11. 课程_10 电机

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11.1. 简介


电机是依据电磁感应定律实现电能转换为动能的一种装置。在这次的实验中,我们将用一个开关来控制电机的启动与停止。

11.2. 元件清单


硬件:

  • 1 x micro:bit

  • 1 x USB线

  • 1 x micro:bit面包板扩展板

  • 1 x 面包板83 x 55 mm

  • 1 x 5V 迷你电机

  • 1 x TIP 120 NPN 三极管

  • 1 x 1N4007 二极管

  • 1 x 100 欧姆电阻

  • 2 x 鳄鱼夹线

  • 若干跳线 温馨提示:如果你需要以上所有元件,你可以购买我们的Elecfreaks小小科学家套件

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11.3. 主要元件介绍


电机

电机是依据电磁感应定律实现电能转换为动能的一种装置。电机的分类非常多,在本案例里,我们用到的是直流电机。当在电机两端加上直流电压时,电机会旋转,电压越高,旋转的速度越快。

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二极管

二极管是一种具有两个电极的原件,一端为阳极,一端为阴极,它只允许电流从阳极向阴极方向移动,可以把它想象成电子版的止逆阀。 对于普通的二极管,可以通过管体表面颜色来区分正负极,有白线的一端为负极。

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鳄鱼夹线

鳄鱼夹线与跳线的作用一样。有些器件不方便用跳线连接,可以考虑用鳄鱼夹来连线。

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本次实验,我们就是用鳄鱼夹线来连接我们的电机。

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11.4. 实验步骤


硬件连接

根据下面的图片将你的元件连接起来:

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micro:bit的IO口的驱动电流非常微弱的,不足以直接驱动电机。这时候,我们就需要用到三极管将IO信号的电流放大,用三极管放大IO口信号电流的电路图与上一课驱动蜂鸣器的电路图非常类似,唯一的区别是在电机两端加上了一个二极管。该二极管在此电路中叫做续流二极管。

电机里面有线圈,线圈在通过电流时,会在其两端产生感应电动势。当电流消失时,其感应电动势会对电路中的元件产生反向电压,有可能会损坏器件,续流二极管在电路中反向并联在线圈的两端,当电感线圈断电时其两端的电动势并不立即消失,此时残余电动势通过二极管释放。这是一种经典保护设计。

三极管将IO信号的电流放大的局部电路图如下:

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连接完成后如图:

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如图所示编写程序

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代码详解

  • 1.将P0口写入数字信号1,将P1端口上拉至高电平,这样才能正常识别按钮信号

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  • 2.当按钮被按下,设置P0为1,放开时,设置为数字信号量0

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参考程序

请参考程序连接:https://makecode.microbit.org/_CAUDezEJrVtc

你也可以通过以下网页直接下载程序,下载完成后即可开始运行程序。

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11.5. 实验结果


按下按钮时,电机开始旋转,再按一次,电机停止旋转。 注意:micro:bit的电源电压比较低,只有3V,按下按钮时,电机有可能不能启动,遇到这种情况,请用手拨动一下电机的扇叶,电机方能正常旋转。

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11.6. 思考


如果要用电位器对电机进行速度控制,该如何设计电路与编程?

11.7. 常见问题


11.8. 更多信息,欢迎访问:


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