Electroiman

Objetivo

Construcción e implementación al kit Butiá de un actuador electroimán. La motivación se basa en dos ejes:

• Aportar al kit Butiá con un nuevo actuador.
• Brindar una herramienta útil, accesible y de bajo costo para que los competidores de sumo 2015 puedan resolver el desafío básico.
  
  

Integrantes

• Bruno Michetti - brunomichettileites@gmail.com
• Gabriel Amaral - gamaral.fing@gmail.com
• Romina Brown - rominabrownlatierro@gmail.com
  
  

Tutor

• Rodrigo Dearmas - dearmas@fing.edu.uy.
  
  

Fundamento teórico

Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.
Siempre que tengamos una corriente eléctrica se presentará un campo magnético; a éste fenómeno se lo conoce como inducción. El campo generado por una sola corriente es muy pequeño, sin embargo cuando tenemos dos o más corrientes paralelas los campos magnéticos generados por éstas se suman y crean un campo mayor. Se conoce como embobinado a un arreglo de múltiples vueltas de un cable conductor alrededor de un cuerpo sólido, de modo que genere un campo magnético considerable. Entre más paralelas, mejor pegadas estén las vueltas del cable, más fuerte será el campo que generemos. También influirá la intensidad de la corriente que tengamos.
La principal ventaja de un electroimán sobre un imán permanente es que el campo magnético puede ser rápidamente manipulado en un amplio rango, controlando la cantidad de corriente eléctrica. Sin embargo, se necesita una fuente continua de energía eléctrica para mantener el campo.
Dentro de la bobina se crean corrientes inducidas cuando ésta está sometida a un flujo variable. Estas corrientes son llamadas corrientes de Foucault y en general, son indeseables puesto que calientan el núcleo y provocan pérdida de potencia.

Materiales y procedimiento

Para el circuito:

• Transistor NPN TIP 122 x1
• Resistencia de 1 kΩ x1
• Resistencia de 390 Ω x1
• Resistencia de 120kΩ x1
• Conector RJ45 hembra x1
• Diodo 1N4007 x1
• Led x1
• Bornera de 2 pines x2

Para el electroimán:

• Clavo de 4mm de diámetro y 8 cm de largo
• 4 pilas de 1.5 V
  
  

Para controlar el flujo de corriente a través del electroimán decidimos construir un circuito que será manipulado por la placa USB4Butiá. El mismo cuenta con un led que indica si por la bobina está pasando corriente eléctrica o no, es decir, si el electroimán está imantando o no. Utilizamos la resistencia de identificación existente para el actuador relé implementado por estudiantes de la materia en años anteriores. En definitiva el circuito permite activar y desactivar el electroimán, y en el caso de que esté activado se prenderá el Led.

Se adjunta una imagen del esquemático en kicad:

Se adjunta a continuación el proyecto en kicad con los diseños del circuito: Proyecto Kicad

En este video mostramos el funcionamiento del circuito:

Conclusiones

Fue una experiencia muy enriquecedora ya que aprendimos a probar circuitos en una protoboard, diseñarlos en kicad, y construirlos de forma casera con materiales baratos y accesibles. Aprendimos mucho de eléctrica y esperamos haber construido una herramienta útil.