Dnes společně s Romanem, autorem kanálu YouTube „Open Frime TV“, sestavíme platformový levitron.
Historie vzniku tohoto zařízení začala v roce 2016. Poté autor narazil na článek „BrainChinov“ a celým mým srdcem vystřelil, aby toto zařízení zopakoval.
Ale ne všechno je tak snadné. Nebylo možné, aby autor sbíral jen takovou možnost. Pak začal hledat alternativu a našel ji v RadioKot.
Stáhl jsem pečeť, začal otrávit a pak sestavil zařízení.
Nakonec se však všechno zlomilo. O šest měsíců později, možná o něco více, začal autor ovládat Arduino. A nápad k němu přišel, aby na ni vytvořil levitron. S obnovenou rázností se vrhl do bitvy, ale znovu zklamal. Mnoho bezesných nocí při psaní kódu a sestavování bylo marné. Levitující magnet stále nechtěl viset, byl trhnutý ze strany na stranu a to je vše.
Po nějaké době se autor setkal s dalším článkem s úplným popisem, objednal komponenty, začal se skládat, vinutí nových cívek, začal vše a znovu selhal. Autor začal přemýšlet, proč Levitron nezačal a uvědomil si, v čem je problém. Ukázalo se, že všechny vinuté cívky měly uvnitř kovovou základnu a síla, se kterou magnet dosáhl jádra, překročila reakci. Z tohoto důvodu se takové svinstvo stalo. V důsledku toho autor přetočil cívky a stal se zázrak - magnet letěl.
Radost neznala žádné hranice. Autor obdivoval svůj domácí produkt celý večer. Bylo to tak, pozadí, ale teď jdeme přímo na shromáždění. Nejprve se seznámíme se zařízením.
Takže na základně máme permanentní magnety, které vytvářejí magnetické pole ve formě kupole. Na samém vrcholu je bod rovnováhy, v tomto bodě se zdá, že základní magnety tlačí levitující magnet nahoru a kompenzují gravitační sílu. Existuje však jedno „ale“, tento bod je extrémně nestabilní a levitující magnet z něj neustále letí.
Zde přicházejí na pomoc elektromagnetické a Hallovy senzory, které sledují polohu magnetu a jakmile začne létat od bodu, příslušný elektromagnet se zapne a přitáhne levitující magnet zpět do středu. Osciluje tak různými směry, ale s velkou frekvencí a oko to prakticky nevidí.
No, přišel na teorii, pojďme se cvičit. Mozek okruhu bude Arduino Uno.
Autor nejprve chtěl použít Arduino Nano, ale nechtěně ho spálil a dal špatné napětí. Výkonovou částí obvodu je krokový motorový ovladač L298N.
Sledovací část jsou 2 Hallovy senzory umístěné ve středu konstrukce.
Teď pojďme zvažte schéma zařízení, začněme blokovým diagramem.
Schéma ukazuje, k čemu je připojen, nyní budeme každý blok posuzovat samostatně. Hallovy senzory jsou vybaveny dalším zesilovačem na čipu LM324. Zesílený signál z hal je veden na analogový vstup Arduinki.
Další blok - To je řidič a cívky. O jejich vinutí o něco později, ale teď je to čistě schéma.
Jak vidíte, vše je spojeno elementárně a bez problémů.
Teď jdi na shromáždění. Jako základ použijeme prkénko. Musí být mírně snížena a vyvrtány otvory. Vzdálenost mezi otvory je 40 mm.
Po přípravě modelu prkénko se zapojíme do navíjení cívek. Jak již bylo zmíněno dříve, problém byl ve cívkách, protože všechny měly kovové jádro. Jako základ vezměte víčko injekční jehly. Omezovače pro samotné cívky jsou, stejně jako v prvních verzích, vyrobeny z textitu.
Velikost cívek před vámi.
Všechny jsou vinuté jedním směrem. Počet závitů 350, průměr drátu 0,44 mm. Myslím, že pokud provedete 10 nebo dokonce 20 procentních změn parametrů vinutí, výsledek se nezmění.
Když jsou cívky připraveny, nainstalujte je na desku stejně jako ostatní části. Nyní je nutné spojit cívky po 2 kusech v sérii tak, aby při přivedení napětí na dvojici cívek jedna z nich přitahovala a druhá odpuzovala v tuto chvíli.
Pokud jde o umístění Hallových senzorů. Měli by být přesně na ose svých cívek. Tam, kde jsou nasazeny, nehraje roli, bude vše upraveno v nastavení.
Další krok - propojení všech prvků v jednom obvodu a firmwaru Arduino. Najdete skicu samotnou a všechny obrázky se schématy v archivu projektu.
Ale poté, co začnou potíže s firmwarem. Permanentní magnety nelze umístit do základny pro seřízení. Když byla skica nahrána do Arduina, vezmeme magnet, který by měl být levitován a umístěn nad cívkami, pohybujeme rukou nad místem, kde by měl být levitační bod, měli bychom cítit odpor cívek.
Předpokládejme, že jedeme doleva, takže cívky jsou spuštěny a zataženy doprava, pokud trakce jde špatným směrem, pak musíte vyměnit výstupy cívek na řidiči.
Nyní je čas nainstalovat magnety na desku. Magnety musí být neodymové.
Obecně lze na základně použít pravoúhlé magnety, ale autor se rozhodl okroužit, protože jsou levnější a mají otvor pro připevnění. Instalujeme magnety do mezer mezi cívkami. Šikmá vzdálenost mezi nimi je 5,5 cm.
Nyní vezmeme magnet, který pozastavíme a pokusíme se jej umístit do středu levitace. Je důležité hádat s hmotností magnetu. Autor to udělal, vzal hlavní magnet a pověsil na něj malé, čímž našel rovnováhu. Ale magnet ve středu dlouho nevydržel, byl neustále ničen jedním směrem. Zde pomáhají ladicí rezistory a jejich otáčením můžete posouvat rovnovážný bod. Zarovnáme tedy stoupající magnet.
Vše je dokončeno. Zůstane to všechno uspořádat krásně v případě. Taková krabička je pro to vhodná.
Ale jak se ukázalo, má velmi silné stěny a každý milimetr doslova stojí za svou váhu ve zlatě. Proto je nutné vyříznout otvor pro cívky ve víku a upevnit je v jedné rovině s pouzdrem.
Výsledná díra v případě musela být něčím pokryta. A tady se objevila další prototypová deska, která dopadla velmi dobře.
Ovladač a Arduinka jsou umístěny v pouzdře a my odebíráme energii z externího adaptéru pro 12V, 2A. Výsledkem bylo, že design se podobal továrně model. Na to můžete nainstalovat nějaký dekorativní předmět, jako je letadlo nebo psací stroj, a užít si to.
To je vše. Děkuji za pozornost. Uvidíme se brzy!
Video: