Približavaju se novogodišnji praznici. I kako doći do Nove godine bez poklona, rodbini, rodbini i prijateljima. I istovremeno, stara izreka da je najbolji poklon poklon još uvijek nije izgubila na važnosti učinite to sami, A zašto ne, pokušajmo nekome napraviti originalan novogodišnji poklon.
Predlaže se napraviti najjednostavniji Levitron kao takav dar. Magnetska levitacija uvijek izgleda impresivno i očaravajuće. Pomoću nevidljive elektromagnetske sile podižemo i držimo mali neodim magnet u zraku. Efekt spaljivanja stvara se podizanjem i spuštanjem magneta u vrlo malom rasponu visina, ali s velikom frekvencijom. Danas takav uređaj možete sami izraditi. A za to nije potrebno trošiti puno novca i vremena.
U ovom ćemo članku razmotriti shemu i tehnologiju za proizvodnju magnetskog levitrona iz jednostavnih i jeftinih komponenti.
Shema uređaja za magnetsku levitaciju predstavljeno u nastavku.
Načelo rada uređaja
Koristeći ovaj krug, zavojnica L1 stvara specifično elektromagnetsko polje koje drži stalni magnet na svojoj težini. Budući da je položaj ravnoteže izuzetno nestabilan, automatski sustav za upravljanje i upravljanje koristi magnet u krugu. Senzor za nadgledanje položaja je magnetski upravljani senzor MD1, zasnovan na Hall efektu. Nalazi se i učvršćuje u sredini zavojnice, sa strane radnog kraja.
Rad Hallsovog senzora (MD1) sastoji se u spuštanju izlaznog signala (pin 3), sve do gašenja, s povećanjem statičkog ili dinamičkog magnetskog polja. S padom magnetskog polja vrijedi suprotno. Hall senzor djeluje s malim naponom napajanja (4 ... 20 V) i niskom strujom (3 ... 20 mA), dok kontrolira naponski tranzistor VT1.
LED1 koristi se za vizualni nadzor rada uređaja.
VD2 dioda omogućuje brzi rad zavojnice.
Shema djeluje na sljedeći način.
Kad uključite uređaj, struja prolazi kroz zavojnicu L1 i otvoreni tranzistor VT1.
U tom slučaju zavojnica stvara magnetsko polje i počinje privlačiti trajni magnet. Magnet privlači elektromagnet, ali raste, pada u područje senzora položaja (MD1) i prebacuje ga svojim magnetskim poljem. U tom se slučaju signal primjenjuje na tranzistor VT1, koji isključuje elektromagnet. Tada stalni magnet počinje padati, ali napuštajući zonu osjetljivosti senzora, ponovo uključuje elektromagnet. U ovom slučaju magnet se opet prisiljava na prelazak na elektromagnet. Dakle, trajni magnet kontinuirano oscilira oko točke koju definira sustav.
Da bi se spriječilo da se trajni magnet okrene tijekom oscilacija, njegov se položaj, na primjer, stabilizira pričvršćivanjem odozdo. Kad se magnet okrene, njegov pol se mijenja, okrenut prema senzoru položaja MD1 i krug prestaje raditi, jer senzorom upravlja samo južni pol magneta.
Proizvodnja uređaja
1. Osnovu Levitron uređaja određuje elektromagnetska zavojnica. Njezin će izbor uvelike odrediti dizajn uređaja.
Zavojnica se može napraviti samostalno. Dovoljno je namotati 500 ... 600 okreta emajlirane žice promjera 0,3 ... 0,4 mm na cijev (trebat će oko 20 metara žice). Da biste napajali takav uređaj, možete koristiti napajanje ili punjač s naponom od 5 - 9 volti.
Moguće je koristiti postojeći industrijski svitak. Istodobno je poželjno znati njegov nazivni napon i ubuduće odabrati odgovarajući izvor napajanja.
U našem slučaju, za originalan dar potreban je kompaktni dizajn uređaja, pa je odabran relejski svitak male veličine.
2. Pored zavojnice trebat će nam ponovo tranzistor s efektom polja, na primjer, IRFZ44N ili drugi sličan MOSFET, opet, ovisno o parametrima upotrijebljene zavojnice. U našem slučaju koristi se tranzistor IRF630, koji je ostao na komadu ploče nakon odlaganja video opreme.
Također vam je potreban Hall senzor, na primjer, tip A3144, AH443 ili neki drugi, koji radi u sličnim načinima. U ovom slučaju korišten je jeftini senzor koji se nalazi u trgovini, model HAL 508 UA-A-2-B-1-00.
Uređaj ćemo zamijeniti s ostalim kupljenim radio komponentama, prema gornjem dijagramu.
3. Da bismo provjerili i prilagodili rad Levitrona, sastavljamo lijevi dio gornjeg kruga, s izuzetkom otpornika R2 i s promjenom nazivne vrijednosti od R3 do 330 Ohma. Desna strana kruga izvor je napajanja uređaja, a u ovoj verziji nije potreban. Pogodnije je sastaviti i testirati krug na univerzalnoj pločici, ali budući da je postojeći tranzistor već lemljen zajedno s radijatorom na komadu pločice odgovarajuće veličine, lemio sam krug pored njega.
4. Montirajte zavojnicu. Postavljamo Hallov senzor i privremeno ga fiksiramo u sredinu rupe, na samom dnu zavojnice.
5. Ispitivanje uređaja. Zavojnicu popravljamo na određenoj udaljenosti od površine stola. Nakon toga može se napajati magnetska naprava za levitaciju. Budući da zavojnica prethodno spomenutog releja ima otpor namota od 210 Ohma, a dizajniran je za istosmjerni napon od 12 V, spajamo ga na odgovarajući izvor napajanja.
Tada je potrebno odrediti na koju će se stranu trajni neodimijski magnet usmjeriti prema elektromagnetu. Uključujemo levitron (LED bi trebao svijetliti) i magnet dovodimo do dna zavojnice, sa strane Hall senzora. Ako magnet privlači zavojnicu i LED se ugasi, magnet je pravilno orijentiran, ali ako ga magnetsko polje zavojnice potisne van, tada se magnet mora okrenuti. Ako LED ne ugasi, prilikom spajanja magneta na obje strane, potrebno je zamijeniti krajeve zavojnice, tj. promijeni joj stupove. Kad se pravilno izvrši, elektromagnetska sila će pokupiti magnet i zadržati ga u zraku. Ne zaboravite stabilizirati položaj magneta kako se ne bi prevrnuo tijekom oscilacija. U ovom je slučaju korišten neodimski prstenasti magnet promjera 7 mm i debljine 1 mm, uzet iz mikro slušalica. Da biste ga stabilizirali, dovoljan je komad izolacijske trake zalijepljen s jedne strane magneta.
Napomena. Prvi testovi s ovom zavojnicom nisu bili uspješni. Jezgra zavojnice releja pojačala je magnetsko polje, ali je također imala svoj utjecaj kad je zavojnica bila isključena. Tijekom postavljanja položaj magneta nije bio stabilan ili je magnet privukao u jezgru s isključenom zavojnicom. Kad je jezgra uklonjena iz zavojnice, proces se stabilizirao, kao što se može vidjeti na fotografiji.
6. Nadogradite uređaj. Daljnja ispitivanja otkrila su neke nedostatke. Prvo, potreba za dodatnim izvorom napajanja, što povećava složenost i veličinu i ne dodaje originalnost poklonu. Drugo, s povećanjem dometa leta (udaljenost od zavojnice), morate povećati napon napajanja, a to dovodi do nepoželjnog zagrijavanja zavojnice.
Moguće je, naravno, zadržati se na ovoj mogućnosti, koristeći dobivene mogućnosti. Ostaje nam samo „spakirati“ uređaj u pristojan slučaj.
7. Drugu verziju uređaja možete napraviti tako da zamijenite zavojnicu većim naponom (ali s manjom potrošnjom struje) i napravite dodatno ugrađeno napajanje bez transformatora. Potpuni dijagram ovog uređaja dan je na početku članka.
Druga verzija zavojnice iz uvezenog releja dizajnirana je za napon od 110 volta i ima otpor namotavanja 4700 Ohma. Dovršavamo uređaj s dijelovima prema shemi.
8. Proizvodimo napajanje bez transformatora (desna strana kruga). Pretvara izmjeničnu struju od 220 volti u napon koji nam je potreban - oko 100 volti (određeno Zenerovom diodom VD3) male izravne struje (utvrđene kapacitivnošću kondenzatora C3 tipa K73-17). Takav PSU ima prednosti - jednostavan krug i male dimenzije. Ali ima i nedostatak - postoji opasnost od električnog udara kada dođe u kontakt s dijelovima na uključenom uređaju. Međutim, prema sigurnosnim propisima, odsutnost galvanske izolacije u potpuno izoliranom uređaju bit će sigurna.
9. Kao i kod Levitrona, koristimo parenje veličine, uložak iz izgorjele fluorescentne štedne žarulje i poklopac koji raspršuje svjetlost od LED žarulje. Na ploči postavljamo i oblikujemo krug prema unutarnjim dimenzijama uloška, lemimo ploču na stezaljke uloška.
Budući da kondenzator za izglađivanje C2 nije uključen u uložak, instalirajte ga na Levitron-ovu ploču. Uklonimo i radijator tranzistora, jer je s malom snagom opterećenja opcija.
10. Sklopite uređaj na postolje i testirajte.
U ovom je slučaju korišten prstenasti neodim-magnet promjera 10 mm i debljine 3 mm. Postavite MD1 senzor na sredinu zavojnice i popravite ga komadom pjene. Pomicanjem Hall senzora postižemo stabilno lebdenje magneta na maksimalnoj udaljenosti od zavojnice. Popravljamo položaj senzora u odnosu na zavojnicu.
11. Nakon postavljanja Levitrona sastavljamo i ljepimo uređaj. Da biste uređaju dali veći učinak LED svjetiljke, možete dodati 2-3 trajno na LED diode s ograničavajućim otpornicima unutar sjena. Da biste osigurali raspodjelu topline, osigurajte ventilacijske otvore u ulošku, ako one nisu predviđene dizajnom bivše svjetiljke.
Da biste stvorili učinak omotavanja, magnet se može vezati nekakvom svjetlosnom figurom, na primjer, obrisom moljaca.
