — Перо D32.
• Клемма геркона 3 – Перо D14.

Код CircuitPython

Загрузите следующее, используя кнопку Download Project Bundle , и загрузите code.py в свой микроконтроллер.

 # SPDX-FileCopyrightText: 2022 Брайан Россман
# SPDX-FileCopyrightText: 2022 Kattni Rembor для Adafruit Industries
#
# SPDX-идентификатор лицензии: MIT
"""
Программа CircuitPython для идентификации клемм геркона на переключателе с тремя
клеммы (нормально закрытые, нормально открытые и общие).  Этот код не предназначен
для двух контактных герконов.
"""
время импорта
импортная доска
импорт дигиталио
инспектор по импорту
# Обновите эти контакты, чтобы они соответствовали контактам, к которым вы подключили геркон.
TERMINAL_ONE = доска.D14
TERMINAL_TWO = плата.D32
TERMINAL_THREE = доска.D15
# Создайте объекты цифровых булавок, используя булавки, определенные выше.
pin_1 = digitalio.DigitalInOut(TERMINAL_ONE)
pin_2 = digitalio.DigitalInOut(TERMINAL_TWO)
pin_3 = digitalio.DigitalInOut(TERMINAL_THREE)
# Подождите, пока будет установлено последовательное соединение.
пока не supervisor.runtime.serial_connected:
    время сна (0,25)
время сна(1)
# Запросить и дождаться подтверждения, что магнит НЕ находится рядом с герконом.
print("Убедитесь, что рядом с герконом нет магнита.")
print("Нажмите ENTER для продолжения")
input() # Ждет, пока вы нажмете Enter, чтобы продолжить.
# Установите Терминал 1 в качестве единственного выхода.
pin_1.switch_to_output()
# Установите клеммы 2 и 3 в качестве входов для обнаружения подключения. 
pin_2.switch_to_input(pull=digitalio.Pull.UP)
pin_3.switch_to_input(pull=digitalio.Pull.UP)
# Установите для выходного вывода значение False.
pin_1.value = Ложь
# Отменить логику выводов из-за использования подтяжки.
ab_common = не pin_2.value
ac_common = не pin_3.value
# Запросить и дождаться подтверждения, что магнит находится рядом с герконом.
print("Приложите магнит к геркону.")
print("Нажмите ENTER для продолжения")
input() # Ждет, пока вы нажмете Enter, чтобы продолжить.
# Отменить логику выводов из-за использования подтяжки.
b_when_closed = не pin_2.value
c_when_closed = не pin_3.value
# Распечатайте назначение выводов для справки.
print(f"Назначение контактов терминала:\nТерминал 1 = {TERMINAL_ONE}" +
      f"\nТерминал 2 = {TERMINAL_TWO}\nТерминал 3 = {TERMINAL_THREE}\n")
# Распечатать, какой терминал является нормально закрытым, общим и нормально открытым.
если ab_common, а не ac_common, а не b_when_closed и не c_when_closed:
    print("Нормально замкнутый: Клемма 1, Общий: Клемма 2, Нормально открытый: Клемма 3")
elif не ab_common и ac_common и не b_when_closed и не c_when_closed:
    print("Нормально замкнутый: Клемма 1, Общий: Клемма 3, Нормально открытый: Клемма 2")
elif ab_common, а не ac_common и не b_when_closed, а c_when_closed:
    print("Нормально замкнутый: Клемма 2, Общий: Клемма 1, Нормально открытый: Клемма 3")
elif не ab_common и не ac_common и не b_when_closed и c_when_closed:
    print("Нормально замкнутый: Клемма 2, Общий: Клемма 3, Нормально открытый: Клемма 1")
elif не ab_common и ac_common и b_when_closed, а не c_when_closed:
    print("Нормально замкнутый: Клемма 3, Общий: Клемма 1, Нормально открытый: Клемма 2")
elif не ab_common и не ac_common и b_when_closed и не c_when_closed:
    print("Нормально замкнутый: Клемма 3, Общий: Клемма 2, Нормально открытый: Клемма 1")
еще:
    # Все варианты описаны выше.  Если ни один из них недействителен, возможно, проблема с вашей проводкой.
    print("Что-то пошло не так, проверьте соединение и повторите попытку.")
 

Посмотреть на GitHub

Теперь запустите код и подключитесь к последовательной консоли.

Сначала вам будет предложено следующее. Как говорится, убедитесь, что рядом с герконом нет магнита, и нажмите , введите на клавиатуре.

Далее вам будет предложено следующее. Снова следуйте инструкциям, удерживая магнит напротив геркона, и пока магнит удерживается на месте, нажмите и введите на клавиатуре, чтобы продолжить.

