Bài viết này sẽ nói về làm thế nào tự làm Bạn có thể tạo ra một thiết bị thú vị như Levitron. Trong thực tế, levitron là một đầu quay hoặc vật thể khác bay lên trong không gian do tác động của từ trường. Levitron rất đa dạng. Mô hình cổ điển sử dụng một hệ thống nam châm vĩnh cửu và đầu quay. Nó lượn trên các nam châm trong quá trình quay do sự hình thành của một lớp đệm từ tính bên dưới.
Tác giả đã quyết định cải thiện hệ thống một chút bằng cách xây dựng một levitron dựa trên Arduino sử dụng nam châm điện. Sử dụng các phương pháp này, phần trên không phải xoay để bay lên không trung.
Một thiết bị như vậy có thể được sử dụng cho nhiều người khác tự làm. Ví dụ, nó có thể là một ổ trục tuyệt vời, vì thực tế không có lực ma sát trong đó. Ngoài ra, trên một sản phẩm tự chế như vậy, bạn có thể thực hiện nhiều thử nghiệm khác nhau, hoặc chơi với bạn bè.
Vật liệu và công cụ để sản xuất:
- vi điều khiển Arduino UNO;
- cảm biến Hall tuyến tính (mô hình UGN3503UA);
- máy biến áp cũ (đối với cuộn dây);
- bóng bán dẫn hiệu ứng trường, điện trở, tụ điện và các yếu tố khác (xếp hạng và nhãn hiệu được hiển thị trên sơ đồ);
- dây;
- hàn sắt với hàn;
- Nguồn điện 12V;
- nút chai;
- một nam châm neodymium nhỏ;
- keo nóng;
- Cơ sở cho cuộn dây và vật liệu để tạo ra một cơ thể tự chế.
Quy trình sản xuất levitron:
Bước đầu tiên. Tạo một cuộn dây
Cuộn dây sẽ là một nam châm điện, nó sẽ tạo ra một từ trường sẽ thu hút đỉnh. Trên đỉnh sẽ có một nút chai trên đó gắn một nam châm neodymium. Thay vì nút chai, bạn có thể sử dụng các vật liệu khác, nhưng không quá nặng.
Về số vòng quay trong cuộn dây, ở đây tác giả không đề cập đến một con số như vậy, cuộn dây đã đi vào mắt. Do đó, điện trở của nó là khoảng 12 ohms, chiều cao 10 mm, đường kính 30 mm và độ dày của dây được sử dụng phải là 0,3 mm. Không có lõi trong cuộn dây, nếu bạn cần làm cho một đầu nặng hơn, thì cuộn dây có thể được trang bị một lõi.
Bước hai Vai trò của cảm biến Hall
Để đỉnh cao bay lên không trung, thay vì bám chặt vào đế điện, hệ thống cần một cảm biến có thể đo khoảng cách đến đỉnh. Như một yếu tố như vậy, một cảm biến Hall được sử dụng. Cảm biến này có khả năng phát hiện từ trường không chỉ của một nam châm vĩnh cửu, mà còn có thể xác định khoảng cách đến bất kỳ vật kim loại nào, vì chính các cảm biến đó tạo ra một từ trường điện.
Nhờ cảm biến này, đỉnh luôn giữ ở khoảng cách phù hợp với đế.
Khi đỉnh bắt đầu di chuyển ra khỏi cuộn dây, hệ thống sẽ tăng điện áp. Ngược lại, khi đỉnh tiếp cận một điện từ, hệ thống sẽ làm giảm điện áp trong cuộn dây và từ trường yếu đi.
Có ba đầu ra trên cảm biến, đây là nguồn 5V, cũng như đầu ra analog. Cái sau được kết nối với Arduino ADC.
Bước ba Chúng tôi lắp ráp mạch và cài đặt tất cả các yếu tố
Là một cơ thể cho công việc tự chế, bạn có thể sử dụng một miếng gỗ, mà bạn cần phải làm một giá đỡ đơn giản để gắn cuộn dây. Điện tử Đề án khá đơn giản, mọi thứ có thể được hiểu từ hình ảnh. Thiết bị điện tử hoạt động từ nguồn 12V và vì cảm biến cần 5V, nó được kết nối thông qua bộ ổn định đặc biệt, đã được tích hợp trong bộ điều khiển Arduino. Thiết bị tối đa tiêu thụ khoảng một ampe. Khi đỉnh cao tăng vọt, mức tiêu thụ hiện tại nằm trong khoảng 0,3-0,4 A.
Một bóng bán dẫn hiệu ứng trường được sử dụng để điều khiển điện từ. Bản thân điện từ được kết nối với đầu ra của J1 và tiếp điểm đầu tiên của đầu nối J2 phải được kết nối với Arduino Arduino. Sơ đồ không hiển thị cách kết nối cảm biến Hall với ADC, nhưng không nên có bất kỳ vấn đề nào với việc này.
Bước bốn Phần sụn điều khiển
Để lập trình bộ điều khiển cho các hành động cần thiết, phần sụn được yêu cầu. Chương trình hoạt động rất đơn giản. Khi các giá trị bắt đầu nằm ngoài phạm vi cho phép, hệ thống sẽ tăng dòng điện tới mức tối đa hoặc tắt hoàn toàn. Trong các phiên bản sau của phần sụn, có thể điều chỉnh trơn tru điện áp trên cuộn dây, do đó các dao động mạnh của đỉnh đã dừng lại.
Đó là tất cả, sản phẩm tự chế đã sẵn sàng. Khi bắt đầu đầu tiên, thiết bị đã hoạt động, nhưng một số sai sót đã được phát hiện. Vì vậy, ví dụ, khi làm việc hơn 1 phút, cuộn dây và bóng bán dẫn bắt đầu rất nóng. Về vấn đề này, trong tương lai, bạn cần cài đặt bộ tản nhiệt trên bóng bán dẫn hoặc đặt một bộ mạnh hơn. Các cuộn dây cũng sẽ cần phải được làm lại, đã đưa ra một thiết kế đáng tin cậy hơn là chỉ cuộn dây với keo nóng.
Để bảo vệ nguồn điện, các tụ điện lớn phải được cung cấp cho các mạch đầu vào. Tác giả Lừa đầu tiên 1.5 Một nguồn cung cấp năng lượng bị cháy sau 10 giây do sức mạnh tăng vọt.
Trong tương lai, nó được lên kế hoạch để chuyển toàn bộ hệ thống sang nguồn điện 5V.