Тази статия ще говори за това как направете го сами Можете да направите такова интересно устройство като Levitron. Всъщност левитронът е въртящ се връх или друг предмет, който се извисява в пространството поради действието на магнитно поле. Левитроните са разнообразни. Класическият модел използва система от постоянни магнити и въртящ се плот. Завива над магнитите по време на въртене поради образуването на магнитна възглавница под нея.
Авторът реши малко да подобри системата, като изгради левитрон на базата на Arduino използвайки електромагнити. Използвайки тези методи, горната част не трябва да се върти, за да се извисява във въздуха.
Такова устройство може да се използва за различни други Направи си сам, Например, той може да бъде отличен лагер, тъй като в него практически няма сили на триене. Също така върху такъв домашен продукт можете да провеждате различни експерименти, добре или да играете приятели.
Материали и инструменти за производство:
- микроконтролер Arduino UNO;
- линеен сензор на Хол (модела UGN3503UA);
- стари трансформатори (за навиване на рулони);
- полеви транзистор, резистори, кондензатори и други елементи (оценките и марките са показани на диаграмата);
- проводници;
- запояващо желязо с спойка;
- 12V захранване;
- корк;
- малък неодимов магнит;
- горещо лепило;
- Основата за навиване на рулони и материали за създаване на домашно тяло.
Производственият процес на левитрон:
Първа стъпка. Направете намотка
Намотката ще бъде електромагнит, тя ще създаде магнитно поле, което ще привлече върха. Като горна част ще има корк, върху който е прикрепен неодимов магнит. Вместо корк можете да използвате други материали, но не прекалено тежки.
Що се отнася до броя на завоите в намотката, тук авторът не спомена такава цифра, бобината отиваше на око. В резултат на това съпротивлението му беше около 12 ома, височина 10 мм, диаметър 30 мм, а дебелината на използваната жица трябва да бъде 0,3 мм. В намотката няма сърцевина, ако трябва да направите по-тежък плот, тогава бобината може да бъде оборудвана със сърцевина.
Стъпка втора Ролята на сензора на Хол
За да може върхът да се извисява във въздуха, а не да се придържа плътно към соленоида, системата се нуждае от сензор, който може да измери разстоянието до върха. Като такъв елемент се използва сензор на Хол. Този сензор е в състояние да открие магнитното поле не само на постоянен магнит, но също така може да определи разстоянието до всякакви метални предмети, тъй като такива сензори сами създават електрическо магнитно поле.
Благодарение на този сензор горната част винаги се държи на правилното разстояние от соленоида.
Когато върхът започне да се отдалечава от намотката, системата повишава напрежението. И обратно, когато горната част се приближава до соленоид, системата понижава напрежението в намотката и магнитното поле отслабва.
На сензора има три изхода, това е 5V мощност, както и аналогов изход. Последният е свързан с ADC Arduino.
Стъпка трета Сглобяваме веригата и монтираме всички елементи
Като тяло за домашна работа можете да използвате парче дървен материал, към което трябва да направите обикновена скоба за закрепване на бобината. електронен схемата е доста проста, всичко може да се разбере от снимката. Електрониката работи от 12V източник и тъй като сензорът се нуждае от 5V, той е свързан чрез специален стабилизатор, който вече е вграден в контролера Arduino. Максималното устройство консумира около един ампер. Когато горната част се извисява, консумацията на ток е в границите 0,3-0,4 A.
Транзистор с полев ефект се използва за управление на соленоида. Самият соленоид е свързан към изходите на J1, а първият контакт на конектора J2 трябва да бъде свързан към PWM Arduino. Диаграмата не показва как да свържете сензора на Хол към ADC, но не трябва да има проблеми с това.
Стъпка четвърта Фърмуер на контролера
За да програмирате контролера за необходимите действия, е необходим фърмуер. Програмата работи много просто. Когато стойностите започнат да падат извън допустимия диапазон, системата или увеличава тока до максимум, или напълно се изключва. В по-късните версии на фърмуера стана възможно плавно регулиране на напрежението върху намотката, така че резките колебания на горната част спряха.
Това е всичко, домашният продукт е готов. При първия старт устройството заработи, но бяха открити някои недостатъци. Така например, когато работите повече от 1 минута, намотката и транзисторът започнаха да се нагряват. В тази връзка в бъдеще трябва да инсталирате радиатор върху транзистора или да поставите по-мощен. Намотката също ще трябва да бъде преработена, като излезе с по-надежден дизайн от просто бобини от тел с горещо лепило.
За да се защити източникът на енергия, към входните вериги трябва да се подават големи кондензатори. Първият авторски 1.5 захранващ блок изгоря след 10 секунди поради силни пренапрежения.
В бъдеще се планира цялата система да се прехвърли на 5V захранване.