Ovaj članak će govoriti o tome kako učinite to sami Možete napraviti tako zanimljiv uređaj kao što je Levitron. U stvari, levitron je vrti ili drugi predmet koji lebdi u prostoru zbog djelovanja magnetskog polja. Levitroni su raznoliki. Klasični model koristi sustav stalnih magneta i vrtoglavog vrha. Tijekom rotacije lebdi nad magnetima zbog stvaranja magnetskog jastuka ispod.
Autor je odlučio malo poboljšati sustav tako što je izgradio levitron na temelju toga Težak pomoću elektromagneta. Pomoću ovih metoda, vrh se ne mora okretati da bi se vrtio u zraku.
Takav se uređaj može koristiti za razne druge DIY, Na primjer, može biti izvrstan ležaj, jer u njemu praktički nema sile trenja. Također, na takvom domaćem proizvodu možete provoditi razne eksperimente, dobro ili se igrati s prijateljima.
Materijali i alati za izradu:
- mikrokontroler Arduino UNO;
- linearni Hall senzor (model UGN3503UA);
- stari transformatori (za namatanje zavojnica);
- tranzistor polja, otpornici, kondenzatori i ostali elementi (ocjene i marke prikazane su na dijagramu);
- žice;
- lemljenje s lemilicom;
- 12V napajanje;
- pluta;
- mali neodim magnet;
- vruće ljepilo;
- Osnova za namatanje zavojnica i materijali za izradu domaćeg tijela.
Proces proizvodnje levitrona:
Prvi korak. Napravite zavojnicu
Zavojnica će biti elektromagnet, stvorit će magnetsko polje koje će privući vrh. Kao vrh bit će pluta na koju je pričvršćen neodim-magnet. Umjesto plute, možete koristiti druge materijale, ali ne preteške.
Što se tiče broja zavoja u zavojnici, ovdje autor nije spomenuo takav lik, zavojnica je išla na oči. Kao rezultat toga, njegov otpor bio je oko 12 ohma, visina 10 mm, promjer 30 mm, a debljina korištene žice trebala bi biti 0,3 mm. U zavojnici nema jezgre, ako trebate napraviti teži vrh, tada se zavojnica može opremiti jezgrom.
Drugi korak Uloga Hall senzora
Da bi se vrh mogao povisiti u zraku, a ne da se čvrsto zalijepi za solenoid, sustav treba senzor koji može mjeriti udaljenost do vrha. Kao takav element koristi se Hallov senzor. Ovaj senzor može detektirati magnetsko polje ne samo trajnog magneta, već također može odrediti udaljenost do bilo kojeg metalnog predmeta, jer takvi senzori sami stvaraju električno magnetsko polje.
Zahvaljujući ovom senzoru, vrh se uvijek drži na pravoj udaljenosti od solenoida.
Kad se vrh počne udaljavati od zavojnice, sustav podiže napon. Suprotno tome, kada se vrh približi solenoidu, sustav snižava napon u zavojnici i magnetsko polje slabi.
Na senzoru postoje tri izlaza, ovo je 5V snage, kao i analogni izlaz. Potonji je spojen na Arduino ADC.
Treći korak Sastavljamo sklop i instaliramo sve elemente
Kao tijelo za domaće radove možete koristiti komad drveta, na koji trebate napraviti jednostavan nosač za pričvršćivanje zavojnice. elektronički shema je prilično jednostavna, sve se može razumjeti sa slike. Elektronika radi iz izvora 12V, a budući da senzor treba 5V, spojen je putem posebnog stabilizatora, koji je već ugrađen u Arduino regulator. Maksimalni uređaj troši oko jednog ampera. Kad vrh padne, potrošnja struje je unutar 0,3-0,4 A.
Tranzistor s efektom polja koristi se za kontrolu solenoida. Sam solenoid spojen je na izlaze J1, a prvi kontakt J2 konektora mora biti povezan s PWM Arduino. Dijagram ne prikazuje kako spojiti Hall senzor na ADC, ali s tim ne bi trebalo biti problema.
Četvrti korak Softver upravljačkog programa
Za programiranje kontrolera za potrebne radnje potreban je firmver. Program djeluje vrlo jednostavno. Kad vrijednosti počnu padati izvan dopuštenog raspona, sustav ili povećava struju do maksimuma ili se u potpunosti isključuje. U kasnijim verzijama firmvera postalo je moguće glatko podešavanje napona na zavojnici, tako da su oštre fluktuacije vrha prestale.
To je sve, domaći proizvod je spreman. U prvom startu uređaj je djelovao, ali otkriveni su neki nedostaci. Tako, na primjer, kad smo radili dulje od 1 minute, zavojnica i tranzistor počeli su se jako zagrijavati. S tim u vezi, u budućnosti trebate instalirati radijator na tranzistor ili staviti moćniji. Zavojnicu će također trebati preraditi, tako da je smislio pouzdaniji dizajn od samo zavojnica žice s vrućim ljepilom.
Da bi se zaštitio izvor napajanja, u ulazne krugove moraju se isporučiti veliki kondenzatori. Prvih autorskih 1.5 napajanje izgorjelo je nakon 10 sekundi zbog snažnih prenapona.
U budućnosti se planira cijeli sustav prenijeti na 5V napajanje.