მაგნიტური ლევიტაცია - რა არის და როგორ არის შესაძლებელი. DIY Levitron: ხელნაკეთი მოწყობილობის დიაგრამა მაგნიტურ ველში ლევიტაციისთვის ელექტრომაგნიტური ლევიტაციის მოწყობილობა

ზოგიერთ მოწინავე მაღაზიაში შეგიძლიათ იხილოთ სარეკლამო სტენდები, რომლებიც აჩვენებენ საინტერესო ეფექტებს, როდესაც ფანჯრიდან რაღაც ან ბრენდის იმიჯის მქონე ნივთი ჩნდება. ზოგჯერ როტაცია ემატება. მაგრამ თვითნაკეთი პროდუქტების დიდი გამოცდილების გარეშე ადამიანსაც კი შეუძლია ასეთი ინსტალაციის გაკეთება. ამისათვის საჭიროა ნეოდიმის მაგნიტი, რომელიც შეგიძლიათ იპოვოთ კომპიუტერის ნაწილებში.

მაგნიტის თვისებები გასაოცარია. მსგავსი ბოძებით მოგერიების ერთ-ერთი თვისება გამოიყენება ობიექტებში, რომლებიც გამოიყენება მაგნიტური ლევიტაციის მატარებლებში, სასაცილო სათამაშოებად ან სანახაობრივი დიზაინის ობიექტების საფუძველად და ა.შ. როგორ გავაკეთოთ ლევიტაციური ობიექტი მაგნიტების საფუძველზე?

მაგნიტური ლევიტაცია ვიდეოზე

ხუთპუნქტიანი ნეოდიმის მაგნიტების ზედა ნაწილის ლევიტაცია. მაგნიტური ლევიტაცია, მაგნიტიზმი, მაგნიტური ექსპერიმენტი, truco magnética, moto perpetuo, საოცარი თამაში. გასართობი ფიზიკა.

დისკუსია

ქორი
როდესაც მაგნიტი ბრუნავს, ხდება ლევიტაცია და თუ მაგნიტის სიჩქარე მცირდება, ის ორბიტიდან ვარდება... გაამართლეთ ეს ეფექტი. მაგნიტური ველების ურთიერთქმედება მაგნიტებს შორის ნათელია, მაგრამ რა როლი აქვს ბრუნვას. თქვენ ასევე შეგიძლიათ დაიჭიროთ მაგნიტი ჰაერში ხვეულებიდან მონაცვლეობითი მაგნიტური ველის გამოყენებით.

pukla777
გთხოვთ იმუშავოთ თემაზე - მფრინავის გენერატორი. ვფიქრობ, მას ექნება სასარგებლო პრაქტიკული აპლიკაციები. გარდა ამისა, დიდი ხნის წინ გადაიღეთ ვიდეოში, მაგრამ ძალიან ცოტა და ინფორმაციის გარეშე.

რუსეთის პრეზიდენტი
Რა იქნება თუ:
ჩაუშვით ეს ტოპი რაღაც კუბში და იქ შექმენით ვაკუუმი, იდეის მიხედვით ჰაერის წინააღმდეგობა არ იქნება და თითქმის უსასრულოდ ტრიალებს! და თუ არა, ასევე სპილენძის სწორად გახვევა და ენერგიის ამოღება?

ევგენი პეტროვი
კომენტარები წავიკითხე, მიკვირს, რა თემაა!? იქ ყველაფერი მაგნიტური ტოპივითაა, ბეწვი მისცეს. ენერგია ზედა მუდმივი მაგნიტური ველია, როცა ის ბრუნავს მაგნიტური ველიც ბრუნავს, მაგრამ მთავარია როგორ! მაგნიტებში დომენები არ არის შეფუთული თანაბრად, ეს ტექნიკურად შეუძლებელია, ამიტომ პასიური მაგნიტი თავისთავად ვერ დარჩება მაგნიტურ ბალიშზე; ის გადავა უფრო ძლიერ მხარეზე, სადაც განსხვავება ზოგადად უმნიშვნელოა, ამიტომ ველის ბრუნვა არ ხდება. ნება მიეცით ამის გაკეთება.

ვიაჩესლავ სუბოტინი
კიდევ ერთი იდეა, რა მოხდება, თუ ლაზერს მუდმივად ერთ მხარეს ანათებ? შეიცვლება თუ არა მწვერვალის ბრუნვის დრო მსუბუქი წნევის გამო? თუ თქვენ აიღებთ ძლიერ ლაზერს, თქვენ შეგიძლიათ გააკეთოთ ის, რომ ზედა საერთოდ არ გაჩერდეს.

არავინ უცნობი
ძველი სათამაშო... მახსოვს ეს ტოპი და მის ქვეშ მდებარე თეფში ფერიტის მაგნიტებით, ნეოდიმზე უკვე მოსაწყენია და ძირის ქვედა მაგნიტი ერთი მყარი ფირფიტა იყო და არა ხუთი ცალკე მაგნიტი, მხოლოდ ის იყო მაგნიტიზებული ჭკუაში. გზა...

ალიგარჰ ლეოპოლდი
იგორ ბელეცკი, შეგიძლიათ გააკეთოთ ქუდი, რომელზედაც ზემოდან დაეშვება, ისე რომ არ დაიჭიროთ. შესაძლებელია თუ არა მას მბრუნავი მაგნიტური ველის დამატება ბრუნვის შესანარჩუნებლად? მაგალითად, თუ მის მაგნიტურ მაგიდას ატრიალებთ...

ტიმურ ამინევი
გთხოვთ, გვითხრათ, როგორ ანელებს დედამიწის მაგნიტური ველი მწვერვალს? იმ გაგებით, რა მომენტები წარმოიქმნება ბრუნვის წინააღმდეგ მიმართული ძალები და რატომ.

ალექსანდრე ვასილიევიჩი
თუ მაგნიტის ზემოთ დაამაგრებთ ხვეულს (ან მის ქვემოთ აბსოლუტურად მშვენიერი იქნება!) და ზემოდან გადაუხვევთ, თქვენ მიიღებთ მაგნიტურად დაკიდებულ ძრავას. საქმე აბსოლუტურად სულელურია, მაგრამ ლამაზი. ის ტრიალებს მანამ, სანამ დენის წყარო არ მოიხსნება))

ივან პეტროვი
ისე, ჩვენ უკვე ვნახეთ ეს. გააკეთეთ მაგნიტი ლევიტაციის გარეშე ბრუნვის გარეშე! (და საყრდენებისა და თხევადი აზოტის გარეშე, რა თქმა უნდა).

მაღალი ელფი
თაღლითობა ღარიბი სტუდენტებისთვის, მას შეიძლება ეწოდოს ლევიტაცია, თუ მაგნიტის გადახვევა არ სჭირდებოდა. თავად მაგნიტი, თავზე, სრიალებს, თუ მას ბრუნვა არ მიეცემა.

ანდრეი სოლომენნიკოვი
რა მოხდება, თუ თქვენ მიამაგრებთ ცეცხლს პლატფორმაზე, პროპელერებს კი გიროსკოპს (იულა), ისე, რომ ის ბრუნავს, სანამ ქვემოთ ცეცხლი იწვის. ძრავის სახელი არ მახსოვს, მაგრამ მისი არსი არის როტორის ბრუნვა, ასე ვთქვათ, სითბოს გამოყენებით.

