إجازات العام الجديد تقترب. وكيف تأتي إلى رأس السنة بدون هدية ، للأقارب والأقارب والأصدقاء. وفي الوقت نفسه ، فإن المقولة القديمة بأن أفضل هدية هي هدية مصنوعة لم تفقد أهميتها بعد افعلها بنفسك. ولماذا لا ، دعنا نحاول أن نجعل شخصًا هدية أصلية للسنة الجديدة.
يقترح جعل أبسط Levitron على هذا النحو هدية. يبدو الرفع المغناطيسي دائمًا مثيرًا للإعجاب وسحرًا. باستخدام قوة كهرومغناطيسية غير مرئية ، نرفع ونحمل مغناطيس نيوديميوم صغير في الهواء. يتم إنشاء التأثير المرتفع عن طريق رفع المغناطيس وخفضه في نطاق صغير جدًا من الارتفاعات ، ولكن بتردد عالٍ. اليوم يمكنك صنع هذا الجهاز بنفسك. ولهذا ليس من الضروري إنفاق الكثير من المال والوقت.
في هذه المقالة ، نعتبر المخطط والتكنولوجيا لتصنيع الليفيترون المغناطيسي من مكونات بسيطة ورخيصة.
مخطط الجهاز للرفع المغناطيسي المقدمة أدناه.
مبدأ تشغيل الجهاز
باستخدام هذه الدائرة ، يخلق الملف L1 مجالًا كهرومغناطيسيًا محددًا يحمل المغناطيس الدائم على وزنه. نظرًا لأن وضع التوازن غير مستقر للغاية ، يتم استخدام نظام تحكم وإدارة أوتوماتيكي لتثبيت المغناطيس في الدائرة. مستشعر مراقبة الموقع عبارة عن مستشعر يتم التحكم فيه مغناطيسيًا MD1 ، بناءً على تأثير Hall. تقع وثابتة في وسط الملف ، من جانب نهاية العمل.
يتكون تشغيل مستشعر Hall (MD1) من خفض إشارة الخرج (دبوس 3) ، حتى إيقاف التشغيل ، مع زيادة في المجال المغناطيسي الثابت أو الديناميكي. مع انخفاض المجال المغناطيسي ، العكس هو الصحيح. يعمل مستشعر Hall بجهد إمداد صغير (4 ... 20 فولت) وتيار منخفض (3 ... 20 مللي أمبير) ، مع التحكم في ترانزستور الطاقة VT1.
يستخدم LED1 للتحكم البصري في تشغيل الجهاز.
يوفر الصمام الثنائي VD2 عملية عالية السرعة للملف.
يعمل المخطط على النحو التالي.
عند تشغيل الجهاز ، يمر التيار عبر الملف L1 والترانزستور المفتوح VT1.
في هذه الحالة ، يخلق الملف مجالًا مغناطيسيًا ويبدأ في جذب مغناطيس دائم. ينجذب المغناطيس إلى المغناطيس الكهربائي ، ولكنه يرتفع ، يقع في نطاق مستشعر الموضع (MD1) ويحوله مع مجاله المغناطيسي. في هذه الحالة ، يتم تطبيق إشارة على الترانزستور VT1 ، والذي يوقف تشغيل المغناطيس الكهربائي. ثم يبدأ المغناطيس الدائم في السقوط ، ولكن بعد ترك منطقة حساسية المستشعر ، يتم تشغيله مرة أخرى على المغناطيس الكهربائي. في هذه الحالة ، يضطر المغناطيس مرة أخرى للانتقال إلى المغناطيس الكهربائي. وهكذا ، يتأرجح المغناطيس الدائم باستمرار حول نقطة يحددها النظام.
من أجل منع المغناطيس الدائم من الانقلاب أثناء التذبذبات ، يتم تثبيت موقعه ، على سبيل المثال ، عن طريق تأمين شيء إليه من الأسفل. عندما ينقلب المغناطيس ، يتغير قطبه ، ويواجه مستشعر موضع MD1 وتتوقف الدائرة عن العمل ، حيث يتم التحكم في المستشعر فقط بواسطة القطب الجنوبي للمغناطيس.
تصنيع الجهاز
1. يتم تحديد أساس جهاز Levitron بواسطة ملف مغناطيسي. سيحدد اختيارها إلى حد كبير تصميم الجهاز.
يمكن عمل الملف بشكل مستقل. يكفي لف 500 ... 600 لفة من الأسلاك المطلية بقطر 0.3 ... 0.4 مم على الأنبوب (حوالي 20 مترًا من الأسلاك ستكون مطلوبة). لتشغيل مثل هذا الجهاز ، يمكنك استخدام مصدر طاقة أو شاحن بجهد من 5 إلى 9 فولت.
من الممكن استخدام ملف صناعي موجود. في الوقت نفسه ، من المستحسن معرفة جهد الإمداد المقنن واختيار مصدر طاقة مناسب في المستقبل.
في حالتنا ، للحصول على هدية أصلية ، يلزم تصميم مضغوط للجهاز ، لذلك تم اختيار ملف ترحيل صغير الحجم.
2. بالإضافة إلى الملف ، سنحتاج إلى ترانزستور تأثير المجال ، على سبيل المثال ، IRFZ44N أو MOSFET آخر مشابه ، مرة أخرى ، اعتمادًا على معلمات الملف المستخدم. في حالتنا ، يتم استخدام الترانزستور IRF630 ، والذي بقي على قطعة من اللوحة بعد التخلص من معدات الفيديو.
تحتاج أيضًا إلى مستشعر Hall ، على سبيل المثال ، اكتب A3144 أو AH443 أو آخر ، يعمل في أوضاع مماثلة. في هذه الحالة ، تم استخدام المستشعر الرخيص الموجود في المتجر ، طراز HAL 508 UA-A-2-B-1-00.
سنقلل عدد الموظفين مع بقية مكونات الراديو التي تم شراؤها وفقًا للرسم البياني أعلاه.
3. لفحص وضبط تشغيل Levitron ، نقوم بتجميع الجزء الأيسر من الدائرة أعلاه ، باستثناء المقاوم R2 وتغيير في القيمة الاسمية لـ R3 إلى 330 أوم. الجانب الأيمن من الدائرة هو مصدر الطاقة للجهاز ، وفي هذا الإصدار لا حاجة إليه. إنه أكثر ملاءمة لتجميع واختبار الدائرة على لوحة دائرة عالمية ، ولكن نظرًا لأن الترانزستور الحالي ملحوم بالفعل مع غرفة التبريد على قطعة من لوحة الدائرة ذات الحجم المناسب ، فقد قمت بلحام الدائرة المجاورة لها.
4. تجميع الملف. نضع مستشعر Hall ونصلحه مؤقتًا في منتصف الفتحة ، في الجزء السفلي من الملف.
5. اختبار الجهاز. نقوم بإصلاح الملف على مسافة معينة من سطح الطاولة. بعد ذلك ، يمكن تشغيل جهاز الرفع المغناطيسي. نظرًا لأن ملف التتابع المذكور سابقًا يتمتع بمقاومة متعرجة تبلغ 210 أوم وهو مصمم لجهد DC بجهد 12 فولت ، نقوم بتوصيله بمصدر الطاقة المناسب.
ثم من الضروري تحديد أي جانب لتوجيه مغناطيس النيوديميوم الدائم إلى المغناطيس الكهربائي. نقوم بتشغيل الليفيترون (يجب أن يضيء LED) ونجلب المغناطيس إلى أسفل الملف ، من جانب مستشعر Hall. إذا انجذب المغناطيس إلى الملف وخرج مؤشر LED ، يتم توجيه المغناطيس بشكل صحيح ، ولكن إذا دفعه المجال المغناطيسي للملف للخارج ، فيجب قلب المغناطيس. إذا لم ينطفئ LED ، عند توصيل المغناطيس إلى أي من الجانبين ، فمن الضروري تبادل نهايات الملف ، أي تغيير أقطابها. عند القيام بذلك بشكل صحيح ، ستلتقط القوة الكهرومغناطيسية المغناطيس وتبقيه في الهواء. لا تنس تثبيت وضع المغناطيس بحيث لا يتدحرج أثناء التذبذبات. في هذه الحالة ، تم استخدام مغناطيس حلقة نيوديميوم بقطر 7 مم وسمك 1 مم ، مأخوذة من سماعة أذن صغيرة. لتثبيت ذلك ، يكفي قطعة من الشريط العازل ملصقة على جانب واحد من المغناطيس.
ملاحظة الاختبارات الأولى مع هذا الملف لم تكن ناجحة. تضخيم لفائف التتابع المجال المغناطيسي ، ولكنه مارس أيضًا تأثيره عندما تم إيقاف تشغيل الملف. أثناء الإعداد ، لم يكن موضع المغناطيس مستقرًا أو انجذب المغناطيس إلى القلب مع إيقاف تشغيل الملف. عند إزالة القلب من الملف ، استقرت العملية ، كما يمكن رؤيته في الصورة.
6. ترقية الجهاز. كشفت اختبارات أخرى بعض العيوب. أولاً ، الحاجة إلى مصدر طاقة إضافي ، مما يزيد من التعقيد والحجم ولا يضيف الأصالة إلى الهدية. ثانيًا ، مع زيادة نطاق الطيران (المسافة من الملف) ، تحتاج إلى زيادة جهد الإمداد ، وهذا يؤدي إلى تسخين غير مرغوب فيه للملف.
من الممكن بالطبع التطرق إلى هذا الخيار ، باستخدام الفرص التي تم الحصول عليها. يبقى فقط "حزم" الجهاز في حالة لائقة.
7. يمكنك عمل الإصدار الثاني من الجهاز عن طريق استبدال الملف بجهد أعلى (ولكن مع استهلاك تيار أقل) وإنشاء مصدر طاقة إضافي غير محوّل مدمج. يتم إعطاء رسم تخطيطي كامل لهذا الجهاز في بداية المقال.
تم تصميم الإصدار الثاني من الملف من مرحل مستورد بجهد 110 فولت وله مقاومة لف تبلغ 4700 أوم. نكمل الجهاز بأجزاء وفقًا للمخطط.
8. نحن ننتج مصدر طاقة بدون محول (الجانب الأيمن من الدائرة). إنه يحول تيارًا متناوبًا يبلغ 220 فولت إلى الجهد الذي نحتاجه - حوالي 100 فولت (يتم تحديده بواسطة الصمام الثنائي Zener VD3) من تيار مباشر صغير (يتم تحديده من خلال سعة مكثف C3 من النوع K73-17). تتمتع PSU بمزايا - دائرة بسيطة وأبعاد صغيرة. ولكن لها أيضًا عيبًا - هناك خطر حدوث صدمة كهربائية عندما تتلامس مع أجزاء على الجهاز المشغل. ومع ذلك ، مع مراعاة لوائح السلامة ، سيكون غياب العزل الجلفاني في جهاز معزول بالكامل آمنًا.
9. كما هو الحال مع Levitron ، نستخدم التزاوج في الحجم ، وخرطوشة من مصباح الفلورسنت الموفر للطاقة المحترق وغطاء نشر الضوء من مصباح LED. نضع ونشكل دائرة على اللوحة وفقًا للأبعاد الداخلية للخرطوشة ، ونلحم اللوحة بأطراف الخرطوشة.
نظرًا لأن مكثف التنعيم C2 غير مدرج في الخرطوشة ، فقم بتثبيته على لوحة Levitron. نزيل أيضًا مشعاع الترانزستور ، نظرًا لأنه مع طاقة تحميل منخفضة فهو اختياري.
10. قم بتجميع الجهاز على الحامل واختبره.
في هذه الحالة ، تم استخدام مغناطيس نيوديميوم حلقة بقطر 10 مم وسمك 3 مم. ضع مستشعر MD1 في وسط الملف وقم بإصلاحه بقطعة من الرغوة. من خلال تحريك مستشعر Hall ، نحقق تحومًا مستقرًا للمغناطيس على أقصى مسافة من الملف. نقوم بإصلاح موضع المستشعر بالنسبة للملف.
11. بعد إعداد Levitron ، نقوم بتجميع الجهاز ولصقه. لإعطاء الجهاز تأثيرًا أكبر لمصباح LED ، يمكنك إضافة 2-3 بشكل دائم على مصابيح LED مع مقاومات محدودة داخل غطاء المصباح. لضمان تبديد الحرارة ، قم بتوفير فتحات تهوية في الخرطوشة ، إذا لم يتم توفيرها بواسطة تصميم المصباح السابق.
لخلق تأثير التفاف مرتفع ، يمكن أن يحجب المغناطيس مع نوع من شكل الضوء ، على سبيل المثال ، مخطط العثة.
