Denne artikkelen vil snakke om hvordan gjør det selv Du kan lage et så interessant apparat som Levitron. Faktisk er en levitron en spinnende topp eller et annet objekt som svever i rommet på grunn av virkningen av et magnetfelt. Levitroner er forskjellige. Den klassiske modellen bruker et system med permanente magneter og en spinnende topp. Den svir over magnetene under rotasjon på grunn av dannelsen av en magnetisk pute under.
Forfatteren bestemte seg for å forbedre systemet litt ved å bygge en levitron basert på Arduino ved hjelp av elektromagneter. Ved å bruke disse metodene trenger ikke toppen å rotere for å sveve i luften.
En slik anordning kan brukes til forskjellige andre DIY. For eksempel kan det være en utmerket peiling, siden det praktisk talt ikke er noen friksjonskrefter i den. På et slikt hjemmelaget produkt kan du også utføre forskjellige eksperimenter, vel, eller leke venner.
Materialer og verktøy for produksjon:
- mikrokontroller Arduino UNO;
- lineær Hall sensor (modellen UGN3503UA);
- gamle transformatorer (for svingete spoler);
- felteffekttransistor, motstander, kondensatorer og andre elementer (rangeringer og merker er vist på diagrammet);
- ledninger;
- loddejern med lodde;
- 12V strømforsyning;
- kork;
- en liten neodymmagnet;
- varmt lim;
- Grunnlaget for svingete spoler og materialer for å lage en hjemmelaget kropp.
Produksjonsprosessen av levitron:
Første trinn. Lag en spiral
Spolen vil være en elektromagnet, den vil skape et magnetfelt som vil tiltrekke toppen. Som en topp vil det være en kork som en neodymmagnet er festet på. I stedet for kork, kan du bruke andre materialer, men ikke for tunge.
Når det gjelder antall svinger i spolen, her nevnte forfatteren ikke en slik figur, spolen gikk for øyet. Som et resultat var dens motstand omtrent 12 ohm, høyde 10 mm, diameter 30 mm, og tykkelsen på den anvendte ledningen skulle være 0,3 mm. Det er ingen kjerne i spolen, hvis du trenger å lage en tyngre topp, kan spolen utstyres med en kjerne.
Trinn to Hallen-sensoren
For at toppen skal sveve i luften, i stedet for å holde seg tett til magnetventilen, trenger systemet en sensor som kan måle avstanden til toppen. Som et slikt element brukes en Hall-sensor. Denne sensoren er i stand til å detektere magnetfeltet ikke bare av en permanent magnet, men kan også bestemme avstanden til alle metallgjenstander, siden slike sensorer selv skaper et elektrisk magnetisk felt.
Takket være denne sensoren holder toppen alltid i rett avstand fra magnetventilen.
Når toppen begynner å bevege seg bort fra spolen, hever systemet spenningen. Motsatt, når toppen nærmer seg en magnetventil, senker systemet spenningen i spolen og magnetfeltet svekkes.
Det er tre utganger på sensoren, dette er 5V strøm, i tillegg til en analog utgang. Sistnevnte er koblet til Arduino ADC.
Trinn tre Vi monterer kretsen og installerer alle elementene
Som en kropp for hjemmelaget arbeid kan du bruke et tømmer som du trenger å lage en enkel brakett for å feste spiralen. elektronisk opplegget er ganske enkelt, alt kan forstås fra bildet. Elektronikk fungerer fra en 12V kilde, og siden sensoren trenger 5V, kobles den til via en spesiell stabilisator, som allerede er innebygd i Arduino-kontrolleren. Den maksimale enheten bruker omtrent en ampere. Når toppen svever, er strømforbruket innen 0,3-0,4 A.
En felteffekttransistor brukes til å kontrollere magnetventilen. Magneten i seg selv er koblet til utgangene til J1, og den første kontakten til J2-kontakten må være koblet til PWM Arduino. Diagrammet viser ikke hvordan man kobler Hall-sensoren til ADC, men det skal ikke være noen problemer med dette.
Trinn fire Firmware for kontroller
For å programmere kontrolleren for nødvendige handlinger, kreves firmware. Programmet fungerer veldig enkelt. Når verdiene begynner å falle utenfor det tillatte området, øker systemet enten strømmen til maksimum, eller slås helt av. I senere versjoner av firmware ble det mulig å justere spenningen på spolen jevnt, så de skarpe svingningene i toppen stoppet.
Det er alt, det hjemmelagde produktet er klart. Ved første start fungerte enheten, men noen feil ble oppdaget. Så for eksempel når du arbeidet i mer enn 1 minutt, begynte spolen og transistoren å bli veldig varm. I denne forbindelse må du i fremtiden installere en radiator på transistoren eller sette en kraftigere. Spolen må også gjøres om, etter å ha fått en mer pålitelig design enn bare trådspoler med varmt lim.
For å beskytte strømkilden må store kondensatorer tilføres inngangskretsene. Forfatterens første strømforsyning på 1,5 A brant ut etter 10 sekunder på grunn av kraftige strømstøt.
I fremtiden planlegges det å overføre hele systemet til en 5V strømforsyning.