ვოლჟანინი
იგორ, არის იდეა... შენ არ გაქვს მაგიდაზე ერთიანი მაგნიტური ველი, მაგრამ თუ რამდენიმე მაგნიტიდან ზედს გააკეთებ და მაგიდას დაატრიალებ... იქნებ ზედა არ დაკარგოს სიჩქარე... რა. ფიქრობ?..

ანტონ სიმოვსკი
იგორ ბელეცკი, თქვენ გაარკვიეთ პროცესის ფიზიკა? რატომ არის შესაძლებელი ლევიტაცია მხოლოდ დინამიკაში? მასში წარმოქმნილი ფუკოს დენები გავლენას ახდენს ზედა სტაბილიზაციაზე?

უმარტივესი ინსტალაცია ლევიტაციური ობიექტით მაგნიტზე

ამისთვის დაგჭირდებათ: CD ყუთი, ერთი ან ორი დისკი, ბევრი რგოლის მაგნიტი და სუპერ წებო. თქვენ შეგიძლიათ შეიძინოთ ნებისმიერი მაგნიტი ჩინურ ონლაინ მაღაზიაში.

როდესაც თქვენი მეგობრები მოვლენ თქვენთან, ისინი გაოცდებიან სანახაობრივი დიზაინით, რომელიც თქვენ თავად შექმენით.

ლევიტაცია(ლათ. ლევიტასი"სიმსუბუქე, სიმსუბუქე") არის ფიზიკური ფენომენი, რომლის დროსაც ობიექტი ცურავს სივრცეში ხილული საყრდენის გარეშე, მყარ ზედაპირთან შეხების გარეშე. ადამიანები ამ ფენომენს ხშირად უკავშირებენ მაგიას, მოჩვენებებს, უცხოპლანეტელებს და სხვა წარმოუდგენელ მოვლენებს.
მეორეს მხრივ, ლევიტაცია არის შედარებით მარტივი ფიზიკური ფენომენი მაგნიტურ ველში მდებარე ლითონის ობიექტებისთვის.

გირჩევთ გაეცნოთ მოწყობილობას, რომელიც განკუთვნილია ლითონის ობიექტების ლევიტაცია. მუშაობის პრინციპი მარტივია. იმისათვის, რომ ობიექტი სივრცეში ჩამოიხრჩო, მუდმივი მაგნიტის ნაცვლად, საჭიროა ელექტრონული წრედის მიერ კონტროლირებადი ელექტრომაგნიტის გამოყენება ისე, რომ ლითონის ობიექტი თითქოს ელექტრომაგნიტიდან გარკვეულ მანძილზე ცურავს. ობიექტის პოზიცია სივრცეში კონტროლდება ოპტიკური წყვილით, რომელიც შედგება ინფრაწითელი ფოტო და LED-ები. თუ ობიექტი ძალიან მაღლა აიწევს, ფოტოდიოდი ნაკლებად განათდება - ელექტრომაგნიტის გრაგნილის დენი შემცირდება და მისი მიმზიდველი ძალაც შემცირდება. თუ ობიექტი ძალიან დაბლა მოძრაობს, ფოტოდიოდი უფრო განათდება, ელექტრომაგნიტის კოჭის დენი გაიზრდება და მისი მიმზიდველი ძალა გაიზრდება.

ბრინჯი. 1 ელექტრომაგნიტური ლევიტაციის მოწყობილობის დიაგრამა

B კონტროლის წრე მაგნიტური ლევიტაციის მოწყობილობები(ნახ. 1) გამოყენებულია ოპერაციული გამაძლიერებელი (op-amp) 1458 ან 4558 და მძლავრი MOSFET გამათბობელი. საცნობარო ძაბვა ამოღებულია გამყოფი R3-R4-დან და მიეწოდება op-amp-ის არაინვერსიულ შეყვანას 3. კონტროლირებადი ძაბვა მიეწოდება გამყოფი R2-VD2-დან op-amp-ის მე-2 შესასვლელში. R2-VD2-ზე ძაბვის უმნიშვნელო ცვლილებით, ჩნდება შეცდომის სიგნალი, რომელიც მრავალჯერ ძლიერდება და ცვლის ძაბვას ტრანზისტორ VT1-ზე.

ელექტრომაგნიტი შეიძლება დაიჭრას დიდი ძველი რელეს ჩარჩოს გარშემო. ხვეული შეიცავს 0,4-0,5 მმ დიამეტრის 1200 მავთულს. რკინის ბირთვს აქვს დიამეტრი 8-10 მმ.

არ არსებობს სპეციალური კრიტერიუმები გამოყენებული ფოტოდიოდისთვის; შეგიძლიათ გამოიყენოთ ის მოდელი, რომელიც ხელთ გაქვთ. მაგრამ რადგან მათი მახასიათებლები განსხვავდება, რეზისტორი R1 გამოიყენება მიკროსქემის ზუსტი მუშაობის დასარეგულირებლად ფოტოდიოდის მოცემული პარამეტრებისთვის.

თუ თქვენ გაქვთ პრობლემები მოწყობილობის სტაბილურობასთან დაკავშირებით (ობიექტი ვიბრირებს), შეიძლება დაგჭირდეთ მარყუჟის დროის მუდმივის შეცვლა. ამისათვის საჭიროა ექსპერიმენტულად შევარჩიოთ C1 კონდენსატორის მნიშვნელობა, 22 μF-დან 1 μF-მდე, სანამ წრე სტაბილურად მუშაობას დაიწყებს.

მუშაობის პრინციპი: ამ წრეში წარმოიქმნება მიმზიდველი ძალა ელექტრომაგნიტსა და მუდმივ მაგნიტს შორის. წონასწორობის პოზიცია არასტაბილურია, ამიტომ გამოიყენება ავტომატური მონიტორინგისა და კონტროლის სისტემა. საკონტროლო სენსორი არის მაგნიტურად კონტროლირებადი პოზიციის სენსორი, რომელიც დაფუძნებულია ჰოლის ეფექტზე MD1. იგი მდებარეობს ხვეულის ბოლოს ცენტრში და დამაგრებულია. ხვეული დახვეულია 0,35-04 მმ ლაქიანი მავთულით და აქვს დაახლოებით 550 ბრუნი. LED HL1 თავისი სიკაშკაშით აჩვენებს, რომ წრე მუშაობს. დიოდი D1 უზრუნველყოფს კოჭის სიჩქარეს.

სქემა მუშაობს შემდეგნაირად. ჩართვისას დენი მიედინება ხვეულში, რომელიც ქმნის მაგნიტურ ველს და იზიდავს მაგნიტს. მაგნიტის გადაბრუნების თავიდან ასაცილებლად, ის სტაბილიზდება ქვემოდან რაიმეს მიმაგრებით. მაგნიტი აფრინდება და იზიდავს ელექტრომაგნიტს, მაგრამ როდესაც მაგნიტი მოხვდება პოზიციის სენსორის დიაპაზონში (MD1), ის გამორთავს მას თავისი მაგნიტური ველით. სენსორი, თავის მხრივ, აგზავნის სიგნალს ტრანზისტორს, რომელიც გამორთავს ელექტრომაგნიტს. მაგნიტი ეცემა. სენსორის მგრძნობელობის ზონის დატოვების შემდეგ, ელექტრომაგნიტი კვლავ ჩართულია და მაგნიტი კვლავ იზიდავს ელექტრომაგნიტს. ამრიგად, სისტემა მუდმივად ირხევა გარკვეული წერტილის გარშემო.

