Artėja Naujųjų metų atostogos. Ir kaip ateiti į Naujuosius metus be dovanos, artimiesiems, artimiesiems ir draugams. Ir kartu senas posakis, kad geriausia dovana yra padaryta dovana, dar neprarado savo aktualumo daryk pats. Ir kodėl gi ne, pabandykime padaryti kam nors originalią Naujųjų metų dovaną.
Kaip tokią dovaną siūloma padaryti patį paprasčiausią „Levitron“. Magnetinė levitacija visada atrodo įspūdingai ir žavingai. Naudodami nematomą elektromagnetinę jėgą, mes pakeliame ir ore laikome mažą neodimio magnetą. Didėjantis efektas sukuriamas pakeliant ir nuleidžiant magnetą labai nedideliame aukščių diapazone, tačiau esant aukštam dažniui. Šiandien tokį prietaisą galite pasigaminti patys. Ir tam nebūtina išleisti daug pinigų ir laiko.
Šiame straipsnyje mes apsvarstome schemą ir technologiją, kaip gaminti magnetinį levitroną iš paprastų ir pigių komponentų.
Magnetinės levitacijos įtaiso schema pateiktas žemiau.
Prietaiso veikimo principas
Naudodamas šią grandinę, ritė L1 sukuria savitą elektromagnetinį lauką, laikantį nuolatinį magnetą ant savo svorio. Kadangi pusiausvyros padėtis yra labai nestabili, magnetas grandinėje yra laikomas automatine valdymo ir valdymo sistema. Padėties stebėjimo jutiklis yra magnetiškai kontroliuojamas jutiklis MD1, pagrįstas Hall efektu. Jis yra ir pritvirtintas ritės centre, nuo darbinio galo šono.
„Hall“ jutiklio (MD1) veikimas reiškia išėjimo signalo (3 kaiščio) sumažinimą iki išjungimo, padidinant statinį ar dinaminį magnetinį lauką. Mažėjant magnetiniam laukui, yra atvirkščiai. „Hall“ jutiklis veikia su maža maitinimo įtampa (4 ... 20 V) ir maža srove (3 ... 20 mA), tuo pačiu kontroliuodamas galios tranzistorių VT1.
LED1 naudojamas prietaiso veikimo vaizdiniam valdymui.
VD2 diodas užtikrina greitą ritės veikimą.
Schema veikia taip.
Kai įjungiate įrenginį, srovė praeina per ritę L1 ir atvirą tranzistorių VT1.
Tokiu atveju ritė sukuria magnetinį lauką ir pradeda traukti nuolatinį magnetą. Magnetas traukia elektromagnetą, tačiau kylant jis patenka į padėties jutiklio diapazoną (MD1) ir perjungia jį savo magnetiniu lauku. Tokiu atveju tranzistoriui VT1 pridedamas signalas, kuris išjungia elektromagnetą. Tuomet nuolatinis magnetas pradeda kristi, tačiau palikęs jutiklio jautrumo zoną vėl įjungia elektromagnetą. Tokiu atveju magnetas vėl priverstas judėti į elektromagnetą. Taigi nuolatinis magnetas nuolat svyruoja aplink sistemos apibrėžtą tašką.
Norint, kad nuolatinis magnetas nevirstų virpesių metu, jo padėtis stabilizuojama, pavyzdžiui, pritvirtinant prie jo kažką iš apačios. Kai magnetas apvirsta, jo polius pasikeičia, nukreipdamas į MD1 padėties jutiklį, o grandinė nustoja veikti, nes jutiklį valdo tik magneto pietinis polius.
Įrenginių gamyba
1. Levitron prietaiso pagrindą nustato elektromagnetinė ritė. Jos pasirinkimas daugiausia lems prietaiso dizainą.
Ritė gali būti pagaminta savarankiškai. Užtenka ant vamzdžio apvynioti 500 ... 600 emaliuotos vielos, kurios skersmuo yra 0,3 ... 0,4 mm, apsisukimų (reikės maždaug 20 metrų vielos). Norėdami maitinti tokį įrenginį, galite naudoti maitinimo šaltinį arba įkroviklį, kurio įtampa yra nuo 5 iki 9 voltų.
Galima naudoti esamą pramoninę ritę. Tuo pačiu metu pageidautina žinoti jo vardinę maitinimo įtampą ir ateityje pasirinkti tinkamą energijos šaltinį.
Mūsų atveju, norint gauti originalią dovaną, reikalingas kompaktiškas prietaiso dizainas, todėl buvo pasirinkta mažo dydžio relės ritė.
2. Be ritės, mums vėl reikės lauko efekto tranzistoriaus, pavyzdžiui, IRFZ44N ar kito panašaus MOSFET, atsižvelgiant į naudojamos ritės parametrus. Mūsų atveju naudojamas IRF630 tranzistorius, kuris liko ant plokštės gabalo po vaizdo įrangos sunaikinimo.
Jums taip pat reikia „Hall“ jutiklio, pavyzdžiui, tipo A3144, AH443 ar kito, veikiančio panašiais režimais. Šiuo atveju buvo naudojamas parduotuvėje rastas pigus jutiklis, kurio modelis HAL 508 UA-A-2-B-1-00.
Mes pritrauksime prietaisą su likusiais įsigytais radijo komponentais pagal aukščiau pateiktą diagramą.
3. Norėdami patikrinti ir sureguliuoti „Levitron“ veikimą, surenkame kairę aukščiau esančios grandinės dalį, išskyrus rezistorių R2 ir pakeisdami nominalią R3 vertę į 330 omų. Dešinėje grandinės pusėje yra įrenginio maitinimo šaltinis, o šioje versijoje jis nereikalingas. Patogiau surinkti ir išbandyti grandinę ant universaliosios plokštės, tačiau kadangi esamas tranzistorius jau buvo lydomas kartu su radiatoriumi ant tinkamo dydžio plokštės gabalo, aš litavau šalia jo esančią grandinę.
4. Surinkite ritę. Mes įdedame „Hall“ jutiklį ir laikinai pritvirtiname skylės centre, pačiame ritės apačioje.
5. Įrenginio tikrinimas. Mes pritvirtiname ritę tam tikru atstumu nuo stalo paviršiaus. Po to magnetinis levitacijos įtaisas gali būti maitinamas. Kadangi anksčiau minėtos relės ritės apvijos varža yra 210 omų ir ji skirta 12 V nuolatinės įtampos, mes ją prijungiame prie atitinkamo maitinimo šaltinio.
Tada reikia nustatyti, kurioje pusėje nukreipti nuolatinį neodimio magnetą į elektromagnetą. Įjungiame levitroną (šviesos diodas turėtų užsidegti) ir patraukiame magnetą į ritės apačią, iš „Hall“ jutiklio pusės. Jei magnetas pritraukiamas prie ritės, o šviesos diodas užgęsta, magnetas orientuojamas teisingai, tačiau jei ritės magnetinis laukas jį išstumia, tada magnetas turi būti apverstas. Jei šviesos diodas neišnyksta, jungiant magnetą į bet kurią pusę, būtina pakeisti ritės galus, t. pakeisti jos polius. Teisingai atlikus elektromagnetinę jėgą magnetas pasiims ir palaikys ore. Nepamirškite stabilizuoti magneto padėties, kad virpesių metu jis nevirstų. Šiuo atveju buvo naudojamas 7 mm skersmens ir 1 mm storio neodimio žiedinis magnetas, paimtas iš mikrofono. Norint jį stabilizuoti, pakanka vienoje magneto pusėje klijuotos izoliacinės juostos gabalo.
Pastaba Pirmieji bandymai su šia ritė nebuvo sėkmingi. Relės ritės šerdis sustiprino magnetinį lauką, bet taip pat darė įtaką, kai ritė buvo išjungta. Nustatymo metu magneto padėtis nebuvo stabili arba magnetas buvo pritrauktas prie šerdies, kai ritė buvo išjungta. Kai šerdis buvo pašalinta iš ritės, procesas stabilizavosi, kaip galima pamatyti nuotraukoje.
6. Atnaujinkite įrenginį. Tolesni bandymai atskleidė keletą trūkumų. Pirma, reikia papildomo energijos šaltinio, kuris padidina kompleksiškumą ir dydį bei neprideda dovanos originalumo. Antra, didėjant skrydžio diapazonui (atstumui nuo ritės), jūs turite padidinti maitinimo įtampą, ir tai sukelia nepageidaujamą ritės įkaitimą.
Žinoma, galima apsigyventi šia galimybe, naudojantis gautomis galimybėmis. Lieka tik „supakuoti“ įrenginį padoriu atveju.
7. Galite pagaminti antrąją įrenginio versiją pakeisdami ritę didesne įtampa (tačiau mažesne srovės sąnaudomis) ir įsigydami papildomą įmontuotą maitinimo šaltinį be transformatoriaus. Išsami šio prietaiso schema pateikta straipsnio pradžioje.
Antroji ritės versija iš importuotos relės yra skirta 110 voltų įtampai, o jos apvijos varža yra 4700 omų. Mes užbaigiame prietaisą dalimis pagal schemą.
8. Gaminame be transformatoriaus maitinimo šaltinį (dešinėje grandinės pusėje). Jis paverčia 220 voltų kintamąją srovę į mums reikalingą įtampą - apie 100 voltų (nustatoma pagal Zenerio diodą VD3) mažos nuolatinės srovės (nustatomos pagal K73-17 tipo kondensatoriaus C3 talpą). Toks PSU turi privalumų - paprasta grandinė ir maži matmenys. Bet tai taip pat turi trūkumų - susidūrus su įjungto įrenginio dalimis, kyla elektros smūgio pavojus. Tačiau, atsižvelgiant į saugos taisykles, visiškai izoliuotame įrenginyje nebus saugu galvaniškai izoliuoti.
9. Kaip „Levitron“ atveju, mes naudojame matmenis, kasetę iš perdegtos fluorescencinės energiją taupančios lempos ir šviesą skleidžiančią dangtelį iš LED lempos. Pagal plokštės vidinius matmenis sudedame ir suformuojame grandinę ant plokštės, lydome plokštę prie kasetės gnybtų.
Kadangi lyginimo kondensatorius C2 neįeina į kasetę, įdiekite jį į „Levitron“ plokštę. Taip pat pašaliname tranzistoriaus radiatorių, nes esant mažai apkrovai, jis neprivalomas.
10. Surinkite prietaisą ant stovo ir patikrinkite.
Šiuo atveju buvo naudojamas žiedinis neodimio magnetas, kurio skersmuo 10 mm ir storis 3 mm. MD1 jutiklį nustatykite ritės centre ir pritvirtinkite putplasčio gabalėliu. Perkeldami „Hall“ jutiklį, pasiekiame stabilų magneto pasisukimą maksimaliu atstumu nuo ritės. Mes nustatome jutiklio padėtį ritės atžvilgiu.
11. Įdiegę Levitron, mes surenkame ir klijuojame prietaisą. Norėdami suteikti prietaisui didesnį šviesos diodo lempos efektą, galite 2–3 visam laikui pridėti prie šviesos diodų, turinčių ribojamuosius rezistorius. Norėdami užtikrinti šilumos išsiskyrimą, kasetėje numatykite ventiliacijos angas, jei jų nebuvo numatyta buvusios lempos konstrukcijoje.
Norėdami sukurti vyniojantį sparčiai didėjantį efektą, magnetas gali būti aptrauktas tam tikra šviesos figūra, pavyzdžiui, kandžio kontūrais.
