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课程_10 电机

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。

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。

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。

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。

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。

本次实验，我们就是用鳄鱼夹线来连接我们的电机。

实验步骤​

硬件连接​

根据下面的图片将你的元件连接起来：

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：

连接完成后如图:

软件​

微软Makecode在线编辑器:makecode.microbit.org

如图所示编写程序​

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

  • 2.当按钮被按下，设置P0为1，放开时，设置为数字信号量0

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。

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。

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？

常见问题​

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