სქემა:

შეკრებისთვის გვჭირდება:

1) რეზისტორები 270 Ohm და 1 kOhm (0.125 W)

2) ტრანზისტორი IRF 740

3) LED

4) დიოდი 1N4007

5) ჰოლის სენსორი AH443

6) განვითარების საბჭო

7) ლაქიანი მავთული 0,35-0,4მმ

+ ქეისი, გამაგრილებელი უთო და ა.შ.

სქემა:

ჩვენ ვაწყობთ კოჭას. ჩარჩო შეიძლება გაკეთდეს მინაბოჭკოვანი თხელი ფურცლისა და ძველი ფლომასტერის გამოყენებით.

ამოჭრა: (სახვევის სავარაუდო ზომა: სიმაღლე - 22 მმ, დიამეტრი - 27 მმ)

წებო ერთად:

ვახვევთ დაახლოებით 550 ბრუნს: (ლაქიანი მავთული 0,35-0,4 მმ, ნაყარი, მაგრამ ვცდილობთ მეტ-ნაკლებად თანაბრად შემოვახვიოთ)

საკონტროლო დაფის შედუღება: (მე გამოვიყენე ჩვეულებრივი 3.5 მმ miniJack, როგორც კვების კონექტორი)

Pinout:

შეკრების სიმარტივისთვის, შეგიძლიათ გამოიყენოთ pin კონექტორები:

ჩვენ ამოვჭრით სხეულში ყველა საჭირო ხვრელს:

ყველაფერი თავის ადგილზე დავაყენოთ:

ახლა თქვენ უნდა გააკეთოთ სამაგრი კოჭისთვის:

ჩვენ ვამაგრებთ მას სხეულზე და ვამაგრებთ ხვეულს:

ასე უნდა მოხაროთ ჰოლის სენსორი, მიამაგროთ მასზე მავთული:

მოდით დავუკავშიროთ ყველაფერი გროვას:

მაგნიტის ამოღების შემდეგ უნდა განვსაზღვროთ რომელ მხარეს მივმართოთ ელექტრომაგნიტისკენ. ამისათვის ჩვენ ვათავსებთ და დროებით ვაფიქსირებთ ჰოლის სენსორს კოჭის ბოლოში. ჩავრთავთ ლევიტრონს (LED უნდა აანთოს) და მივაქვთ მაგნიტი. თუ ის იზიდავს ხვეულს, მაშინ მაგნიტი სწორად არის ორიენტირებული, მაგრამ თუ ხვეულის მაგნიტური ველი მას გარეთ უბიძგებს, მაშინ მაგნიტი უნდა გადაბრუნდეს. რაღაც მსუბუქი უნდა იყოს მიმაგრებული მაგნიტის ძირზე. ჩემს შემთხვევაში ეს არის LED.

ჰოლის სენსორის გადაადგილებით ჩვენ მივაღწევთ სტაბილურ ცურვას კოჭიდან მაქსიმალურ მანძილზე. გამოვასწოროთ:

ამ გაკვეთილის იდეა შთაგონებული იყო Kickstarter-ის ქრაუდფანდინგის პლატფორმის პროექტით, სახელწოდებით "Air Bonsai", მართლაც ლამაზი და იდუმალი პროექტი, რომელიც იაპონელებმა გააკეთეს.

მაგრამ ნებისმიერი საიდუმლო შეიძლება აიხსნას, თუ შიგნით ჩახედავთ. სინამდვილეში ეს არის მაგნიტური ლევიტაცია, სადაც არის ობიექტი, რომელიც მოძრაობს ზემოდან და ელექტრომაგნიტი, რომელსაც აკონტროლებს წრე. შევეცადოთ ერთად განვახორციელოთ ეს იდუმალი პროექტი.

ჩვენ გავარკვიეთ, რომ მოწყობილობის დიზაინი Kickstarter-ზე საკმაოდ რთული იყო, ყოველგვარი მიკროკონტროლერის გარეშე. მისი ანალოგური მიკროსქემის პოვნა არ იყო. სინამდვილეში, თუ უფრო კარგად დააკვირდებით, ლევიტაციის პრინციპი საკმაოდ მარტივია. თქვენ უნდა გააკეთოთ მაგნიტური ნაწილი, რომელიც "ცურავს" სხვა მაგნიტური ნაწილის ზემოთ. მთავარი შემდგომი სამუშაო იყო იმის უზრუნველყოფა, რომ ლევიტაციური მაგნიტი არ დაეცემა.

ასევე გაჩნდა ვარაუდი, რომ ამის გაკეთება Arduino-ით ბევრად უფრო ადვილია, ვიდრე იაპონური მოწყობილობის მიკროსქემის გაგების მცდელობა. სინამდვილეში, ყველაფერი ბევრად უფრო მარტივი აღმოჩნდა.

მაგნიტური ლევიტაცია შედგება ორი ნაწილისაგან: ფუძის ნაწილი და მცურავი (ლევიტაცია).

ბაზა

ეს ნაწილი ბოლოშია, რომელიც შედგება მაგნიტისაგან, რათა შექმნას წრიული მაგნიტური ველი და ელექტრომაგნიტები ამ მაგნიტური ველის გასაკონტროლებლად.

თითოეულ მაგნიტს ორი პოლუსი აქვს: ჩრდილოეთი და სამხრეთი. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ საპირისპიროები იზიდავენ და მსგავს პოლუსებს მოგერიებენ. ოთხი ცილინდრული მაგნიტი მოთავსებულია კვადრატში და აქვთ იგივე პოლარობა, ქმნიან წრიულ მაგნიტურ ველს ზევით, რათა გამოვიდეს ნებისმიერი მაგნიტი, რომელსაც მათ შორის იგივე პოლუსი აქვს.

ზოგადად ოთხი ელექტრომაგნიტია, ისინი მოთავსებულია კვადრატში, ორი სიმეტრიული მაგნიტი არის წყვილი და მათი მაგნიტური ველი ყოველთვის საპირისპიროა. ჰოლის ეფექტის სენსორი და წრე აკონტროლებს ელექტრომაგნიტებს. ჩვენ ვქმნით საპირისპირო პოლუსებს ელექტრომაგნიტებზე მათში დენის გავლის გზით.

მცურავი ნაწილი

ნაწილი მოიცავს მაგნიტს, რომელიც მცურავია ბაზის ზემოთ, რომელსაც შეუძლია ატაროს მცენარის პატარა ქოთანი ან სხვა ნივთები.

ზემოდან მაგნიტი ამაღლებულია ქვედა მაგნიტების მაგნიტური ველით, რადგან მათ აქვთ იგივე პოლუსები. თუმცა, როგორც წესი, მიდრეკილია დაცემისა და ერთმანეთის მიზიდვისკენ. მაგნიტის ზედა ნაწილის გადაბრუნებისა და დაცემის თავიდან ასაცილებლად, ელექტრომაგნიტები შექმნიან მაგნიტურ ველებს მცურავი ნაწილის დასაბალანსებლად, ჰოლის ეფექტის სენსორის წყალობით. ელექტრომაგნიტები კონტროლდება ორი ღერძით X და Y, რის შედეგადაც ზედა მაგნიტი რჩება დაბალანსებული და მცურავი.

ელექტრომაგნიტების მართვა ადვილი არ არის და საჭიროებს PID კონტროლერს, რომელიც დეტალურად განიხილება შემდეგ ეტაპზე.

ნაბიჯი 2: PID კონტროლერი (PID)

ვიკიპედიიდან: „პროპორციული ინტეგრალური წარმოებული (PID) კონტროლერი არის მოწყობილობა საკონტროლო ციკლში უკუკავშირით. იგი გამოიყენება ავტომატური მართვის სისტემებში საკონტროლო სიგნალის შესაქმნელად, გარდამავალი პროცესის საჭირო სიზუსტისა და ხარისხის მისაღებად. PID კონტროლერი წარმოქმნის საკონტროლო სიგნალს, რომელიც არის სამი წევრის ჯამი, რომელთაგან პირველი პროპორციულია შეყვანის სიგნალსა და უკუკავშირის სიგნალს შორის სხვაობის პროპორციულია (შეუსაბამობის სიგნალი), მეორე არის შეუსაბამობის სიგნალის ინტეგრალი, მესამე არის შეუსაბამობის სიგნალის წარმოებული“.

მარტივი სიტყვებით: „PID კონტროლერი ითვლის „შეცდომის“ მნიშვნელობას, როგორც სხვაობას გაზომილ [შეყვანის] და სასურველ პარამეტრს შორის. კონტროლერი ცდილობს მინიმუმამდე დაიყვანოს შეცდომა [გამომავალი] რეგულირებით.”

ასე რომ, თქვენ უთხარით PID-ს რა უნდა გაზომოს (შეყვანა), რა მნიშვნელობა გსურთ და ცვლადი, რომელიც დაგეხმარებათ ამ მნიშვნელობის გამომავალად. შემდეგ PID კონტროლერი არეგულირებს გამომავალს, რათა შეყვანა პარამეტრს გაუტოლდეს.

Მაგალითად: მანქანაში გვაქვს სამი მნიშვნელობა (შეყვანა, დაყენება, გამომავალი) იქნება - სიჩქარე, სასურველი სიჩქარე და გაზის პედლის კუთხე, შესაბამისად.

ამ პროექტში:

შეყვანა არის მიმდინარე რეალურ დროში მნიშვნელობა დარბაზის სენსორიდან, რომელიც მუდმივად განახლდება, რადგან მცურავი მაგნიტის პოზიცია რეალურ დროში შეიცვლება.
მითითებული მნიშვნელობა არის მნიშვნელობა დარბაზის სენსორიდან, რომელიც იზომება, როდესაც მცურავი მაგნიტი არის ბალანსის მდგომარეობაში, მაგნიტის ბაზის ცენტრში. ეს ინდექსი ფიქსირდება და დროთა განმავლობაში არ იცვლება.
გამომავალი სიგნალი არის სიჩქარე ელექტრომაგნიტების კონტროლისთვის.

მადლობა Arduino-ს საზოგადოებას PID ბიბლიოთეკის დაწერისთვის, რომელიც ძალიან მარტივი გამოსაყენებელია. დამატებითი ინფორმაცია Arduino PID-ის შესახებ ხელმისაწვდომია Arduino-ს ოფიციალურ ვებსაიტზე. ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ წყვილი PID კონტროლერი Arduino-ში, ერთი X-ღერძისთვის და მეორე Y-ღერძისთვის.

ნაბიჯი 3: აქსესუარები

გაკვეთილისთვის კომპონენტების ჩამონათვალი ღირსეული გამოდის. ქვემოთ მოცემულია კომპონენტების სია, რომლებიც უნდა შეიძინოთ ამ პროექტისთვის, დარწმუნდით, რომ ყველაფერი გაქვთ დაწყებამდე. ზოგიერთი კომპონენტი ძალიან პოპულარულია და თქვენ სავარაუდოდ იპოვით მათ საკუთარ საწყობში ან სახლში.

ნაბიჯი 4: ინსტრუმენტები

აქ არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული ინსტრუმენტების სია:

Soldering რკინის
Ხელის ხერხი
მულტიმეტრი
საბურღი
ოსცილოსკოპი (სურვილისამებრ, შეგიძლიათ გამოიყენოთ მულტიმეტრი)
სკამების საბურღი
ცხელი წებო
ქლიბი

ნაბიჯი 5: LM324 Op-amp, L298N დრაივერი და SS495a

LM324 Op-amp

ოპერაციული გამაძლიერებლები (op-amps) არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი, ფართოდ გამოყენებული და მრავალმხრივი სქემები, რომლებიც დღეს გამოიყენება.

ჩვენ ვიყენებთ ოპერაციულ გამაძლიერებელს ჰოლის სენსორიდან სიგნალის გასაძლიერებლად, რომლის დანიშნულებაა მგრძნობელობის გაზრდა ისე, რომ Arduino-მ ადვილად აღმოაჩინოს ცვლილება მაგნიტურ ველში. ჰოლის სენსორის გამოსავალზე რამდენიმე მვ-ის ცვლილება, გამაძლიერებლის გავლის შემდეგ, შეიძლება შეიცვალოს რამდენიმე ასეული ერთეულით Arduino-ში. ეს აუცილებელია PID კონტროლერის გლუვი და სტაბილური მუშაობის უზრუნველსაყოფად.

ჩვენ მიერ არჩეული საერთო ოპტიმალური გამაძლიერებელი არის LM324, ის იაფია და მისი ყიდვა შეგიძლიათ ელექტრონიკის ნებისმიერ მაღაზიაში. LM324-ს აქვს 4 შიდა გამაძლიერებელი, რაც მის მოქნილად გამოყენების საშუალებას იძლევა, თუმცა ამ პროექტში მხოლოდ ორი გამაძლიერებელია საჭირო: ერთი X-ღერძისთვის და მეორე Y-ღერძისთვის.

L298N მოდული

L298N Dual H-Bridge ჩვეულებრივ გამოიყენება ორი DC ძრავის სიჩქარისა და მიმართულების გასაკონტროლებლად, ან ადვილად მართავს ერთ ბიპოლარულ სტეპერ ძრავას. L298N შეიძლება გამოყენებულ იქნას 5-დან 35 VDC-მდე ძრავებით.

ასევე არის ჩაშენებული 5 ვ რეგულატორი, ასე რომ, თუ მიწოდების ძაბვა 12 ვ-მდეა, თქვენ ასევე შეგიძლიათ დააკავშიროთ 5 ვ დენის წყარო დაფიდან.

ეს პროექტი იყენებს L298N-ს ორი წყვილი ელექტრომაგნიტური კოჭის ამოსაყვანად და იყენებს 5 ვ გამომავალს Arduino-ს და Hall-ის სენსორების გასაძლიერებლად.

