Den här artikeln talar om hur gör det själv Du kan göra en så intressant enhet som Levitron. I själva verket är en levitron en snurrande topp eller annat objekt som svävar i rymden på grund av verkan av ett magnetfält. Levitrons är olika. Den klassiska modellen använder ett system med permanentmagneter och en snurrande topp. Den svävar över magneterna under rotation på grund av bildandet av en magnetkudde under.
Författaren beslutade att förbättra systemet lite genom att bygga en levitron baserad på Arduino med hjälp av elektromagneter. Med hjälp av dessa metoder behöver toppen inte rotera för att sväva i luften.
En sådan anordning kan användas för olika andra DIY. Till exempel kan det vara ett utmärkt lager, eftersom det praktiskt taget inte finns några friktionskrafter i det. På en sådan hemmagjord produkt kan du också utföra olika experiment, ja, eller spela vänner.
Material och verktyg för tillverkning:
- mikrokontroller Arduino UNO;
- linjär Hall-sensor (modellen UGN3503UA);
- gamla transformatorer (för lindningsspolar);
- fälteffekttransistor, motstånd, kondensatorer och andra element (betyg och märken visas på diagrammet);
- ledningar;
- lödkolv med löd;
- 12V strömförsörjning;
- kork;
- en liten neodymmagnet;
- hett lim;
- Grunden för lindningsspolar och material för att skapa en hemmagjord kropp.
Tillverkningsprocessen för levitron:
Första steget. Gör en spiral
Spolen kommer att vara en elektromagnet, den kommer att skapa ett magnetfält som kommer att locka toppen. Som topp kommer det att vara en kork på vilken en neodymmagnet är fäst. Istället för kork kan du använda andra material, men inte för tunga.
När det gäller antalet varv i spolen, här nämnde författaren inte en sådan siffra, spolen gick till ögat. Som ett resultat var dess motstånd cirka 12 ohm, höjd 10 mm, diameter 30 mm och tjockleken på den använda kabeln bör vara 0,3 mm. Det finns ingen kärna i spolen, om du behöver göra en tyngre topp kan spolen utrustas med en kärna.
Steg två Hallsensors roll
För att toppen ska sväva i luften, snarare än att hålla sig fast vid magnetventilen, behöver systemet en sensor som kan mäta avståndet till toppen. Som ett sådant element används en Hall-sensor. Denna sensor kan detektera magnetfältet inte bara av en permanent magnet utan kan också bestämma avståndet till alla metallföremål, eftersom sådana sensorer själva skapar ett elektriskt magnetfält.
Tack vare denna sensor håller toppen alltid på rätt avstånd från magnetventilen.
När toppen börjar röra sig från spolen höjer systemet spänningen. Omvänt sänker systemet spänningen i spolen när magneten närmar sig en magnetventil och magnetfältet försvagas.
Det finns tre utgångar på sensorn, detta är 5V effekt, liksom en analog utgång. Den senare är ansluten till Arduino ADC.
Steg tre Vi monterar kretsen och installerar alla element
Som en kropp för hembakat arbete kan du använda en timmer som du behöver göra en enkel konsol för att fästa spolen. elektronisk schemat är ganska enkelt, allt kan förstås från bilden. Elektronik fungerar från en 12V-källa, och eftersom sensorn behöver 5V är den ansluten via en speciell stabilisator, som redan är inbyggd i Arduino-styrenheten. Den maximala enheten förbrukar ungefär en ampere. När toppen ökar ligger den nuvarande förbrukningen i intervallet 0,3-0,4 A.
En fälteffekttransistor används för att styra solenoid. Magneten i sig själv är ansluten till utgångarna från J1, och den första kontakten från J2-anslutningen måste vara ansluten till PWM Arduino. Diagrammet visar inte hur Hall-sensorn ansluts till ADC, men det bör inte vara några problem med detta.
Steg fyra Controller firmware
För att programmera regulatorn för nödvändiga åtgärder krävs firmware. Programmet fungerar mycket enkelt. När värdena börjar falla utanför det tillåtna intervallet ökar systemet antingen strömmen till maximalt eller stängs helt av. I senare versioner av firmware blev det möjligt att justera spänningen på spolen smidigt så att de skarpa svängningarna i toppen stoppades.
Det är allt, den hemlagade produkten är klar. Vid den första starten fungerade enheten, men vissa brister upptäcktes. Så till exempel, när du arbetade i mer än 1 minut, började spolen och transistorn bli mycket het. I detta avseende måste du i framtiden installera en kylare på transistorn eller sätta en kraftfullare. Spolen måste också göras om, efter att ha fått en mer pålitlig design än bara trådspolar med hett lim.
För att skydda strömkällan måste stora kondensatorer levereras till ingångskretsarna. Författarens första 1,5 A-strömförsörjning brände ut efter 10 sekunder på grund av starka kraftöverspänningar.
I framtiden planeras det att överföra hela systemet till en 5V strömförsörjning.