磁力攪拌器的后期調試

　　磁力攪拌器是用于液體混合的實驗室儀器，主要用于攪拌或同時加熱攪拌低粘稠度的液體或固液混合物。其基本原理是利用磁場的同性相斥、異性相吸的原理，使用磁場推動放置在容器中帶磁性的攪拌子進行自旋運動（市場上的攪拌子式的磁力攪拌均為此種方式），從而達到攪拌液體的目的。

 

　　可能你會有疑問，為什么是要通過轉子自選，而不是轉子圍繞燒杯中心做圓周運動來達到攪拌的目的？文檔后面我們通過放實物來解答。

 

　　市場上的磁力攪拌大都為電機帶動磁鐵旋轉進而吸引攪拌子旋轉，這種方法易于實現，但隨之而來的有體積大、有噪聲、效率不高等問題，于是參考網上資料，設計了一款類似于無刷電機的攪拌機。下圖為初代產品（慢速狀態）

 

　　磁力攪拌器的工作原理大家可能都了解過，這里再簡單介紹一下

 

　　利用交變的磁場帶動磁性轉子旋轉，攪拌機的工作原理與之類似，利用開關管控制3對6個勵磁線圈交替導通每兩個線圈反串聯在一起即可構成一對NS進而產生對轉子的吸引。

 

　　硬件設計

 

　　每對線圈用一個H橋驅動，可以實現對磁性攪拌子正反轉的控制。驅動H橋用了兩個3極管可以產生互補輸出，不僅增強了驅動能力，還保證了每個橋臂上下兩個管子不會同時導通

 

　　單片機最小系統電路

 

　　加入了溫度傳感器，可以實時檢測攪拌液體的溫度

 

　　還有一些交互模塊如按鍵、oled、藍牙等，用以調速等操作，可有可無。

 

　　軟件設計

 

　　驅動程序類似于步進電機的驅動程序，有單步，半步，和雙步等驅動方式

 

　　使用過步進電機的一定都知道步進電機如果要達到的一定速度話，需要加速啟動，攪拌機同樣也是的，寫了個簡單的加速程序

 

　　磁力攪拌器的后期調試

 

　　1、線圈對轉子的吸引力不是很強，如果離線圈稍微遠一些別無法驅動，此時每相線圈導通時的電流為150mA。

 

　　于是將原本反接串聯的線圈改為反接并聯，電流變為670mA，吸引力滿足需求

 

　　2、轉子不能維持在中間位置，雖然偏一下不影響轉速但轉子如果碰到杯壁就需重新加速，影響使用

 

　　于是分析了一下這個問題為原理上的問題，如果在中間兩邊磁場力是平衡的，但如果有輕微的擾動，就會使一邊距離減小，而磁力與距離成正比，正反饋，就會越來越偏，解決辦法為換一個大些的燒杯或者使用凹底的燒杯

 

　　所以不使用圓周運動的原因為：由于線圈產生的磁場強度有限會使得轉子由一相到下一相的最小時間是固定的，而且圓周運動脫離磁力不可維持，所以難以將速度加起來，效果比不上轉子的自旋。