mblock第二十課(電腦裡的馬達)

學校如果有電腦淘汰掉，報廢後不要急著回收，可以讓學生拆解，看看裡面的構造，也可以將裡面堪用的零件拆解下來做實驗，拆完剩下的再交給回收商。

打開電腦一眼就看到這四個跟馬達有關的主要零件。

電腦的硬體結構請參考：

電腦構造牆 (http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/10898/549521)

將零件拆下來，用刷子將灰塵刷乾淨。

一、直流馬達

機殼風扇和CPU風扇都是直流馬達，一般都是12V供電，三條接線。

黑色接負級，紅色接正極，另一條(黃、綠…..)色是偵測風扇轉動速度。

下圖是正常運作的CPU風扇，透過軟體可以監測到轉速。

PS：有些電腦可以依據CPU的溫度，自動調整CPU風扇轉速

這個風扇需要12V供電，Arduino板只能提供5V，不過，還是可以試試看。

接線：

將黑色線接GND，紅色線接D11，另一條(黃、綠…..)色線接類比腳A0。

使用[說類比腳位A0]指令，可以在螢幕上觀察接收到的訊號

(PS：類比腳A0輸入值為0~1023，實際轉速要經過轉換)

設置數位腳位D11的PWM輸出值，利用模擬輸出電壓可以調整風扇轉速。

1.PWM輸出為0：理論上沒有輸出，風扇沒有轉動，A0接收到的應該為0，可是卻收到363的訊號。(應該是飄移訊號)

2.PWM輸出為50，電壓輸出太小，風扇轉不動，A0接收到的為0

3.PWM輸出為255，風扇轉動，A0接收到的值變動很大，看不清楚。

4.改變一下程式

將一段時間的轉速平均一下，再觀察。

新增兩個變數，將轉速累加50次後，再求取平均值

5.PWM輸出為255，風扇轉動，A0接收到的值平均約在30左右。

6.PWM輸出為150，風扇轉動，A0接收到的值平均約在20左右。

7.PWM輸出為50，風扇轉不動，A0接收到的值平均小於1。

PWM輸出為模擬電壓非真正電壓。

二、硬碟 

硬碟內部構造請參考：http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/10898/570043

硬碟內部有一個主要轉動磁片的馬達，大家一定不會想放過它。

硬碟的馬達是 [ 3相無刷直流馬達 ]，所以拆下來會看到四個接點，直流電是無法直接讓它轉動的。

馬達種類繁多，實在是門大學問。有興趣的老師請參考：http://www.edom.com.tw/vender/techdoc/SFF_MotorControl_revFINAL_TC.pdf

硬碟馬達有四個接點，其中一個是共用腳位，另外三個分別控制三個相位。

使用三用電表來找出共用腳位

用三用電表量各個點之間的電阻，會發現其中一個點不管是跟那一個點之間的電阻都是比較小。

例如：上圖中的A點。

例如：上圖中的A點。

每一台硬碟的電阻都不大一樣。

因為Arduino提供的電力不足以讓硬碟轉動，因此需要外接動力。

這裡使用一個L298N 馬達驅動板來協助。

12V連接外部電源，可以連接Arduino板的Vin

GND接Arduino板的GND

5V接Arduino板的5V

IN1~IN4分別接Arduino板的數位腳，例如：D8~D11

OUT1~OUT4分別接硬碟的連接點A、B、C、D

利用D8~D11的訊號控制硬碟A、B、C、D的電位，來驅動硬碟轉動。

使用程式控制激磁方式來讓馬達轉動，簡單的分為一相激磁和一/二相激磁兩種。

1.一相激磁

將上面的[Arduino主程式]積木換成[當綠旗被點一下]，可以立刻看到執行結果

一相激磁，將等待時間去掉

如果將程式上傳離線執行，會發現沒有等待時間的程式，無法讓馬達轉動

推測應該是上傳後執行時間太快。

2.一/二相激磁

程式上傳，離線執行外接電源

將上面的[Arduino主程式]積木換成[當綠旗被點一下]，可以立刻看到執行結果

[當綠旗被點一下]，將等待時間去掉

如果將程式上傳離線執行，會發現沒有等待時間的程式，無法讓馬達轉動。

檔案上傳後硬碟沒有轉動，因為USB提供的電力不足以讓馬達啟動。

註：光碟機裡面有3顆馬達，下一節介紹。 

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相關連結：

國中小學生外部感應器初體驗：Arduino軟硬體選擇建議
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/93477/626724

Arduino初級班課程目錄
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/93477/605771

Arduino課程準備
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/93477/599681

Arduino第一課(概論、連接)
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/93477/599732