Наконец-то вы увидите результаты. Во-первых, последовательная консоль перечисляет, какие клеммы каким контактам назначены для справки, поэтому вам не нужно возвращаться к коду, чтобы выяснить, как вы его подключили. Затем он выводит, какой терминал нормально закрытый , обычный и нормально открытый , в указанном порядке.

Поскольку для этого проекта вам нужны только NC и общий, вы захотите пометить эти два терминала, чтобы упростить сборку проекта.

Между этими двумя вариантами вы должны были успешно идентифицировать клеммы на герконе, независимо от того, что указано на копии продукта или на этикетках клемм. Следующий шаг — сборка!

 Электрическая схема Пайка и сборка

Это руководство было впервые опубликовано 14 сентября 2022 года. обновлено 14 сентября 2022 г.

Эта страница (идентифицируйте свой геркон) последний раз обновлялась 05 марта 2023 г.

Текстовый редактор на базе tinymce.

Сборка двигателя с герконом

Научные проекты

100 отзывов

Аннотация

Двигатели используются во многих вещах, которые вы найдете в своем доме, таких как холодильник, кофеварка и даже газонокосилка. В этом проекте, посвященном научной ярмарке электроники, вы сможете собрать простой двигатель с помощью комплекта, а затем проверить, как количество батарей (величина напряжения), используемых для питания двигателя, влияет на его производительность.

Резюме

Электричество и электроника

 

В среднем (6-10 дней)

Нет

Специальные детали: Вам понадобится комплект переключающего двигателя, готовый к сборке. Подробности смотрите в списке материалов и оборудования.

Высокая (100–150 долл. США)

Возможны легкие травмы, поэтому обязательно надевайте защитные очки. Рекомендуется наблюдение взрослых.

Дэвид Б. Уайт, PhD, Science Buddies

Задача

Целью этого научного проекта является создание простого двигателя постоянного тока с использованием электромагнита и геркона. Вы изучите влияние напряжения на скорость двигателя.

Введение

Двигатели , использующие напряжение постоянного тока (DC) , можно найти во многих привычных предметах, таких как электробритвы, дрели с батарейным питанием и вентиляторы в портативных компьютерах. Напряжение постоянного тока не меняется со временем. Например, батарея 9- вольт (В) имеет постоянную разность напряжений между положительной и отрицательной клеммами 9 В. График зависимости напряжения на положительной клемме от времени будет представлять собой прямую линию при 9 В. Переменный ток, , с другой стороны, колеблется между положительными и отрицательными значениями. Ток, который питает розетки в вашем доме, является переменным током. Если вы нарисуете график напряжения, подаваемого на розетку, это будет синусоида , чередующая положительное и отрицательное напряжение примерно 60 раз в секунду (сек). Число изменений переменного тока с положительного на отрицательное в течение 1 с называется его частотой . Единицей измерения частоты является герц (Гц), , где 1 Гц соответствует 1 циклу в секунду.

В этом научном проекте вы создадите простой двигатель постоянного тока. Ключевыми частями двигателя постоянного тока являются электромагнит , вращающийся вал, к которому прикреплены постоянные магниты , и геркон . Давайте рассмотрим каждый из них отдельно. В этом научном выставочном проекте электромагнит изготавливается путем намотки проволоки на гвоздь. Когда ток проходит через провода, обмотанные вокруг гвоздя, гвоздь становится магнитом. При отключении тока гвоздь теряет свой магнетизм. Сила электромагнита зависит от того, сколько раз вокруг него обмотана проволока и от силы тока. Когда электромагнит включен, он давит на постоянные магниты, прикрепленные к вращающемуся валу. Магнетизм постоянных магнитов не зависит от электрического тока. Если вам интересно поэкспериментировать с параметрами, определяющими силу электромагнитов, ознакомьтесь с проектом Science Buddies: Сила электромагнита. Вы также можете прочитать больше обо всех темах, указанных выше, в учебнике «Электричество, магнетизм и электромагнетизм для друзей науки».

Чтобы заставить вал вращаться, нужно повернуть электромагнит на таким образом, чтобы он упирался в постоянные магниты, вызывая вращение вала, а затем выключить электромагнит , так, чтобы постоянный магнит может свободно проходить мимо электромагнита. Этот цикл показан на рис. 1.

Благодаря своей простоте эта схема хорошо подходит для изучения работы электродвигателей. Геркон реагирует на близлежащие магниты. Когда к нему приближается магнит, геркон замыкается. Когда геркон замкнут, электромагнит включается. Таким образом, магниты, прикрепленные к вращающемуся валу, выполняют двойную функцию: замыкают геркон, когда проходят рядом с ним, и реагируют на толчок электромагнита, когда он включен.

