Tento článek bude hovořit o tom, jak udělej to sám Můžete si vyrobit tak zajímavé zařízení jako Levitron. Ve skutečnosti je levitron točící se vrchol nebo jiný předmět, který vzrůstá v prostoru díky působení magnetického pole. Levitrony jsou rozmanité. Klasický model používá systém permanentních magnetů a rotující vrchol. Během otáčení se vznáší nad magnety kvůli tvorbě magnetického polštáře pod ním.
Autor se rozhodl systém trochu vylepšit vytvořením levitronu na základě Arduino pomocí elektromagnetů. Při použití těchto metod se horní část nemusí otáčet, aby stoupala ve vzduchu.
Takové zařízení může být použito pro různé jiné domácí. Například to může být vynikající ložisko, protože v něm nejsou prakticky žádné třecí síly. U takového domácího produktu můžete také provádět různé experimenty, nebo hrát přátele.
Materiály a nástroje pro výrobu:
- mikrokontrolér Arduino UNO;
- lineární Hallov senzormodel UGN3503UA);
- staré transformátory (pro navíjení cívek);
- tranzistor s polním efektem, odpory, kondenzátory a další prvky (jmenovité hodnoty a značky jsou uvedeny na obrázku);
- dráty;
- páječka s pájkou;
- napájení 12V;
- korek;
- malý neodymový magnet;
- horké lepidlo;
- Základ pro navíjení cívek a materiálů pro vytvoření domácího těla.
Výrobní proces levitronu:
První krok. Vytvořte cívku
Cívka bude elektromagnet, vytvoří magnetické pole, které přitáhne vrchol. Vrcholem bude korek, na kterém je připevněn neodymový magnet. Místo korku můžete použít i jiné materiály, ale ne příliš těžké.
Pokud jde o počet závitů v cívce, autor zde nezmínil takovou postavu, cívka šla do očí. V důsledku toho byl jeho odpor asi 12 ohmů, výška 10 mm, průměr 30 mm a tloušťka použitého drátu by měla být 0,3 mm. Cívka neobsahuje žádné jádro, pokud potřebujete vyrobit těžší střechu, pak může být cívka vybavena jádrem.
Krok dva Role Hallova senzoru
Aby vrchol mohl stoupat ve vzduchu, spíše než aby se pevně držel solenoidu, potřebuje systém senzor, který dokáže změřit vzdálenost k vrcholu. Jako takový prvek je použit Hallův senzor. Tento senzor je schopen detekovat magnetické pole nejen permanentního magnetu, ale může také určit vzdálenost k jakýmkoli kovovým objektům, protože takové senzory samy vytvářejí elektrické magnetické pole.
Díky tomuto senzoru se horní část vždy udržuje ve správné vzdálenosti od solenoidu.
Když se vrchol začne pohybovat od cívky, systém zvýší napětí. Naopak, když se horní část přiblíží k solenoidu, systém sníží napětí v cívce a magnetické pole oslabí.
Na senzoru jsou tři výstupy, jedná se o 5V výkon a analogový výstup. Ten je připojen k Arduino ADC.
Krok tři Montujeme obvod a instalujeme všechny prvky
Jako tělo pro domácí práci můžete použít kus dřeva, ke kterému je třeba vytvořit jednoduchou konzolu pro připevnění cívky. Elektronický schéma je celkem jednoduché, vše je z obrázku zřejmé. Elektronika pracuje ze zdroje 12V, a protože senzor potřebuje 5V, je připojen přes speciální stabilizátor, který je již zabudován do řadiče Arduino. Maximální zařízení spotřebuje asi jeden ampér. Když vrchol stoupá, aktuální spotřeba je v rozmezí 0,3 - 0,4 A.
K řízení solenoidu se používá tranzistor s efektem pole. Samotný solenoid je připojen k výstupům J1 a první kontakt konektoru J2 musí být připojen k PWM Arduino. Schéma neukazuje, jak připojit Hallův senzor k ADC, ale neměly by s tím být žádné problémy.
Krok čtyři Firmware ovladače
Pro naprogramování kontroléru na nezbytné akce je vyžadován firmware. Program funguje velmi jednoduše. Když hodnoty začnou klesat mimo přípustný rozsah, systém buď zvýší proud na maximum, nebo úplně vypne. V novějších verzích firmwaru bylo možné hladce upravit napětí na cívce, takže ostré výkyvy horní části se zastavily.
To je vše, domácí produkt je připraven. Při prvním spuštění zařízení fungovalo, ale objevily se některé nedostatky. Tak například při práci déle než 1 minutu se cívka a tranzistor začaly velmi zahřívat. V tomto ohledu musíte v budoucnu na tranzistor nainstalovat chladič nebo umístit výkonnější. Cívka bude také muset být přepracována, protože přišla s mnohem spolehlivější konstrukcí, než jen cívky drátu s horkým lepidlem.
Z důvodu ochrany zdroje napájení musí být do vstupních obvodů přiváděny velké kondenzátory. Autorův první zdroj napájení 1,5 A vyhořel po 10 sekundách kvůli silnému přepětí.
V budoucnu se plánuje převod celého systému na napájení 5 V.