Šis straipsnis kalbės apie tai, kaip daryk pats Galite pagaminti tokį įdomų įrenginį kaip "Levitron". Tiesą sakant, levitronas yra besisukantis viršus ar kitas daiktas, kuris didėja erdvėje dėl magnetinio lauko veikimo. Levitronai yra įvairūs. Klasikiniame modelyje naudojama nuolatinių magnetų sistema ir besisukanti viršūnė. Sukimosi metu jis pasislenka virš magnetų, nes apačioje susiformavo magnetinė pagalvėlė.
Autorius nusprendė šiek tiek patobulinti sistemą, pastatydamas levitroną, paremtą Arduino naudojant elektromagnetus. Naudojant šiuos metodus, viršutinė dalis neturi suktis, kad iškiltų ore.
Toks prietaisas gali būti naudojamas įvairiems kitiems naminis. Pavyzdžiui, tai gali būti puikus guolis, nes jame praktiškai nėra trinties jėgų. Taip pat ant tokio naminio gaminio galite atlikti įvairius eksperimentus, gerai ar žaisti draugus.
Gamybos medžiagos ir įrankiai:
- mikrovaldiklis Arduino UNO;
- linijinis salės jutiklis (modelis UGN3503UA);
- seni transformatoriai (apvijų ritėms);
- lauko efekto tranzistorius, rezistoriai, kondensatoriai ir kiti elementai (reitingai ir prekės ženklai nurodyti diagramoje);
- laidai;
- lituoklis su lituokliu;
- 12 V maitinimo šaltinis;
- kamštiena;
- mažas neodimio magnetas;
- karšti klijai;
- Apvijų ritinių ir medžiagų, skirtų namų kūnui sukurti, pagrindas.
Levitrono gamybos procesas:
Pirmasis žingsnis. Padarykite ritę
Ritė bus elektromagnetas, ji sukurs magnetinį lauką, kuris pritrauks viršuje. Viršuje bus kamštis, ant kurio pritvirtintas neodimio magnetas. Vietoj kamščio galite naudoti kitas medžiagas, bet ne per sunkias.
Kalbant apie apsisukimų skaičių ritėje, čia autorius nepaminėjo tokio skaičiaus, ritė ėjo į akis. Dėl to jo varža buvo apie 12 omų, aukštis 10 mm, skersmuo 30 mm, o naudojamos vielos storis turėtų būti 0,3 mm. Ritulyje nėra šerdies, jei jums reikia padaryti sunkesnį viršų, tada ritė gali būti aprūpinta šerdimi.
Antras žingsnis Salės jutiklio vaidmuo
Tam, kad viršutinė dalis kiltų ore, o ne tvirtai priliptų prie solenoido, sistemai reikia jutiklio, kuris galėtų išmatuoti atstumą iki viršaus. Kaip toks elementas naudojamas „Hall“ jutiklis. Šis jutiklis gali aptikti ne tik nuolatinio magneto magnetinį lauką, bet ir gali nustatyti atstumą iki bet kokių metalinių daiktų, nes tokie jutikliai patys sukuria elektrinį magnetinį lauką.
Šio jutiklio dėka viršutinė dalis visada yra tinkamu atstumu nuo solenoido.
Kai viršus pradeda tolti nuo ritės, sistema kelia įtampą. Ir atvirkščiai, kai viršus artėja prie solenoido, sistema sumažina įtampą ritėje ir silpnėja magnetinis laukas.
Jutiklyje yra trys išėjimai, tai yra 5 V galia, taip pat analoginis išėjimas. Pastarasis yra prijungtas prie Arduino ADC.
Trečias žingsnis Mes surenkame grandinę ir sumontuojame visus elementus
Kaip kūną, skirtą namų darbams, galite naudoti medienos gabalą, prie kurio jums reikia padaryti paprastą laikiklį, kad pritvirtintumėte ritę. Elektroninis schema yra gana paprasta, viską galima suprasti iš paveikslėlio. Elektronika veikia iš 12 V šaltinio, o kadangi jutikliui reikia 5 V, jis yra prijungtas per specialų stabilizatorių, kuris jau yra įmontuotas „Arduino“ valdiklyje. Didžiausias prietaisas sunaudoja maždaug vieną amperą. Kai viršus pakyla, dabartinis suvartojimas yra 0,3–0,4 A.
Lauko efekto tranzistorius naudojamas valdyti solenoidą. Pats solenoidas yra prijungtas prie J1 išėjimų, o pirmasis J2 jungties kontaktas turi būti prijungtas prie „PWM Arduino“. Diagrama neparodo, kaip prijungti „Hall“ jutiklį prie ADC, tačiau dėl to neturėtų kilti jokių problemų.
Ketvirtas žingsnis Valdiklio programinė įranga
Norint suprogramuoti valdiklį reikiamiems veiksmams atlikti, reikalinga programinė įranga. Programa veikia labai paprastai. Kai reikšmės pradeda nukristi už leistino diapazono, sistema arba padidina srovę iki maksimumo, arba visiškai išsijungia. Vėlesnėse programinės įrangos versijose tapo įmanoma sklandžiai sureguliuoti ritės įtampą, todėl staigūs viršaus svyravimai sustojo.
Štai viskas, naminis produktas yra paruoštas. Pirmą kartą paleidus įrenginį, jis veikė, tačiau buvo aptikta keletas trūkumų. Taigi, pavyzdžiui, dirbant ilgiau nei 1 minutę, ritė ir tranzistorius pradėjo labai įkaisti. Atsižvelgiant į tai, ateityje ant tranzistoriaus turite įdiegti radiatorių arba įdėti galingesnį. Ritė taip pat turės būti perdaryta, sugalvojusi patikimesnį dizainą nei vien vielos ritiniai karštais klijais.
Norint apsaugoti maitinimo šaltinį, į įvesties grandines reikia tiekti didelius kondensatorius. Pirmasis autoriaus 1,5 A maitinimo šaltinis sudegė po 10 sekundžių dėl stipraus galios viršįtampio.
Ateityje planuojama visą sistemą perkelti į 5 V maitinimo šaltinį.