Denne artikel vil tale om, hvordan gør det selv Du kan lave en så interessant enhed som Levitron. Faktisk er en levitron en roterende top eller et andet objekt, der stiger i rummet på grund af virkningen af et magnetfelt. Levitroner er forskellige. Den klassiske model bruger et system med permanente magneter og en spindeltop. Den svæver over magneterne under rotation på grund af dannelsen af en magnetisk pude under.
Forfatteren besluttede at forbedre systemet lidt ved at opbygge en levitron baseret på Arduino ved hjælp af elektromagneter. Ved hjælp af disse metoder behøver toppen ikke at rotere for at svæve i luften.
En sådan anordning kan bruges til forskellige andre DIY. For eksempel kan det være en fremragende pejling, da der praktisk talt ikke er friktionskræfter i den. På et sådant hjemmelavet produkt kan du også gennemføre forskellige eksperimenter, godt eller lege venner.
Materialer og værktøjer til fremstilling:
- mikrokontroller Arduino UNO;
- lineær Hall sensor (modellen UGN3503UA);
- gamle transformatorer (til viklede spoler);
- felteffekttransistor, modstande, kondensatorer og andre elementer (klassificeringer og mærker er vist på diagrammet);
- ledninger;
- loddejern med lodde;
- 12V strømforsyning;
- kork;
- en lille neodymmagnet;
- varm lim;
- Grundlaget for viklede spoler og materialer til at skabe en hjemmelavet krop.
Fremstillingsprocessen for levitron:
Første trin. Lav en spole
Spolen vil være en elektromagnet, den vil skabe et magnetfelt, der vil tiltrække toppen. Som top vil der være en kork, som en neodymmagnet er fastgjort på. I stedet for kork kan du bruge andre materialer, men ikke for tunge.
Hvad angår antallet af drejninger i spolen, her nævnte forfatteren ikke en sådan figur, spolen gik til øjet. Som et resultat var dens modstand ca. 12 ohm, højde 10 mm, diameter 30 mm, og tykkelsen af den anvendte tråd skal være 0,3 mm. Der er ingen kerne i spolen, hvis du har brug for at gøre en tungere top, kan spolen være udstyret med en kerne.
Trin to Hallsensors rolle
For at toppen skal svæve i luften, snarere end at holde sig tæt på magnetventilen, har systemet brug for en sensor, der kan måle afstanden til toppen. Som et sådant element bruges en Hall-sensor. Denne sensor er i stand til at detektere magnetfeltet ikke kun af en permanent magnet, men kan også bestemme afstanden til alle metalgenstande, da sådanne sensorer selv skaber et elektrisk magnetfelt.
Takket være denne sensor holder toppen altid i den rigtige afstand fra magnetventilen.
Når toppen begynder at bevæge sig væk fra spolen, hæver systemet spændingen. Omvendt, når toppen nærmer sig en solenoid, sænker systemet spændingen i spolen, og magnetfeltet svækkes.
Der er tre udgange på sensoren, dette er 5V strøm samt en analog udgang. Sidstnævnte er forbundet med Arduino ADC.
Trin tre Vi samler kredsløbet og installerer alle elementerne
Som en krop til hjemmelavet arbejde kan du bruge et stykke træ, som du har brug for at lave et enkelt beslag til fastgørelse af spolen. elektronisk skemaet er ganske enkelt, alt kan forstås fra billedet. Elektronik fungerer fra en 12V kilde, og da sensoren har brug for 5V, forbindes den via en speciel stabilisator, der allerede er indbygget i Arduino-controlleren. Den maksimale enhed bruger ca. en ampere. Når toppen øger, er det nuværende forbrug inden for 0,3-0,4 A.
En felteffekttransistor bruges til at styre solenoiden. Selve magnetventilen er forbundet til udgangene fra J1, og den første kontakt fra J2-stikket skal tilsluttes PWM Arduino. Diagrammet viser ikke, hvordan Hall-sensoren forbindes til ADC, men der skulle ikke være problemer med dette.
Trin fire Controller firmware
For at programmere controlleren til de nødvendige handlinger kræves firmware. Programmet fungerer meget enkelt. Når værdierne begynder at falde uden for det tilladte interval, øger systemet enten strømmen til maksimalt eller slukkes helt. I senere versioner af firmwaren blev det muligt at justere spændingen på spolen jævnt, så de skarpe udsving i toppen stoppede.
Det er alt, det hjemmelavede produkt er klar. Ved den første start fungerede enheden, men nogle fejl blev opdaget. Så for eksempel, når man arbejder i mere end 1 minut, begyndte spolen og transistoren at blive meget varm. I denne henseende skal du i fremtiden installere en radiator på transistoren eller sætte en mere kraftfuld en. Spolen skal også gøres om, da den har fået et mere pålideligt design end bare trådspoler med varm lim.
For at beskytte strømkilden skal store kondensatorer leveres til indgangskredsløbene. Forfatterens første 1.5 A strømforsyning brændte ud efter 10 sekunder på grund af stærke strømstød.
I fremtiden er det planlagt at overføre hele systemet til en 5V strømforsyning.