Электромагнит устроен так, что сторона рядом с вращающимся валом имеет ту же полярность (северный или южный полюс), что и сторона постоянного магнита, обращенная от вращающегося вала. В комплекте, который вы купите, постоянные магниты обращены южным полюсом наружу. Южный полюс электромагнита находится на конце рядом с вращающимся валом. Когда два магнита приближаются друг к другу, противоположные магнитные поля притягиваются друг к другу, а одинаковые магнитные поля отталкивают друг друга. Поэтому, когда электромагнит включен, он отталкивает магнит, прикрепленный к вращающемуся валу, создавая силу, поддерживающую работу двигателя. Затем геркон открывается, когда постоянный магнит на противоположной стороне вала поворачивается от геркона. Когда переключатель разомкнут, постоянный магнит, приближающийся к электромагниту, может пройти мимо электромагнита, не отталкиваясь. Цикл размыкания и замыкания геркона рассчитан таким образом, чтобы электромагнит в нужное время подталкивал проходящий магнит к вращающемуся валу, чтобы поддерживать вращение вала.

Экспериментальная процедура основана на наборе, который вы можете купить, в котором есть все готовые детали. Это позволит вам довольно быстро изготовить мотор и приступить к экспериментам. Когда двигатель заработает, вы проверите, как изменение напряжения влияет на скорость двигателя. Создание двигателя — одна из целей этого научного проекта. Другая цель состоит в том, чтобы определить, как напряжение влияет на скорость вращения. Для этого вам понадобится способ измерить скорость вращения двигателя. Есть несколько способов сделать это. Метод, изложенный в экспериментальной процедуре, включает использование недорогого оптического тахометра. тахометр измеряет скорость, с которой вращающийся объект блокирует яркий свет. Прикрепив картонный «пропеллер» к двигателю, вы сможете измерить скорость вращения вращающегося вала.

Термины и понятия

• Электродвигатель
• Постоянный ток (DC)
• Напряжение постоянного тока
• Переменный ток (AC)
• Синусоида
• Частота
• Герц (Гц)
• Электромагнит
• Постоянный магнит
• Геркон
• Полярность
• Тахометр
• Генератор
• Крутящий момент

Вопросы

• Что такое электромагнит?
• Чем магнитная проволока отличается от других видов проволоки?
• Как соотносится частота цикла геркона с частотой вращения вала двигателя? ( Подсказка: Сколько раз переключатель размыкается и замыкается каждый раз, когда вал совершает один полный оборот?)
• Как можно использовать двигатель постоянного тока для создания напряжения (то есть в качестве генератор )?

Библиография

• Позмантир, Серж и Позмантир, Стан. (2007, 24 февраля). Простые электрические двигатели. Проверено 27 марта 2009 г.
.
• HowStuffWorks.com. (2009). Как работают электродвигатели. Проверено 27 марта 2009 г.
.
• Неф, CR (nd). Электрические двигатели. Проверено 27 марта 2009 г.
.

Один из вариантов предлагает способы определения скорости вращения по записи звука мотора. Звуковой файл можно анализировать с помощью различных программ. Например, программа Audacity, бесплатный аудиоредактор и диктофон:

• Дерзость. (н.д.). Audacity: бесплатный кроссплатформенный звуковой редактор. Проверено 6 апреля 2009 г.
.

Материалы и оборудование

• Комплект двигателя №4 с сайта simplemotor.com.
• Газета, лом
• Линейка, метрическая
• Картон (1 маленький кусочек)
• Защитные очки
• Батарейки АА, новые (4)
• Тахометр
• Лабораторный блокнот
• Миллиметровая бумага

Отказ от ответственности: Science Buddies участвует в партнерских программах с Домашние Научные Инструменты, Amazon. com, Каролина Биологический и Джамеко Электроникс. Доходы от партнерских программ помогают поддерживать Science Buddies, общественной благотворительной организации 501(c)(3), и пусть наши ресурсы будут бесплатными для всех. Нашим главным приоритетом является обучение студентов. Если у вас есть какие-либо комментарии (положительные или отрицательные), связанные с покупками, которые вы сделали для научных проектов из рекомендаций на нашем сайте, сообщите нам об этом. Напишите нам на [email protected].

Экспериментальная процедура

Примечание перед началом: Этот проект научной ярмарки требует подключения одно или несколько устройств в электрической цепи. Базовую помощь можно найти в Учебник по электронике. Однако, если у вас нет опыта сборки электрические схемы, вам может быть полезно иметь кого-то, кто может ответить на вопросы и помочь вам устранить неполадки, если ваш проект не работает. Учитель естественных наук или родитель может быть хорошим ресурсом. Если вам нужно найти другого наставника, попробуйте найти кого-нибудь, у кого есть хобби, такие как робототехника, электроника или сборка и ремонт компьютеров. Возможно, вам также придется проложить себе путь к этому проекту, начав с проекта по электронике, который имеет более низкий уровень сложности.