მოდულის პინი:

მე-2: ელექტრომაგნიტების წყვილი X
გარეთ 3: Y სოლენოიდის წყვილი
შეყვანის სიმძლავრე: DC 12V შეყვანა
GND: მიწა
5V გამომავალი: 5V Arduino და Hall სენსორებისთვის
EnA: რთავს PWM სიგნალს გამომავალი 2-ისთვის
In1: ჩართეთ გამომავალი 2
In2: ჩართვა Out 2-ისთვის
In3: ჩართეთ გამომავალი 3
In4: ჩართეთ გამომავალი 3
EnB: ჩართავს PWM სიგნალს Out3-ისთვის

არდუინოსთან დაკავშირება: ჩვენ უნდა ამოვიღოთ 2 ჯუმპერი EnA და EnB ქინძისთავები, შემდეგ დავაკავშიროთ 6 პინი In1, In2, In3, In4, EnA, EnB Arduino-ს.

SS495a დარბაზის სენსორი

SS495a არის ხაზოვანი ჰოლის სენსორი ანალოგური გამომავალი. გთხოვთ, გაითვალისწინოთ განსხვავება ანალოგურ გამომავალსა და ციფრულ გამომავალს შორის, ამ პროექტში არ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ციფრული გამომავალი სენსორი, მას აქვს მხოლოდ ორი მდგომარეობა 1 ან 0, ასე რომ თქვენ არ შეგიძლიათ გაზომოთ მაგნიტური ველის გამომავალი.

ანალოგური სენსორი გამოიწვევს ძაბვის დიაპაზონს 250 Vcc-მდე, რომლის წაკითხვა შეგიძლიათ Arduino-ს ანალოგური შეყვანის გამოყენებით. მაგნიტური ველის გასაზომად ორივე X და Y ღერძებში, საჭიროა ორი ჰოლის სენსორი.

ნაბიჯი 6: NdFeB (ნეოდიმი რკინის ბორი) ნეოდიმი მაგნიტები

ვიკიპედიიდან: "ნეოდიმი არის ქიმიური ელემენტი, იშვიათი მიწიერი ლითონი ვერცხლისფერ-თეთრი შეფერილობის ოქროსფერი ელფერით. მიეკუთვნება ლანთანიდების ჯგუფს. ადვილად იჟანგება ჰაერში. აღმოაჩინა 1885 წელს ავსტრიელმა ქიმიკოსმა კარლ ოერ ფონ უელსბახმა. გამოიყენება როგორც შენადნობების კომპონენტი ალუმინთან და მაგნიუმთან ერთად თვითმფრინავებისთვის - და სარაკეტო მეცნიერებისთვის.

ნეოდიმი არის ლითონი, რომელიც არის ფერომაგნიტური (კონკრეტულად, ის ავლენს ანტიფერომაგნიტურ თვისებებს), რაც იმას ნიშნავს, რომ რკინის მსგავსად, ის შეიძლება მაგნიტიზდეს და გახდეს მაგნიტი. მაგრამ მისი კიური ტემპერატურაა 19K (-254°C), ამიტომ მისი სუფთა მაგნეტიზმი მხოლოდ უკიდურესად დაბალ ტემპერატურაზე ჩნდება. თუმცა, ნეოდიმის ნაერთებს გარდამავალ ლითონებთან, როგორიცაა რკინა, შეიძლება ჰქონდეს კიური ტემპერატურა ოთახის ტემპერატურაზე ბევრად მაღალი და გამოიყენება ნეოდიმის მაგნიტების დასამზადებლად.

ძლიერი არის სიტყვა, რომელიც გამოიყენება ნეოდიმის მაგნიტის აღსაწერად. თქვენ არ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ფერიტის მაგნიტები, რადგან მათი მაგნეტიზმი ძალიან სუსტია. ნეოდიმის მაგნიტები ბევრად უფრო ძვირია, ვიდრე ფერიტის მაგნიტები. ძირისთვის გამოიყენება პატარა მაგნიტები, მცურავი/ლევიტაციური ნაწილისთვის დიდი მაგნიტები.

ყურადღება! ფრთხილად უნდა იყოთ ნეოდიმის მაგნიტების გამოყენებისას, რადგან მათმა ძლიერმა მაგნიტიზმმა შეიძლება ზიანი მოგაყენოთ, ან მათ შეუძლიათ დაარღვიონ მონაცემები თქვენს მყარ დისკზე ან სხვა ელექტრონულ მოწყობილობებზე, რომლებზეც გავლენას ახდენს მაგნიტური ველები.

რჩევა! თქვენ შეგიძლიათ გამოყოთ ორი მაგნიტი მათი ჰორიზონტალურად გაყვანით, თქვენ არ შეგიძლიათ მათი განცალკევება საპირისპირო მიმართულებით, რადგან მათი მაგნიტური ველი ძალიან ძლიერია. ისინი ასევე ძალიან მყიფეა და ადვილად იშლება.

ნაბიჯი 7: ბაზის მომზადება

გამოვიყენეთ პატარა ტერაკოტას ქოთანი, რომელსაც ჩვეულებრივ იყენებენ სუკულენტის ან კაქტუსის მოსაყვანად. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ კერამიკული ან ხის ქოთანი, თუ ისინი შესაფერისია. გამოიყენეთ 8 მმ-იანი საბურღი ქოთნის ძირში ხვრელის შესაქმნელად, რომელიც გამოიყენება DC სოკეტის დასაჭერად.

ნაბიჯი 8: მცურავი ნაწილის 3D ბეჭდვა

თუ თქვენ გაქვთ 3D პრინტერი, შესანიშნავია. თქვენ გაქვთ ამის უნარი ყველაფრის გაკეთება. თუ პრინტერი არ გაქვთ, არ დაიდარდოთ, რადგან... შეგიძლიათ გამოიყენოთ იაფი 3D ბეჭდვის სერვისი, რომელიც ახლა ძალიან პოპულარულია.

ლაზერული ჭრისთვის, ფაილები ასევე არის ზემოთ მოცემულ არქივში - ფაილი AcrylicLaserCut.dwg (ეს არის ავტოკადი). აკრილის ნაწილი გამოიყენება მაგნიტებისა და ელექტრომაგნიტების დასამაგრებლად, დანარჩენი გამოიყენება ტერაკოტას ქოთნის ზედაპირის დასაფარავად.

ნაბიჯი 9: მოამზადეთ SS495a დარბაზის სენსორის მოდული

გაჭერით PCB განლაგება ორ ნაწილად, ერთი ნაწილი დარბაზის სენსორის დასამაგრებლად, მეორე კი LM324 წრედის დასამაგრებლად. მიამაგრეთ ორი მაგნიტური სენსორი PCB-ზე პერპენდიკულარული. გამოიყენეთ თხელი მავთული, რომ დააკავშიროთ ორი VCC სენსორის ქინძისთავები, იგივე გააკეთეთ GND ქინძისთავებთან ერთად. გამომავალი კონტაქტები ცალკეა.

ნაბიჯი 10: Op-amp წრე

შეადუღეთ სოკეტი და რეზისტორები PCB-ზე სქემის მიხედვით, ყურადღება მიაქციეთ ორი პოტენციომეტრის იმავე მიმართულებით განთავსებას შემდგომში უფრო ადვილი დაკალიბრებისთვის. შეაერთეთ LM324 სოკეტთან, შემდეგ შეაერთეთ დარბაზის სენსორის მოდულის ორი გამოსავალი op-amp წრედ.

შეაერთეთ LM324-ის ორი გამომავალი მავთული Arduino-ს. 12V შეყვანა L298N მოდულის 12V შეყვანით, L298N მოდულის 5V გამომავალი 5V პოტენციომეტრამდე.

