I dag, sammen med Roman, forfatteren av YouTube-kanalen "Open Frime TV", vil vi sette sammen en plattform-levitron.
Historien om opprettelsen av denne enheten begynte allerede i 2016. Da snublet forfatteren over en artikkel av "BrainChinov", og av hele mitt hjerte fyrte jeg opp for å gjenta denne enheten.
Men ikke alt er så enkelt. Det var ikke mulig for forfatteren å samle nettopp et slikt alternativ. Så begynte han å lete etter et alternativ og fant et på RadioKot.
Jeg lastet ned skiltet, begynte å forgifte og deretter sette sammen enheten.
Men til slutt brøt alt av. Seks måneder senere, kanskje litt mer, begynte forfatteren å mestre Arduino. Og ideen kom til ham å lage en levitron på den. Med fornyet kraft stormet han ut i kamp, men igjen skuffelse. Mange søvnløse netter med kodeskriving og samling var forgjeves. Den luftende magneten ønsket fortsatt ikke å henge, den ble trukket fra side til side og det er det.
Etter en tid kom forfatteren over en annen artikkel med en full beskrivelse, bestilte komponenter, begynte å sette sammen, vikle nye spoler, startet alt og igjen mislyktes. Forfatteren begynte å tenke hvorfor Levitron ikke startet og innså hva problemet var. Det viste seg at alle sårspolene hadde en metallbase inni, og kraften som magneten nådde kjernen med, overskred reaksjonen. På grunn av dette skjedde slik dritt. Som et resultat gjenfilter forfatteren spolene og et mirakel skjedde - magneten fløy.
Glede visste ingen grenser. Forfatteren beundret sitt hjemmelagde produkt hele kvelden. Vel, det var sånn, bakgrunnen, men nå går vi direkte til forsamlingen. La oss først bli kjent med enheten.
Så ved basen har vi permanente magneter som skaper et magnetfelt i form av en kuppel. Helt øverst er det et likevektspunkt, på dette punktet ser det ut som om basismagnetene skyver den levende magneten opp, og kompenserer for tyngdekraften. Men det er ett “men”, dette punktet er ekstremt ustabilt, og den luftende magneten flyr hele tiden fra den.
Her kommer elektromagneter og Hall-sensorer til hjelp, som sporer magnetens plassering, og så snart den begynner å fly bort fra punktet, slås den tilsvarende elektromagneten på og drar den levende magneten tilbake til sentrum. Dermed gjør han svingninger i forskjellige retninger, men med stor frekvens, og øyet praktisk talt ikke ser det.
Vel, fant ut teorien, la oss gå videre til praksis. Hjernen til kretsen vil være Arduino Uno.
Først ønsket forfatteren å bruke Arduino Nano, men utilsiktet brente den og ga feil spenning. Kraftens del av kretsen er L298N trinnmotordriver.
Vel, sporingsdelen er 2 Hall-sensorer som ligger i sentrum av strukturen.
La oss nå vurder enhetsskjemaet, la oss starte med blokkskjemaet.
Diagrammet viser hva som er koblet til, nå vil vi vurdere hver blokk separat. Hall-sensorene er utstyrt med en ekstra forsterker på LM324-brikken. Det forsterkede signalet fra Hallene føres til den analoge inngangen til Arduinki.
Neste blokk - Dette er sjåføren og spolene. Om deres svingete litt senere, men nå er det et rent opplegg.
Som du kan se, er alt koblet elementært og uten problemer.
nå gå til forsamlingen. Som grunnlag vil vi bruke en brødplate. Det må reduseres litt og hull bores. Avstanden mellom hullene er 40mm.
Etter å ha utarbeidet brødbrettmodellen, vil vi delta i svingete spoler. Som nevnt tidligere var det i spolene som var problemet, siden de alle hadde metallkjerne. Ta en hette for sprøytenålen som base. Begrenserne for selve spolene er laget, som i de første versjonene, av tekstolit.
Størrelsen på spolene foran deg.
Alle er såret i en retning. Antall svinger 350, diameteren på ledningen 0,44 mm. Jeg tror at hvis du gjør 10 eller til og med 20 prosent endringer i parameterne til viklingene, vil ikke resultatet endre seg.
Når spolene er klare, installerer du dem på brettet, som resten av delene. Nå er det nødvendig å koble spolene til 2 deler i serie, slik at når du påfører spenning til et par spoler, tiltrekker en av dem seg, og den andre avviser i dette øyeblikket.
Angående plasseringen av Hall-sensorene. De bør være strengt på spolenes akse. Der de er distribuert spiller ikke en rolle, vil alt bli justert i innstillingene.
Neste trinn - tilkobling av alle elementer i en krets og Arduino firmware. Du finner selve skissen og alle bildene med skjemaene i prosjektarkivet.
Men etter at firmware vanskene begynner. Permanente magneter kan ikke plasseres i basen for justering. Da skissen ble lastet opp til Arduino, tar vi magneten, som skal leviteres og plasseres over spolene, og beveger hånden over stedet der levitasjonspunktet skal være, vi skulle føle motstanden til spolene.
Anta at vi kjører til venstre, det betyr at spolene blir utløst og trukket til høyre, hvis trekkverket går i feil retning, så må du bytte spolens utganger på føreren.
Nå er det på tide å installere magnetene på brettet. Magneter må være neodym.
Generelt kan du bruke rektangulære magneter ved basen, men forfatteren bestemte seg for å ta runde, siden de er billigere og har et hull for montering. Vi installerer magneter i mellomrommene mellom spolene. Den diagonale avstanden mellom dem er 5,5 cm.
Nå tar vi en magnet, som vi vil suspendere og prøve å plassere den i sentrum av levitasjon. Det er viktig å gjette på magnetens vekt. Forfatteren gjorde dette, tok hovedmagneten og hang små på den, og fant dermed en balanse. Men magneten i sentrum hang ikke lenge, den ble stadig revet i en retning. Her hjelper innstillingsmotstander, ved å rotere dem kan du skifte likevektspunkt. Dermed justerer vi den skyhøye magneten.
Alt, oppsettet er fullført. Det gjenstår å ordne alt dette vakkert i saken. En slik boks passer for dette.
Men som det viste seg, har det veldig tykke vegger, og vi har hver millimeter bokstavelig talt verdt sin vekt i gull. Derfor er det nødvendig å skjære et hull for spolene i lokket og fikse dem i flukt med huset.
Det resulterende hullet i saken måtte dekkes med noe. Og her kom en annen prototypebrett perfekt opp, det viste seg veldig bra.
Driveren og Arduinka er plassert i saken, og vi tar strømmen fra en ekstern adapter for 12V, 2A. Som et resultat ble designen lik fabrikken modellen. På den kan du installere en slags dekorativ ting som et fly eller en skrivemaskin, og glede deg over.
Det er alt. Takk for oppmerksomheten. Vi ses snart!
videoer: