利用Phyphox和ESP32捕捉小电机旋转产生的感应电动势

近日,微主观摩了学校开展的市级骨干教师优质课活动,在听评课活动中受到启发,利用Phyphox和ESP32联合捕捉到了小电机转子捏住前后的电流变化图像,很是兴奋。

在面包板上搭建好实验电路,将为小电机供电的红线和黑线分别与ESP32开发板上的IO33脚和GND脚相连,将事先编写好的数字电压表小程序烧录到ESP32中,设置好智能手机与ESP32的蓝牙连接,然后通过蓝牙加载实验程序,并确保实验程序处于运行状态。

这时,用手轻轻地旋转小电机的转子,手机屏幕上就呈现出了转子线圈旋转切割磁感线产生的感应电动势随时间的变化关系图像。

需要指出的是,ESP32只能测量正向电压,需要前后旋转小电机的转子,找到ESP32能够测量的感应电动的方向,并沿着该方向旋转小电机的转子,智能手机屏幕上就可以看到小电机转子旋转产生的感应电动势的图像了。

由于在该实验中,ESP32的采样频率设置的是100Hz,精确度很高,测得的感应电动势变化十分剧烈,这是因为小电机的转子上有三个线圈,通过电刷与供电导线相连,电刷的存在会使感应电动势向外输出过程中存在中断现象。

如果在Phyphox中将采集到的电动势数据进行高斯平滑处理,就会得到相对平滑的曲线。

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