ნაბიჯი 11: ელექტრომაგნიტების აწყობა

ელექტრომაგნიტები შეკრიბეთ აკრილის ფურცელზე, ისინი ფიქსირდება ოთხ ხვრელში ცენტრთან ახლოს. დაჭიმეთ ხრახნები მოძრაობის თავიდან ასაცილებლად. ვინაიდან ელექტრომაგნიტები ცენტრში სიმეტრიულია, ისინი ყოველთვის მოპირდაპირე პოლუსებზე არიან, ამიტომ ელექტრომაგნიტების შიგნითა მავთულები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, ხოლო ელექტრომაგნიტების გარედან მავთულები დაკავშირებულია L298N-თან.

გაიყვანეთ მავთულები აკრილის ფურცლის ქვეშ მიმდებარე ხვრელების მეშვეობით, რათა დაუკავშირდეთ L298N-ს. სპილენძის მავთული დაფარულია იზოლირებული ფენით, ასე რომ თქვენ უნდა ამოიღოთ იგი დანით, სანამ შეძლებთ მათ შედუღებას.

ნაბიჯი 12: სენსორის მოდული და მაგნიტები

გამოიყენეთ ცხელი წებო სენსორის მოდულის ელექტრომაგნიტებს შორის დასამაგრებლად, გაითვალისწინეთ, რომ თითოეული სენსორი უნდა იყოს კვადრატული ორი ელექტრომაგნიტით, ერთი წინა მხარეს და მეორე უკანა მხარეს. შეეცადეთ დააკალიბროთ ორი სენსორი რაც შეიძლება ცენტრალიზებულად ისე, რომ ისინი ერთმანეთს არ გადაფარონ, რაც სენსორს ყველაზე ეფექტურს გახდის.

შემდეგი ნაბიჯი არის აკრილის დაფუძნებული მაგნიტების შეკრება. ორი D15*4mm მაგნიტისა და D15*3mm მაგნიტის გაერთიანებით ცილინდრის შესაქმნელად, მაგნიტებსა და ელექტრომაგნიტებს ექნებათ იგივე სიმაღლე. აკრიფეთ მაგნიტები ელექტრომაგნიტების წყვილებს შორის, გაითვალისწინეთ, რომ აღმავალი მაგნიტების პოლუსები უნდა იყოს იგივე.

ნაბიჯი 13: DC დენის ჯეკი და L298N 5V გამომავალი

შეადუღეთ DC დენის სოკეტი ორი მავთულით და გამოიყენეთ სითბოს შესამცირებელი მილები. DC დენის ჯეკის დაკავშირება L298N მოდულის შესასვლელთან, მისი 5V გამომავალი ენერგიას მიაწვდის Arduino-ს.

ნაბიჯი 14: L298N და Arduino

შეაერთეთ L298N მოდული Arduino-ზე ზემოთ მოცემული სქემის მიხედვით:

L298N → Arduino
5V → VCC
GND → GND
EnA → 7
B1 → 6
B2 → 5
B3 → 4
B4 → 3
EnB → 2

ნაბიჯი 15: Arduino Pro Mini პროგრამისტი

ვინაიდან Arduino pro mini-ს არ აქვს USB სერიული პორტი, თქვენ უნდა დააკავშიროთ გარე პროგრამისტი. FTDI Basic გამოყენებული იქნება Pro Mini-ის დასაპროგრამებლად (და გასააქტიურებლად).

აქ ჩვენ ვამბობთ და ვაჩვენებთ, თუ როგორ უნდა გააკეთოთ მაგარი ლევიტრონი საკუთარი ხელით!

იძულებული გავხდი უნივერსიტეტში აეწყო ეს ხელობა :)

კლასელთან ერთად გავაკეთე, რომლის ამოცანა იყო გიჟური ქეისის გაკეთება, ჩემთვის კი - ელექტრონული შევსება.

რა კარგი გამოვიდა ყველაფერი - თავად განსაჯეთ, დაწერეთ კომენტარები, საინტერესო იქნება წაკითხვა და განხილვა.

ზუსტად არ მახსოვს როგორ გაგვიჩნდა ლევიტრონის დამზადების იდეა, ხელოსნობის თემა თავისუფალი ფორმა იყო. დიზაინი მარტივი ჩანს, მაგრამ იზიდავს თვალს.

ზოგადად, თავად ლევიტრონი არის მოწყობილობა, რომელიც მხარს უჭერს ნებისმიერ ობიექტს გარემოში, რომელიც არ შედის კონტაქტში არანაირ ზედაპირთან, გარდა ჰაერისა. ის ასევე იმუშავებს ვაკუუმში.

ამ შემთხვევაში, ელექტრონიკა მაგნიტს ცურავს და მაგნიტი უკვე შეიძლება წებოვანი იყოს, მაგალითად, გემრიელი იაფი სასმელის ქილაზე :)

თუ ინტერნეტში ყურადღებით მოძებნით, შეგიძლიათ ნახოთ ელექტრომაგნიტური ლევიტრონის მრავალი განსხვავებული ვერსია, მაგალითად:

ისინი შეიძლება დაიყოს შეჩერებულ და ამაღელვებელად. თუ პირველ შემთხვევაში საჭიროა უბრალოდ სიმძიმის ძალის კომპენსირება, მაშინ მეორეში ასევე ხდება გადაადგილება ჰორიზონტალურ სიბრტყეში, რადგან ერნშოუს თეორემის თანახმად, „წერტილოვანი მუხტების ნებისმიერი წონასწორული კონფიგურაცია არასტაბილურია, თუ არაფერი მოქმედებს მათ გარდა მიზიდულობისა და მოგერიების კულონური ძალებისა“. - ციტატა ვიკიდან.

აქედან გამომდინარეობს, რომ შეჩერებული ლევიტრონის დამზადება და კონფიგურაცია უფრო ადვილია, საჭიროების შემთხვევაში. არ მინდოდა ზედმეტად შეწუხება, ამიტომ უნივერსიტეტისთვის გააკეთეს ჩამოკიდებული ლევიტრონი, რაზეც აქ განიხილება და მე უკვე გავაკეთე ჩემთვის საზიზღარი ჩემი საყვარელისთვის :) ამის შესახებ სხვა სტატიაში დაიწერება. ცოტა მოგვიანებით ამ ტექსტს წავშლი და მის ლინკს დავდებ აქ. ის მშვენივრად მუშაობს, მაგრამ ასევე აქვს თავისი უარყოფითი მხარეები.

თავის მხრივ, ყველა შეჩერებული ლევიტრონი ასევე შეიძლება დაიყოს ციფრულ და ანალოგად ობიექტის იმავე მანძილზე დაჭერის მეთოდის მიხედვით. და სენსორების ტიპის მიხედვით, ისინი შეიძლება დაიყოს ოპტიკურ, ელექტრომაგნიტურ, ხმის და, ალბათ, ყველაფერს.

ანუ ვიღებთ ანალოგურ სიგნალს მაგნიტის ლევიტრონამდე მანძილის შესახებ და მაგნიტზე ზემოქმედების ძალას ციფრულად ვარეგულირებთ. თუმცა მაღალტექნოლოგიური.

