Tento článok bude hovoriť o tom, ako Urob to sám Môžete si vyrobiť také zaujímavé zariadenie ako Levitron. V skutočnosti je levitron zvlákňovací vrch alebo iný predmet, ktorý vzrastá v priestore v dôsledku pôsobenia magnetického poľa. Levitrony sú rozmanité. Klasický model používa systém permanentných magnetov a pradenia. Počas otáčania sa vznáša nad magnetmi v dôsledku vytvorenia magnetického vankúša pod ním.
Autor sa rozhodol trochu vylepšiť systém vybudovaním levitronu na základe Arduino pomocou elektromagnetov. Pri použití týchto metód sa horná časť nemusí otáčať, aby stúpala vo vzduchu.
Takéto zariadenie môže byť použité pre rôzne iné DIY, Napríklad to môže byť vynikajúce ložisko, pretože v ňom prakticky neexistujú žiadne trecie sily. Tiež na takomto domácom produkte môžete robiť rôzne experimenty, alebo hrať priateľov.
Materiály a nástroje na výrobu:
- mikrokontrolér Arduino UNO;
- lineárny Hallov senzormodel UGN3503UA);
- staré transformátory (na navíjanie cievok);
- tranzistor s poľným efektom, odpory, kondenzátory a iné prvky (menovité hodnoty a značky sú uvedené na obrázku);
- drôty;
- spájkovačka so spájkou;
- napájanie 12 V;
- korok;
- malý neodýmový magnet;
- horúce lepidlo;
- Základ pre navíjanie cievok a materiálov na vytvorenie domáceho tela.
Výrobný proces levitronu:
Prvý krok. Vytvorte cievku
Cievka bude elektromagnet, vytvorí magnetické pole, ktoré priťahuje vrchol. Vrcholom bude korok, na ktorom je pripevnený neodýmový magnet. Namiesto korku môžete použiť iné materiály, ale nie príliš ťažké.
Pokiaľ ide o počet zákrutov v cievke, autor tu nespomínal takúto postavu, cievka šla do očí. V dôsledku toho bol jeho odpor asi 12 ohmov, výška 10 mm, priemer 30 mm a hrúbka použitého drôtu by mala byť 0,3 mm. Cievka neobsahuje žiadne jadro, ak potrebujete vyrobiť ťažšiu hornú časť, potom môže byť cievka vybavená jadrom.
Krok dva Úloha Hallovho senzora
Na to, aby horná časť stúpala vo vzduchu, a nie aby sa pevne prilepila k solenoidu, systém potrebuje snímač, ktorý dokáže zmerať vzdialenosť od vrchnej časti. Ako taký prvok sa používa Hallov senzor. Tento senzor je schopný detegovať magnetické pole nielen z permanentného magnetu, ale môže tiež určiť vzdialenosť od akýchkoľvek kovových predmetov, pretože také senzory samotné vytvárajú elektrické magnetické pole.
Vďaka tomuto senzoru sa horná časť vždy udržuje v správnej vzdialenosti od solenoidu.
Keď sa horná časť začne pohybovať od cievky, systém zvýši napätie. Naopak, keď sa horná časť blíži k solenoidu, systém zníži napätie v cievke a magnetické pole zoslabne.
Na snímači sú tri výstupy, to je výkon 5 V, ako aj analógový výstup. Ten je pripojený k Arduino ADC.
Krok tri Zostavíme obvod a nainštalujeme všetky prvky
Ako telo pre domácu prácu môžete použiť kus dreva, ku ktorému potrebujete jednoduchú konzolu na pripevnenie cievky. elektronický schéma je pomerne jednoduchá, všetko je možné pochopiť z obrázku. Elektronika pracuje zo zdroja 12V a keďže snímač potrebuje 5V, je pripojený pomocou špeciálneho stabilizátora, ktorý je už zabudovaný do radiča Arduino. Maximálne zariadenie spotrebuje asi jeden ampér. Keď horná časť stúpa, aktuálna spotreba je v rozsahu 0,3 - 0,4 A.
Tranzistor s efektom poľa sa používa na riadenie solenoidu. Samotný solenoid je pripojený k výstupom J1 a prvý kontakt konektora J2 musí byť pripojený k PWM Arduino. Schéma neukazuje, ako pripojiť Hallov senzor k ADC, ale nemali by s tým byť žiadne problémy.
Krok štyri Firmvér ovládača
Na programovanie radiča na potrebné činnosti je potrebný firmvér. Program funguje veľmi jednoducho. Keď hodnoty začnú klesať mimo povoleného rozsahu, systém buď zvýši prúd na maximum, alebo úplne vypne. V neskorších verziách firmvéru bolo možné hladko nastaviť napätie na cievke, takže sa prudké výkyvy hornej časti zastavili.
To je všetko, domáci produkt je pripravený. Pri prvom štarte zariadenie fungovalo, ale objavili sa niektoré nedostatky. Napríklad pri práci dlhšej ako 1 minúta sa cievka a tranzistor začali veľmi zahrievať. V tejto súvislosti musíte v budúcnosti nainštalovať na tranzistor radiátor alebo umiestniť výkonnejší. Cievka bude tiež potrebné prepracovať, pretože prišla so spoľahlivejšou konštrukciou ako len cievky drôtu s horúcim lepidlom.
Z dôvodu ochrany zdroja napájania musia byť do vstupných obvodov napájané veľké kondenzátory. Prvý energetický zdroj autora 1,5 A vyhorel po 10 sekundách kvôli silnému prepätiu.
V budúcnosti sa plánuje prenos celého systému na 5 V napájanie.