1. В этом проекте научной ярмарки используется суперклей, поэтому сначала накройте рабочую поверхность газетой.
2. Соберите двигатель, следуя инструкциям, прилагаемым к набору.

Измерение скорости двигателя

1. Прикрепите кусок картона к валу, чтобы сделать пропеллер. Попробуйте для начала прямоугольник 10 см х 3 см, но не стесняйтесь экспериментировать с другими размерами и формами. Картонный пропеллер должен свободно вращаться.
2. Наденьте защитные очки. Рекомендуется надевать защитные очки каждый раз, когда вы работаете с быстро вращающимися объектами.
3. Вставьте все четыре батареи в держатель батарей (всего 6 В).
4. С помощью тахометра измерьте скорость вращения.
   1. Следуйте инструкциям, прилагаемым к тахометру.
   2. Тахометр чувствителен к мерцанию 60 Гц (3600 циклов в минуту) при искусственном освещении. Делайте измерения в комнате, освещенной солнечным светом.
   3. Помните, что пропеллер будет учитываться два раза за каждый оборот вала двигателя.
5. Запишите скорость отжима и напряжение в лабораторную тетрадь.
6. Повторите измерение скорости вращения при 4,5 В, 3 В и 1,5 В.
   1. Следуйте указаниям в инструкциях к комплекту двигателя, чтобы изменить напряжение. Это включает в себя извлечение батарей из держателя батареи. Одна батарея на 1,5 В, две батареи на 3 В и три батареи на 4,5 В.
   2. Вы также можете попробовать использовать источник переменного напряжения.
7. Повторите измерения, чтобы у вас были данные не менее трех испытаний.
8. Усредните свои результаты и запишите результаты в лабораторную тетрадь.
9. График зависимости напряжения от скорости вращения.

Задать вопрос эксперту

У вас есть конкретные вопросы по вашему научному проекту? Наша команда ученых-добровольцев может помочь. Наши эксперты не сделают всю работу за вас, но они сделают предложения, дадут рекомендации и помогут устранить неполадки.

Опубликовать вопрос

Варианты

• Как увеличение веса (нагрузки) винта влияет на скорость вращения? Как изменение размера или формы пропеллера влияет на скорость его вращения?
• Разработайте способ измерения крутящего момента , или крутящего момента двигателя. Вы можете попробовать прикрепить веревку к валу двигателя и посмотреть, какую массу она поднимет. Как изменение напряжения влияет на крутящий момент двигателя? ( Примечание: найдите уравнение, связывающее крутящий момент с радиусом вала и количеством поднимаемого веса).
• Используйте мультиметр для измерения напряжения и тока в цепи двигателя. Для этого проекта подойдет большинство моделей из хозяйственных или автомобильных магазинов. Вы также можете купить его онлайн; например, цифровой мультиметр с автоматическим выбором диапазона Equus 3320, который можно приобрести на Amazon.com. Как скорость вращения зависит от силы тока в цепи?
• Можно ли использовать двигатель в качестве генератора? Как скорость вращения влияет на генерируемое напряжение?
• Загрузите Winscope и используйте свой компьютер для анализа сигналов напряжения в вашем двигателе. Этот метод недорогой, он дает очень точные показания частоты вращения геркона, а также предоставляет графическую информацию о том, как напряжение меняется во времени. Два сайта, где вы можете скачать Winscope, указаны в библиографии. Вам понадобится провод и 3,5-мм разъем для подключения к компьютеру. Подойдет провод от недорогого микрофона. Как выглядит кривая зависимости напряжения от времени?
• Используйте стробоскоп для определения скорости вращения. Они, как правило, довольно дорогие, поэтому посмотрите, сможете ли вы одолжить один.
• Еще один способ измерить скорость вращения – записать звук мотора, а затем проанализировать звуковой файл. Звуковой файл можно анализировать с помощью различных программ. Например, можно использовать программу Audacity, бесплатный аудиоредактор и записывающее устройство. Audacity можно загрузить с сайта audacity.sourceforge.net.

Вакансии

Если вам нравится этот проект, вы можете изучить следующие родственные профессии:

• Руководство по проекту научной ярмарки
• Другие подобные идеи
• Идеи проекта по электричеству и электронике
• Мои любимые

Лента новостей по этой теме

 

, ,

Процитировать эту страницу

Общая информация о цитировании представлена ​​здесь. Обязательно проверьте форматирование, включая заглавные буквы, для используемого метода и при необходимости обновите цитату.