თავად იდეა ნასესხები იყო geektimes ვებსაიტიდან და ბეჭდური მიკროსქემის დაფა დამზადდა პირადად ჩვენი ნაწილებისთვის. ასევე თავდაპირველ პროექტში გამოიყენებოდა სამი ტერმინალი SS49 სენსორები, მაგრამ ვადები იყო ძალიან მკაცრი, ისინი, რბილად რომ ვთქვათ, უსაფუძვლოდ ძვირი იყო (4$ თითო ცალი 6$-ის წინააღმდეგ ჩინეთში 10 ცალი - ბმული), ასე რომ, ჩვენ გამოყენებულია ოთხი ტერმინალის ჰოლის სენსორები. მომიწია მიკროსქემის შეცვლა და მოწყობილობაში სტრუქტურული დამატებების გაკეთება. ასევე, უფრო მეტი გამოჩენისთვის, დაემატა LED-ების ბლოკი, რომელიც შეუფერხებლად ანათებს მაგნიტის ამოყვანისას, ანუ როდესაც ლევიტრონი იწყებს მუშაობას და შეუფერხებლად ითიშება მაგნიტის ამოღებისას. ეს ყველაფერი აისახება დიაგრამაზე.

სინამდვილეში, ლევიტრონის წრე ოთხი ტერმინალის სენსორებით:

და ლევიტრონის წრე სამი ტერმინალური სენსორებით და უფრო მარტივი განათებით:

მოქმედების პრინციპი საკმაოდ მარტივია. კოჭა, რომელიც ელექტრომაგნიტია, დენის გამოყენებისას იზიდავს მაგნიტს - ობიექტი იზიდავს. მაგნიტსა და ხვეულს შორის მიმაგრებული სენსორი აღმოაჩენს მაგნიტური ნაკადის ზრდას, რაც ნიშნავს, რომ მაგნიტი უახლოვდება. ელექტრონიკა მონიტორინგს უწევს ამას და წყვეტს კოჭს ძაბვის წყაროდან. მაგნიტი იწყებს ვარდნას გრავიტაციის გავლენის ქვეშ. სენსორი აღმოაჩენს მაგნიტური ნაკადის შემცირებას, რასაც მაშინვე აღმოაჩენს ელექტრონიკა და ძაბვა მიემართება ელექტრომაგნიტზე, მაგნიტი იზიდავს - და ეს ხდება ძალიან ხშირად - დაახლოებით 100 ათასჯერ წამში. ჩნდება დინამიური წონასწორობა. ადამიანის თვალს ამის შენიშვნის დრო არ აქვს. გენერატორის სიხშირე დაყენებულია რეზისტორით და კონდენსატორით TL494 მიკროსქემის 5 და 6 ქინძისთავებზე.

საჭიროა მეორე სენსორი ელექტრომაგნიტის მეორე მხარეს, რათა მოხდეს მაგნიტური ველის კომპენსირება, რომელიც შექმნილია თავად კოჭის მიერ. ანუ ეს მეორე სენსორი რომ არ არსებობდეს, როცა ელექტრომაგნიტი ჩართული იყო, სისტემა ვერ გაარჩევდა ნეოდიმის მაგნიტის მაგნიტური ველის ინტენსივობას თავად ელექტრომაგნიტის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველისგან.

ასე რომ, ჩვენ გვაქვს ორი სენსორის სისტემა, საიდანაც სიგნალი მიეწოდება ოპერაციულ გამაძლიერებელს დიფერენციალურ კავშირში. ეს ნიშნავს, რომ მხოლოდ სენსორებისგან მიღებული ძაბვის სხვაობა ჩნდება ოპერაციული გამაძლიერებლის გამოსავალზე.

Მაგალითად. ერთ-ერთ სენსორზე გამომავალი ძაბვა არის 2,5 ვ, ხოლო მეორეზე - 2,6 ვ. გამომავალი იქნება 0,1 ვ. ეს დიფერენციალური სიგნალი მიკროსქემის მიხედვით მდებარეობს LM324 ჩიპის 14 პინზე.

შემდეგ ეს სიგნალი მიეწოდება შემდეგ ორ ოპერაციულ გამაძლიერებელს - OP1.1, OP 1.3, რომელთა გამომავალი სიგნალები გადის დიოდური სარქველით TL494 ჩიპის მე-4 ქინძისკენ. დიოდური სარქველი D1, D2 დიოდებზე გადის მხოლოდ ერთ ძაბვას - ის, რომელიც იქნება ნომინალურ მნიშვნელობაზე მაღალი. PWM კონტროლერის პინი No4 მოძრაობს შემდეგნაირად - რაც უფრო მაღალია ძაბვა ამ პინზე, მით უფრო დაბალია იმპულსების მუშაობის ციკლი. რეზისტორი R9 შექმნილია ისე, რომ იმ სიტუაციაში, როდესაც ძაბვა დიოდური სარქვლის შეყვანებზე ნაკლებია 0,6 V-ზე - ქინძისთავი No4 აშკარად იკეცება მიწაზე - ხოლო PWM წარმოქმნის მაქსიმალურ სამუშაო ციკლს.

დავუბრუნდეთ ოპერაციულ გამაძლიერებლებს OP1.1, OP 1.3. პირველი ემსახურება PWM კონტროლერის გამორთვას, როდესაც მაგნიტი არის საკმარისად დიდ მანძილზე სენსორისგან ისე, რომ კოჭა არ იმუშაოს მაქსიმალურ უმოქმედობაში.

OP 1.3-ის გამოყენებით ჩვენ ვაყენებთ დიფერენციალური სიგნალის მომატებას - არსებითად, ის ადგენს უკუკავშირის სიღრმეს (Feedback). რაც უფრო ძლიერია უკუკავშირი, მით უფრო ძლიერი იქნება სისტემა რეაგირებას მაგნიტის მიახლოებაზე. თუ OS-ის სიღრმე არ არის საკმარისი, მაგნიტის მიახლოება შესაძლებელია და მოწყობილობა არ დაიწყებს ელექტრომაგნიტში ამოტუმბული სიმძლავრის შემცირებას. და თუ OS-ის სიღრმე ძალიან დიდია, მაშინ მოვალეობის ციკლი დაიწყებს დაცემას მანამ, სანამ მაგნიტის მიმზიდველი ძალა შეძლებს მას ამ მანძილზე შეინარჩუნოს.

არ არის აუცილებელი ცვლადი რეზისტორი P3-ის დაყენება - ის გამოიყენება გენერატორის სიხშირის დასარეგულირებლად.

OP1.2 არის 2.5 ვ ძაბვის გენერატორი, რომელიც საჭიროა ოთხი პინიანი სენსორებისთვის. ის არ არის საჭირო სამპინიანი SS49 ტიპის სენსორებისთვის.

დამავიწყდა C1, R6 და R7 ელემენტების აღნიშვნა. მათი ხრიკი ის არის, რომ აქ მუდმივი სიგნალი 10-ჯერ იჭრება რეზისტორების გამო, ხოლო ცვლადი სიგნალი მშვიდად გადის კონდენსატორის გამო, რითაც მიაღწევს წრედის აქცენტს მაგნიტის სენსორამდე მანძილის უეცარ ცვლილებებზე.

დიოდი SD1 შექმნილია საპირისპირო გამონაბოლქვის შესაჩერებლად, როდესაც ელექტრომაგნიტზე ძაბვა გამორთულია.

