Steuerung einer elektromagnetischen Stärke mit Arduino

Diese vorherige Frage Die Steuerung eines Elektromagneten mit Arduino befasst sich nur mit der binären Steuerung (EIN oder AUS). Auf meiner Seite muss ich die Stärke des Magnetfeldes wählen.

Es ist ein hausgemachter Elektromagnet, ich habe es geschafft, ihn mit 12 V DC + einem 5 Ohm Widerstand zu versorgen, der ungefähr 2 Ampere liefert. Das resultierende Magnetfeld ist groß genug. Der Widerstand wird heiß, aber das ist erträglich.

Jetzt möchte ich die Intensität zwischen 0 und 2 Ampere anhand einiger Sensorwerte modulieren, daher plane ich die Verwendung eines Arduino.

Kann ich PWM verwenden, wenn ich weiß, dass die induktive Last erheblich ist? Ist die Frequenzwahl der PWM kritisch? Habe ich Probleme mit Wirbelströmen im weichen Kern? (Ich kann keinen laminierten Kern verwenden).

Meine Frage ist also: Ist PWM wirklich eine gute Wahl? Wenn ja, sollte ich den 5-Ohm-Widerstand behalten? Wie kann ich meine PWM-Frequenz + Alpha kalibrieren? Wenn nein, was könnte ich stattdessen tun? Welche Schaltung?

Vielen Dank

PWM ist eine gute Wahl und denken Sie daran, dass die Spule eine in umgekehrter Richtung angeschlossene Diode benötigt, um zu verhindern, dass Gegen-EMKs durch den Induktor mit offenem Stromkreis beschädigt werden. Sie müssen auch einen Leistungstransistor verwenden, um eine Schnittstelle zwischen dem Arduino und der Spule herzustellen - das Arduino bietet nicht genügend "Antrieb", um in die Nähe von 2A zu gelangen. Hier ist ein Diagramm, das einen Transistor von einer MCU zeigt, aber einen Motor anstelle einer Spule hat. Dies spielt keine Rolle - das Wichtigste ist, dass es die Diode und eine Methode zum Ansteuern der Spule zeigt: -

Es zeigt auch + 5V, aber dies kann + 12V sein. Dinge, auf die Sie achten sollten: -

1) Die Diode muss auf einen Strom ausgelegt sein, der den maximalen Strom durch die Spule überschreitet.

2) Die Spule benötigt den Widerstand bei Kurzschlüssen immer noch in Reihe, kann jedoch auf etwa 1 Ohm reduziert werden, wenn Sie mit dem Betrieb zufriedener sind.

3) Der Transistor muss für das Umschalten des Stroms ausgelegt sein. Wählen Sie daher wahrscheinlich einen, der problemlos mindestens 3A verarbeiten kann.

4) Die Nennspannung am Transistor muss nur 20 V oder mehr betragen

5) Der Widerstand in Reihe mit der Basis muss möglicherweise 100 Ohm betragen - versuchen Sie dies zunächst. Von einer 3V3-E / A-Leitung bedeutet 100 Ohm einen Basisstrom von etwa 30 mA. Wenn die HFE des Transistors beim Schalten von Leistungslasten (100+) gut ist, sollte dies in Ordnung sein. Es ist jedoch möglicherweise besser, hier und da einen FET zu verwenden gibt es eine große Auswahl.

Versuchen Sie als nächstes, einen 50: 50-Markierungsraumimpuls (eine Rechteckwelle) auszugeben und die Frequenz zu ändern, und sehen Sie, wie die Kernverluste bei zunehmend höheren Frequenzen aussehen. Ich hätte gedacht, 1 kHz ist ein guter Ausgangspunkt, und Sie können hoffentlich mit 10 kHz zufrieden sein.