用舊硬碟做個最簡單的 Adams Motor

把舊硬碟拆開,在碟盤黏上4顆磁鐵,買梱繞好的漆包線,中間插上幾根鐵釘,再接上電池和磁簧開關,這樣就做好一個會轉的Adams Motor了。簡單吧!!

參考網址 http://www.simplemotor.com/rsmotor.htm

材料:

  1. 舊硬碟,3.5" 的,需要準備T型起子,才能拆開。
  2. 磁簧開關,找個能承受較大電流的,以免一下就燒了。
  3. 磁鐵,強力的釹磁鐵,N35,或更高的,但是也會越難操作。長寬約20mm,厚約10mm。
  4. 漆包線,可用#29,0.35mm,100g 以上,線太短了,電流會太大,容易把零件燒壞。
  5. 鐵心,可用鐵線,剪成一樣長度,想辦法弄成一束,直徑在10mm以上。也可用長鐵釘,但要有工具把頭鋸斷,才有辦法束在一起。
  6. 電池,對應漆包線的電阻,電壓要在10V以上,電壓太低是轉不動的。不然就要改用較粗或較短的漆包線。能用電瓶會較好,若有電源供應器,能限制最大電流,那是最好的了。雖然,我的相片中是用電瓶,但那是為了避免讓人感覺要用電源供應器會玩不起,才特別接電瓶的。那個電瓶,是UPS換下來的。

作法:

先把舊硬碟拆開。剩下會轉的碟盤,就不要再動它了,很精密的構件,不小心就弄變形,就沒有用了。

再把磁鐵黏到碟盤上。我是用3M的雙面膠黏的,雖然磁鐵不會飛走,不過,馬達不用時,記得把鐵心放遠一點,不然磁鐵吸力太強,會被吸離原來的位置。只用雙面膠黏,是因為這只是做實驗,不用的時候,還可以把它拆下。另外,像我的磁鐵厚度只有2mm,是用6片磁鐵吸在一起,成為12mm的。假如你還想把兩片磁鐵分開,做不同的組合,記住兩片磁鐵間,千萬不要用雙面膠,或用任何其他的黏膠,不然,你是沒有機會再讓它們分開的。

還有,注意自己的安全,就算我的磁鐵只是20mm*10mm*2mm的小磁鐵,還是好幾次把我的手夾得皮下紅腫,只差沒內出血而已。筋骨也因為太用力而拉傷。

黏磁鐵時,相同的磁極,要都向外或向內。最簡單的作法是,第一個磁鐵,隨便一個方向都行。以後每要黏磁鐵之前,都先靠近已黏好的磁鐵,看是會相吸或相斥,再把它黏下去。不然,準備個指北針,把磁鐵靠近指北針,看它是怎麼轉的,就知道極性了。或者,在磁鐵上的一邊做上記號,那更是一個好習慣。

接下來,要製作線圈了。最偷懶的辦法是,買來的漆包線,廠商會好心的把最內部的線頭也拉出來,直接用現成繞好的線圈就可以了。只要把鐵心插進去,就是一個現成的電磁鐵了。

鐵心的製作,就依線圈的長度,把鐵線裁成適當的長度。長度稍長些,固定時會比較方便些。鐵線的數量,是把鐵絲弄成一束,剛好放在線圈的中間。可以用熱熔膠把鐵絲黏起來。

最後,就是用電線把零件接起來啦。啊,不,也許是該先把零件固定吧。但我只是實驗而已,都是用手拿,或用鉗子夾住,或是用東西壓住或頂住而已,雖然不是很理想,但還是會轉啦。

電路部份,對某些人來說,像在下我,是很容易的。但對一部份人來說,或許是大多數人,是頗為抽象的。我試著把它說清楚,容易瞭解好了。

首先,電池有正負極,線圈有兩條線,我們得先決定線圈的那一條引出線要接正,那一條要接負。步驟如下,先把鐵心靠近磁鐵,磁鐵會被吸過來。然後把電池的一端先接上線圈的一條線,因為我們還不曉得該如何接才對,所以接隨便那一端都行。再來,請小心的進行,不然把線圈或電瓶燒壞,恕不負責。將電池的另一端引線接觸線圈的另一條引線,再很快的放開,接觸的時間大約在1秒左右吧,總之,留意不要把零件燒壞就是了。在線圈兩端都接上電源的時候,注意看磁鐵是否會被推開。若不會被推開,表示極性不對,把線拆開,換一頭接,再試一次,若這次會將磁鐵推開,就表示對了,記住這接法,做個記號。若不幸的,換個方向還是沒用,那有幾種可能,可能電壓太低,線圈換了,或是電池沒電了,也有可能你太害怕了,怕被電到,操作不正確。

確定了線圈的極性,就可以把整個電路接起來了。先把線圈的一端接到電池上,再把電池的一端接到磁簧開關,最後把還沒接上的線圈的一條線和磁簧開關的一端接起來。嗯,只有三個零件,相信不會太難的。

現在,到了關鍵時刻,可以開始試轉啦,幸運的話,馬達會順利的轉動,不幸的話,可能會看到一縷青煙,聞到一股焦味。嗯,只有3個零件而已,相信不致於如此的。

啊,對了,忘了說明線圈和磁簧開關的位置。先選個好位置,把線圈固定住。怎麼固定呢,前面已經說過了,可以用螺絲固定,用鉗子夾,或用東西壓,我有時是用手拿的。讓其中一個磁極靠近線圈,它會被鐵心吸住不動,這時,把磁簧開關靠近另一個磁極,可以是與線圈成90度或180度的那個磁極。當磁性讓磁簧開關導通,線圈通電,就會把磁鐵推開,此時磁簧開關也會切斷,慣性,會讓碟盤的另一個磁極靠近線圈。當下一個磁極通過線圈時,剛好另一個磁極也靠近磁簧開關,使線圈通電,又將磁鐵推開。如此週而復始,馬達就轉個不停。

剛開始,馬達會運轉得不錯,試著改變一下磁簧開關或磁鐵的位置,可以看到轉速會變,電流也會改變,喔,假如你有電流錶的話。你也可以看到透明的磁簧開關冒著紫藍色的火焰,還不錯看。

先警告你一下,心理先有個準備,以免剛剛的美好結果是如此短暫,你會過度失望。磁簧開關或許不適合如此快速週期性的開關,有時不知怎的,也許是轉太快,或電流太大,磁簧開關會持續導通,不會切斷。因為我是用電源供應器,只要看到電流居高不下,就知道大事不妙了。若沒有電流錶,也很容易判斷,只要碟盤不轉,而且沒有磁鐵願意靠近鐵心,線圈在兩個磁極之間,就知道線圈一直通電,這時要趕快切斷電源。

通常,切換電源後,將磁簧開關拿遠點,或輕輕敲一敲,過一陣子,就會恢復正常,千萬別急著把磁簧開關扔到垃圾桶。我第一次磁到此情形,不假思索就扔到垃圾桶,睡覺時,躺在床上,睡不著,思考著是怎麼回事,又從床上爬起來,從垃圾桶把那個小小小小的磁簧開關給翻出來,檢回來。

雖然,寫了這麼多,但這真的是一個非常非常簡單的馬達,不相信,你可以和我後面要做的比較看看。所以,你可以玩玩看,一定會成功的。

數據:

下面是一些簡單的數據,讓大家有個大致的概念。

驅動線圈: #29 (0.35mm),重量80g,線圈 內徑 14mm,外徑30mm,長度 30mm。電阻 18 ohm,空心時電感 20 mH,插入鐵心 69 mH。

鐵心: 7根鐵釘,長度75mm,匝在一起總直徑 10mm。電壓 10~20V,電流約 240mA。

磁簧開關: 長15mm,外徑 2.5mm。

磁鐵: 單顆 N35,20mm*10mm*2mm,每一極用6個堆疊在一起,共4極。

硬碟: 3.5"。

拾取線圈: #29 (0.35mm),重量200g,線圈 內徑 20mm,外徑48mm,長度 32mm。電阻 49.3 ohm,空心時電感 121 mH,插入鐵心 255 mH。

電源: 18V,0.32A (有次級線圈串1 ohm電阻時),0.24A(無次級線圈)

驅動線圈電壓(未加拾取線圈,磁簧開關未併bemf二極體,電源 18.2V)

拾取線圈電壓,串1 ohm電阻,磁簧開關併bemf二極體,

不過第2圖的數據,正確性可能有問題,因為10V的電壓,流過1 ohm的電阻,電流高達 10A,功率將是 100W,那線圈和電阻應該都早已不保。