კვანძი T2-ზე საშუალებას გაძლევთ შეუფერხებლად ჩართოთ და გამორთოთ LED ხაზი, როდესაც პულსები გამოჩნდება ელექტრომაგნიტზე.

მოდით გადავიდეთ დიზაინზე.

ლევიტრონის ერთ-ერთი მთავარი წერტილი არის ელექტრომაგნიტი. რაღაც კონსტრუქციის ჭანჭიკზე დავამზადეთ ჩარჩო, რომელზედაც მრგვალი პლაივუდის გვერდები იყო ამოჭრილი.

მაგნიტური ნაკადი აქ დამოკიდებულია რამდენიმე ძირითად ფაქტორზე:

ბირთვის არსებობა;
კოჭის გეომეტრია;
კოჭის დენი

მარტივად რომ ვთქვათ, რაც უფრო დიდია ხვეული და რაც უფრო დიდია მასში გამავალი დენი, მით უფრო ძლიერად იზიდავს ის მაგნიტურ მასალებს.

გრაგნილად გამოყენებული იყო PEL მავთული 0,8 მმ. თვალით ატრიალებდნენ, სანამ ხვეულის ზომა შთამბეჭდავი არ ჩანდა. შედეგი შემდეგია:

შესაძლოა საჭირო მავთულის პოვნა ჩვენს მხარეში შეუძლებელი იყოს, მაგრამ საკმაოდ მარტივია ონლაინ მაღაზიებში - 0,4 მმ-იანი მავთული ხვეულის მოსახვევისთვის.

სანამ ხვეული იყო ლიკვიდაცია, დაფა მომზადდა და ამოკვეთა. იგი შესრულებულია LUT ტექნოლოგიით, დაფის ნახაზი გაკეთდა Sprint LayOut პროგრამაში. შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ლევიტრონის დაფა ბმულიდან.

დაფა იყო ამოტვიფრული ამონიუმის პერსულფატის ნარჩენებში, რომლის ცარიელი ქილა წარმატებით იქნა გამოყენებული მოგვიანებით ამ პროექტში :)

მინდა აღვნიშნო, რომ ნაწილების განთავსება, ისევე როგორც ტრასების მარშრუტი, გულისხმობს ძალიან ფრთხილად შედუღებას, რადგან ადვილია კავშირების გაკეთება იქ, სადაც ისინი არ უნდა იყოს. თუ არ გაქვთ ასეთი უნარები, სავსებით შესაძლებელია ამის გაკეთება პურის დაფაზე დიდი კომპონენტებით, როგორიც ეს არის, და დაკავშირება მავთულის გამოყენებით უკანა მხარეს.

შედეგად, დაფა ასეთი აღმოჩნდა:

დაფა ძალიან ერგონომიულად ერგებოდა კოჭის ზომებს და პირდაპირ მასზე იყო მიმაგრებული ძლიერი ცხელი დნობის წებოვანი გამოყენებით, რითაც გადაიქცევა ერთ მონობლოკად - შეაერთეთ დენი, დააკონფიგურირეთ და სისტემა მუშაობს.

მაგრამ ეს ყველაფერი მოხდა მანამ, სანამ ელექტრომაგნიტი მზად იქნებოდა. დაფა ცოტა ადრე დამზადდა და მოწყობილობის ფუნქციონირების როგორმე შესამოწმებლად, დროებით უფრო პატარა კოჭა იყო დაკავშირებული. პირველი შედეგი სასიამოვნო იყო.

სენსორები, როგორც ზემოთ უკვე დავწერე, გამოიყენება BLDC ძრავების პოზიციის თვალთვალის სისტემებიდან, ოთხპინიანი. ვინაიდან მათზე დოკუმენტაციის მოძიება შეუძლებელი იყო, ემპირიულად უნდა გამეგო, რომელი ქინძისთავები რაზეა პასუხისმგებელი. ფორმის ფაქტორი აღმოჩნდა:

ამასობაში დიდი ელექტრომაგნიტი მოვიდა. ამ ფაქტმა დიდი იმედი მომცა :)

პირველმა ტესტებმა დიდი ელექტრომაგნიტით აჩვენა საკმაოდ დიდი სამუშაო მანძილი. აქ არის ერთი ნიუანსი - სენსორი, რომელიც მდებარეობს ნეოდიმის მაგნიტის მხარეს, უნდა იყოს ოდნავ მოშორებით კოჭიდან ელექტრონიკის საიმედო მუშაობისთვის.

ბოლო ფოტო უფრო რაღაც კოსმოსურ თანამგზავრს ჰგავს. სხვათა შორის, სწორედ ასე შეიძლებოდა ამ ლევიტრონის დაპროექტება. და მათთვის, ვინც დიზაინის გამეორებას აპირებს, ყველაფერი წინ არის :)

გადაწყდა, რომ გამაგრილებელი სასმელის ქილა გამოეყენებინათ, როგორც ლევიტაცია. ქილაზე მაგნიტს ვამაგრებთ ორმხრივი ლენტის გამოყენებით და ვამოწმებთ.

ის მშვენივრად მუშაობს, ზოგადად, მოწყობილობა შეიძლება ჩაითვალოს მზად. რჩება მხოლოდ ექსტერიერის დიზაინი. საყრდენი სხივი გაკეთდა ზოლებისა და ჯოხებისგან; ჩვენი მონობლოკის კორპუსი დამზადდა იმავე ცარიელი პლასტმასის ამონიუმის პერსულფატის ქილისგან. მონობლოკიდან ელექტრომომარაგებისთვის მხოლოდ ორი მავთული გამოდის, როგორც დანიშნულებისამებრ.

ამ დროისთვის, LED-ების ხაზის შეუფერხებლად ჩართვის წრე უკვე შედუღებული იყო ზედ დამონტაჟებით, ხოლო თავად ხაზი წარმატებით იყო დამონტაჟებული ყველგან გავრცელებული ცხელ-დნობის წებოვანზე.

ელექტრომომარაგება არის ზოგიერთი პრინტერისგან ნასესხები ერთეული, რომელიც გადაკეთებულია 42 ვ-დან 12 ვ-მდე.

დენის წყაროს გარეგნობასაც გაჩვენებ :)

შემდეგ პლაივუდისგან დამზადდა სტენდი, რომელშიც მოთავსდა დენის წყარო და 220 ვ-ის შესაერთებელი კონექტორი, სილამაზისთვის ზემოდან დააწებეს ქსოვილის ქსოვილი, მთელი სტრუქტურა შეიღება ყვითლად და შავად. ქილა შეცვალეს, რადგან ექსპერიმენტების დროს იგი ოდნავ დაკბილდა.

ამ ყველაფრისგან ლევიტაციის ეფექტის გარდა, ძალიან მშვენიერი ღამის შუქი გამოვიდა.

ვიდეოს ცოტა მოგვიანებით დავამატებ, მაგრამ ჯერ-ჯერობით, ყველაფერს რომ დავამატებ, მინდა ვთქვა, რომ ჩემი დიზაინი მარტივად გაიმეორა 13 წლის სტუდენტმა ჩემს რადიოკლუბში.

გარეგნობა ჯერ არ არის დასრულებული, მაგრამ ელექტრონული კომპონენტები მუშაობს ისე, როგორც მოსალოდნელი იყო. მისი დიზაინის ფოტო: