Dziś wspólnie z Romanem, autorem kanału YouTube „Open Frime TV”, zbudujemy platformę lewitron.
Historia powstania tego urządzenia rozpoczęła się w 2016 roku. Następnie autor natknął się na artykuł „BrainChinov” i całym sercem wystrzeliłem, aby powtórzyć to urządzenie.
Ale nie wszystko jest takie proste. Autor nie mógł zebrać takiej opcji. Potem zaczął szukać alternatywy i znalazł ją w RadioKot.
Pobrałem sygnet, zacząłem zatruwać, a następnie zmontować urządzenie.
Ale w końcu wszystko się zepsuło. Sześć miesięcy później, może nieco dłużej, autor zaczął opanować Arduino. I wpadł na pomysł zrobienia na nim lewitronu. Z nową energią rzucił się do bitwy, ale znów rozczarował. Wiele nieprzespanych nocy w pisaniu kodu i montażu było daremnych. Lewitujący magnes wciąż nie chciał się zawiesić, był ciągnięty z boku na bok i to wszystko.
Po pewnym czasie autor natknął się na inny artykuł z pełnym opisem, zamówił komponenty, zaczął się montować, nawijał nowe cewki, zaczął wszystko i znów się nie udał. Autor zaczął myśleć, dlaczego Levitron się nie uruchomił, i zdał sobie sprawę, na czym polega problem. Okazało się, że wszystkie uzwojone cewki miały w środku metalową podstawę, a siła, z jaką magnes dotarł do rdzenia, przekraczała reakcję. Z tego powodu takie badziewie się stało. W rezultacie autor przewinął cewki i wydarzył się cud - magnes poleciał.
Radość nie znała granic. Autor podziwiał swój domowy produkt przez cały wieczór. Tak było w tle, ale teraz przechodzimy bezpośrednio do montażu. Najpierw zapoznajmy się z urządzeniem.
Tak więc u podstawy mamy magnesy trwałe, które wytwarzają pole magnetyczne w formie kopuły. Na samej górze znajduje się punkt równowagi, w tym miejscu wydaje się, że magnesy podstawowe popychają magnes lewitujący w górę, kompensując siłę grawitacji. Ale jest jedno „ale”, ten punkt jest wyjątkowo niestabilny, a lewitujący magnes nieustannie z niego leci.
Tutaj nam pomagają elektromagnesy i czujniki Halla, które śledzą położenie magnesu i gdy tylko zaczyna on odlatywać od punktu, odpowiedni elektromagnes włącza się i przyciąga lewitujący magnes z powrotem do środka. W ten sposób oscyluje w różnych kierunkach, ale z dużą częstotliwością, a oko praktycznie go nie widzi.
Cóż, zrozumiałem teorię, przejdźmy do ćwiczeń. Mózg obwodu będzie Arduino Nie
Początkowo autor chciał użyć Arduino Nano, ale przypadkowo go wypalił, podając niewłaściwe napięcie. Część mocy obwodu to sterownik silnika krokowego L298N.
Cóż, częścią śledzącą są 2 czujniki Halla umieszczone w środku konstrukcji.
A teraz chodźmy rozważ schemat urządzeniazacznijmy od schematu blokowego.
Schemat pokazuje, co jest podłączone, teraz rozważymy każdy blok osobno. Czujniki Halla są wyposażone w dodatkowy wzmacniacz na układzie LM324. Wzmocniony sygnał z hal jest doprowadzany do wejścia analogowego Arduinki.
Następny blok - To jest sterownik i cewki. O ich uzwojeniu nieco później, ale teraz jest to czysty schemat.
Jak widać, wszystko jest połączone elementarnie i bez żadnych problemów.
Teraz idź na zgromadzenie. Jako podstawę użyjemy deski do krojenia. Należy go nieco zmniejszyć i wywiercić otwory. Odległość między otworami wynosi 40 mm.
Po przygotowaniu modelu płyty chlebowej zajmiemy się cewkami uzwojenia. Jak wspomniano wcześniej, problemem były cewki, ponieważ wszystkie miały metalowy rdzeń. Jako podstawę weź nasadkę na igłę strzykawki. Ograniczniki samych cewek wykonane są, podobnie jak w pierwszych wersjach, z textolitu.
Rozmiar cewek przed sobą.
Wszystkie są uzwojone w jednym kierunku. Liczba zwojów 350, średnica drutu 0,44 mm. Myślę, że jeśli dokonasz 10 lub nawet 20 procent zmiany parametrów uzwojeń, wynik się nie zmieni.
Gdy cewki będą gotowe, zainstaluj je na płycie, podobnie jak pozostałe części. Teraz konieczne jest połączenie cewek 2 sztuk w szeregu, aby podczas przykładania napięcia do pary cewek jedna z nich przyciągała się, a druga odpychała w tym momencie.
Odnośnie położenia czujników Halla. Powinny być ściśle na osi swoich cewek. Tam, gdzie są wdrożone, nie odgrywa roli, wszystko zostanie dostosowane w ustawieniach.
Następny krok - połączenie wszystkich elementów w jednym obwodzie i oprogramowania Arduino. Znajdziesz sam szkic i wszystkie zdjęcia ze schematami w archiwum projektu.
Ale po tym zaczynają się problemy z oprogramowaniem. Magnesów stałych nie można umieszczać w podstawie w celu regulacji. Kiedy szkic został przesłany do Arduino, bierzemy magnes, który należy lewitować i umieścić nad cewkami, przesuwając dłoń nad miejscem, w którym powinien znajdować się punkt lewitacji, powinniśmy wyczuć opór cewek.
Załóżmy, że jedziemy w lewo, więc cewki są wyzwalane i ciągnięte w prawo, jeśli trakcja idzie w złym kierunku, musisz zamienić wyjścia cewek w sterowniku.
Teraz nadszedł czas, aby zainstalować magnesy na płycie. Magnesy muszą być neodymowe.
Ogólnie rzecz biorąc, możesz użyć prostokątnych magnesów u podstawy, ale autor postanowił wziąć okrągłe, ponieważ są tańsze i mają otwór do montażu. Montujemy magnesy w przestrzeniach między cewkami. Odległość między nimi po przekątnej wynosi 5,5 cm.
Teraz bierzemy magnes, który zawieszamy i próbujemy umieścić go w środku lewitacji. Ważne jest, aby zgadywać z ciężarem magnesu. Autor to zrobił, wziął główny magnes i zawiesił na nim małe, znajdując w ten sposób równowagę. Ale magnes w środku nie zwisał długo, ciągle był wyburzany w jednym kierunku. Tutaj pomagają nam rezystory dostrajające, obracając je, możesz przesunąć punkt równowagi. W ten sposób wyrównujemy szybujący magnes.
Wszystko, konfiguracja jest zakończona. Wszystko to pięknie zaaranżuje w skrzynce. Takie pudełko jest do tego odpowiednie.
Ale, jak się okazało, ma bardzo grube ściany i każdy milimetr dosłownie jest na wagę złota. Dlatego konieczne jest wycięcie otworu na cewki w pokrywie i przymocowanie ich równo z obudową.
Powstała dziura w obudowie musiała być czymś przykryta. I tutaj kolejna prototypowa płyta wyszła idealnie, okazało się bardzo dobrze.
Sterownik i Arduinka znajdują się w obudowie, a my pobieramy moc z zewnętrznego adaptera na 12V, 2A. W rezultacie konstrukcja stała się podobna do fabryki model. Na nim możesz zainstalować coś dekoracyjnego, takiego jak samolot lub maszyna do pisania i cieszyć się.
To wszystko. Dziękuję za uwagę. Do zobaczenia wkrótce!
Wideo: