ستتحدث هذه المقالة عن كيف افعلها بنفسك يمكنك صنع جهاز مثير للاهتمام مثل Levitron. في الواقع ، الليفيترون هو قمة الغزل أو أي شيء آخر يحلق في الفضاء بسبب عمل المجال المغناطيسي. الليفيترونات متنوعة. يستخدم النموذج الكلاسيكي نظام مغناطيس دائم وأعلى الغزل. تحوم فوق المغناطيس أثناء الدوران بسبب تكوين وسادة مغناطيسية تحتها.
قرر المؤلف تحسين النظام قليلاً عن طريق بناء ليفيترون على أساس اردوينو باستخدام مغناطيسات كهربائية. باستخدام هذه الطرق ، لا يجب أن يدور الجزء العلوي لتحلق في الهواء.
يمكن استخدام مثل هذا الجهاز لمختلف الآخرين محلية الصنع. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون تأثيرًا ممتازًا ، نظرًا لعدم وجود أي قوى احتكاك فيها. أيضًا ، على مثل هذا المنتج محلي الصنع ، يمكنك إجراء تجارب مختلفة ، أو لعب الأصدقاء.
مواد وأدوات التصنيع:
- متحكم اردوينو UNO ؛
- مستشعر القاعة الخطية (النموذج UGN3503UA) ؛
- المحولات القديمة (لفائف اللف) ؛
- الترانزستور ذو التأثير الميداني والمقاومات والمكثفات والعناصر الأخرى (تظهر التقييمات والعلامات التجارية على الرسم البياني) ؛
- الأسلاك ؛
- لحام الحديد مع لحام ؛
- إمدادات الطاقة 12V ؛
- فلين
- مغناطيس نيوديميوم صغير ؛
- غراء ساخن
- أساس لف لف المواد والمواد لإنشاء جسم محلي الصنع.
عملية تصنيع الليفيترون:
الخطوة الأولى. اصنع ملفًا
سيكون الملف مغناطيسًا كهربائيًا ، وسوف يخلق مجالًا مغناطيسيًا يجذب القمة. في الجزء العلوي ، سيكون هناك فلين يعلق عليه مغناطيس نيوديميوم. بدلاً من الفلين ، يمكنك استخدام مواد أخرى ، ولكن ليس ثقيلًا جدًا.
بالنسبة لعدد الدورات في الملف ، هنا لم يذكر المؤلف مثل هذا الرقم ، كان الملف يذهب إلى العين. ونتيجة لذلك ، كانت مقاومته حوالي 12 أوم ، وارتفاع 10 ملم ، وقطر 30 ملم ، ويجب أن يكون سمك السلك المستخدم 0.3 ملم. لا يوجد نواة في الملف ، إذا كنت بحاجة إلى صنع قمة أثقل ، فيمكن تجهيز الملف بنواة.
الخطوة الثانية دور مستشعر القاعة
لكي يرتفع الجزء العلوي في الهواء ، بدلاً من الالتصاق بإحكام بالملف اللولبي ، يحتاج النظام إلى مستشعر يمكنه قياس المسافة إلى الأعلى. على هذا النحو ، يتم استخدام مستشعر Hall. هذا المستشعر قادر على اكتشاف المجال المغناطيسي ليس فقط لمغناطيس دائم ، ولكن يمكنه أيضًا تحديد المسافة إلى أي أجسام معدنية ، لأن هذه المستشعرات نفسها تخلق مجالًا مغناطيسيًا كهربائيًا.
بفضل هذا المستشعر ، يظل الجزء العلوي دائمًا على مسافة مناسبة من الملف اللولبي.
عندما يبدأ الجزء العلوي في الابتعاد عن الملف ، يرفع النظام الجهد. على العكس ، عندما يقترب الجزء العلوي من الملف اللولبي ، يخفض النظام الجهد في الملف ويضعف المجال المغناطيسي.
هناك ثلاثة مخرجات على المستشعر ، هذه هي قوة 5V ، بالإضافة إلى خرج تمثيلي. هذا الأخير مرتبط بـ Arduino ADC.
الخطوة الثالثة نقوم بتجميع الدائرة وتثبيت جميع العناصر
كجسم للعمل في المنزل ، يمكنك استخدام قطعة من الخشب ، والتي تحتاج إلى عمل قوس بسيط لربط الملف. إلكتروني المخطط بسيط للغاية ، يمكن فهم كل شيء من الصورة. تعمل الإلكترونيات من مصدر بجهد 12 فولت ، وبما أن المستشعر يحتاج إلى 5 فولت ، فإنه متصل من خلال مثبت خاص ، والذي تم دمجه بالفعل في وحدة تحكم Arduino. يستهلك الحد الأقصى للجهاز حوالي أمبير واحد. عندما يرتفع القمة ، يكون الاستهلاك الحالي في نطاق 0.3-0.4 أ.
يتم استخدام ترانزستور تأثير المجال للتحكم في الملف اللولبي. يتم توصيل الملف اللولبي نفسه بمخرجات J1 ، ويجب أن يكون الاتصال الأول لموصل J2 متصلاً بـ PWM Arduino. لا يوضح الرسم البياني كيفية توصيل مستشعر Hall بـ ADC ، ولكن لا ينبغي أن يكون هناك أي مشاكل في ذلك.
الخطوة الرابعة تحكم البرامج الثابتة
لبرمجة وحدة التحكم للإجراءات اللازمة ، مطلوب البرامج الثابتة. يعمل البرنامج ببساطة شديدة. عندما تبدأ القيم في الانخفاض خارج النطاق المسموح به ، فإن النظام إما يزيد التيار إلى الحد الأقصى ، أو يغلق تمامًا. في الإصدارات اللاحقة من البرنامج الثابت ، أصبح من الممكن ضبط الجهد على الملف بسلاسة ، لذلك توقفت التقلبات الحادة في الجزء العلوي.
هذا كل شيء ، المنتج محلي الصنع جاهز. في البداية ، عمل الجهاز ، ولكن تم اكتشاف بعض العيوب. لذلك ، على سبيل المثال ، عند العمل لأكثر من دقيقة واحدة ، بدأ الملف والترانزستور في السخونة الشديدة. في هذا الصدد ، في المستقبل ، تحتاج إلى تثبيت مشعاع على الترانزستور أو وضع أكثر قوة. سيحتاج الملف أيضًا إلى إعادة بنائه ، بعد أن توصل إلى تصميم أكثر موثوقية من لفائف الأسلاك ذات الغراء الساخن.
من أجل حماية مصدر الطاقة ، يجب توفير مكثفات كبيرة لدوائر الإدخال. احترق أول مصدر طاقة 1.5 أمبير للمؤلف بعد 10 ثوانٍ بسبب طفرات قوية في الطاقة.
في المستقبل ، من المخطط نقل النظام بأكمله إلى مصدر طاقة 5 فولت.