У дадзеным артыкуле разгледзім электроннае начынне падобных прылад, прынцып працы і метад налады. Да гэтага часу мне сустракаліся апісанні гатовых фабрычных вырабаў, вельмі прыгожых, і вельмі не танных. Ва ўсякім разе, пры беглым пошуку кошту пачынаюцца ад дзесяці тысяч рублёў. Я прапаную апісанне кітайскага набору для самастойнай зборкі за 1.5 тысячы.
Перш за ўсё, неабходна ўдакладніць, пра што менавіта пойдзе размова. Існуе вялікае мноства магнітных левітатараў, прычым разнастайнасць пэўных рэалізацый дзівіць уяўленне. Такія варыянты, калі сталыя магніты ў сілу асаблівасцяў канструкцыі размешчаны аднайменнымі канцавоссямі сябар да сябра, цяпер нікому не цікавыя, але ёсць варыянты хітрэйшыя. Напрыклад такі:
Прынцып працы апісаны неаднаразова, сказаць сцісла - тамака сталы магніт вісіць у магнітным полі саленоіда, напружанасць якога залежыць ад сігналу датчыка хола.
Процілеглым полюсам магніт не пераварочваецца дзякуючы таму, што ўмантаваны ў муляж глобуса, прыкметна ссоўвае цэнтр цяжару ўніз. Электронная схема прылады вельмі простая, і амаль не мае патрэбы ў наладзе.
Сустракаюцца варыянты рэалізацыі падобных праектаў на ардуіна, але гэта з серыі "навошта проста, калі можна складана".
Дадзены артыкул прысвечаны іншаму варыянту, дзе замест падвешвання выкарыстоўваецца падстаўка:
Замест глобуса магчымы кветачка, ці нешта іншае, як падкажа фантазія. Серыйная вытворчасць такіх цацак наладжана, але кошты нікога не цешаць. На прасторах ці экспрэс мне сустрэўся такі вось набор дэталяў,
які ўяўляе сабой электроннае начынне падстаўкі. Кошт пытання – 1,5 тысячы рублёў, калі абраны "Seller`s metod".
Па выніках зносін з прадаўцом, , і інструкцыю па наладзе на кітайскай мове. Што мяне асабліва замілавала, прадавец падаў спасылку на відэа, дзе адмысловец усё падрабязна распавядае таксама па кітайску. Між тым, сабраная канструкцыя патрабуе пісьменнай і карпатлівай наладкі, "з ходу" яе запусціць не рэальна. Вось чаму я вырашыў узбагаціць рунэт інструкцыяй на рускай.
Такім чынам, па парадку. Друкаваны поплатак рабілі ў вельмі добрым месцы, як аказалася, яна нават чатырохслаёвая, што зусім залішне. Якасць выканання на вышыні і шаўкаграфіяй усё намалявана тлумачальна і падрабязна. У першую чаргу зручней улітаваць датчыкі Хола, прычым вельмі важна размясціць іх правільна. Фота буйным планам прыкладаецца.
Адчувальная паверхня датчыкаў павінна апынуцца на палове вышыні саленоідаў.
Трэці датчык, які выгнуты літарай "Г" можна падняць крыху вышэй. Яго становішча, дарэчы, не асоба крытычна - ён служыць для аўтаматычнага ўключэння харчавання.
Я б раіў мацаваць саленоіды так, каб высновы ад пачатку абмоткі апынуліся зверху. Так яны раўней устануць, і рызыка замыкання меншая. Чатыры саленоіды ўтвараюць квадрат, неабходна парамі злучыць дыяганалі. На маёй плаце адна дыяганаль была пазначана X1, Y1, а іншая – X2, Y2.
Не факт, што вам трапіць такая ж. Важны прынцып: бярэм дыяганаль, унутраныя высновы шпулек злучаем разам, вонкавыя - у схему. Магнітныя палі, якія ствараюцца кожнай з пар шпулек павінны быць процілеглымі.
Чатыры слупкі сталых магнітаў неабходна мацаваць так, каб яны ўсё глядзелі ў адзін бок. Не важна, паўночным ці паўднёвым полюсам, важна, каб не ў разнабой.
Пасля гэтага спакойна разбіраемся з дэталькамі і ўтыкаем іх паводле шаўкаграфіі. Луджэнне і металізацыя пышныя, літаваць такую плату - адно задавальненне.
Цяпер надышоў час углыбіцца ў працу электроннай схемы.
Трохі асобна размешчаны вузел J3 - U5A - Q5. Элемент J3 - гэта той датчык Хола, які вышэй за ўсіх і на загнутых нагах. Гэта не што іншае, як аўтамат уключэння харчавання прылады. Датчык J3 вызначае сам факт наяўнасці паплаўка над усёй канструкцыяй. Паставілі паплавок - харчаванне ўключылася. Прыбралі - выключылася. Гэта вельмі лагічна, паколькі без паплаўка праца схемы губляе сэнс.
Калі не падаваць сілкаванне, паплавок намёртва прыліпае да аднаго з магнітных слупкоў. Зважаю: гэта правільна, так і павінна быць. Паплавок павінен быць павернуты менавіта гэтым бокам. Адштурхвацца ён пачынае толькі тады, калі знаходзіцца строга па цэнтры канструкцыі. Але пакуль электроніка не працуе, ён непазбежна звальваецца на адну з вяршыняў квадрата.
Рэгулятар уладкованы так: дзве сіметрычныя паловы, два дыферэнцыяльных узмацняльніка, кожны атрымлівае сігнал ад свайго датчыка Хола і кіруе H — мастом, нагрузкай якому служыць пара саленоідаў.
Адзін з узмацняльнікаў LM324, напрыклад, U1D – прымае сігнал датчыка J1, два іншых – U1B і U1C служаць драйверамі H-моста, адукаванага транзістарамі Q1, Q2, Q3, Q4. Пакуль паплавок знаходзіцца ў цэнтры квадрата, узмацняльнік U1D павінен быць у балансе, і абодва пляча H-моста зачыненыя. Ледзь паплавок ссоўваецца ў бок аднаго з саленоідаў, змяняецца сігнал з датчыка J1, нейкая палоўка H-моста адчыняецца, і саленоіды індукуюць процілеглыя магнітныя палі. Той, які да паплаўку бліжэй, павінен яго адштурхваць. а які далей - наадварот, прыцягваць. У выніку паплавок сыходзіць туды, адкуль прыйшоў. Калі паплавок паляціць зваротна занадта моцна, будзе адчынена іншае плячо H-моста, палярнасць сілкавання пары саленоідаў зменіцца, і паплавок ізноў пайдзе да цэнтра.
Другая дыяганаль на транзістарах Q6, Q7, Q8, Q9 Працуе сапраўды гэтак жа. Зразумела, калі наблытаць фазіроўку шпулек або мантаж датчыкаў, усё будзе зусім не так, і прылада працаваць не будзе.
Але хто вам перашкаджае сабраць усё правільна?
Цяпер, калі мы разабраліся ў электроннай схеме, пытанне з наладай высветлілася.
Трэба замацаваць паплавок у цэнтры, і ўсталяваць рухавічкі патэнцыяметраў R10 і R22 такім чынам, каб абодва пляча абодвух H-мастоў былі зачыненыя. Ну, скажам, «замацаваць» - гэта я пагарачыўся, мусіць можна патрымаць паплавок рукамі, дакладней, адной рукой, а другой рукой круціць па чарзе два шматзваротных рэзістара. Як высветлілася, гэтыя рэзістары нездарма шматабаротныя - літаральна падлогу абароту на адным з іх, і настройка злятае. Адкуль растуць мае рукі - сакрэт, але навобмацак я не змог улавіць змен паводзін паплаўка ў залежнасці ад становішча рухавічка потенциометра. Адважуся выказаць здагадку, што распрацоўшчык адчуваў такія ж цяжкасці, а таму прадугледзеў на плаце дзве такія перамычкі.
Бачыце ўверсе злева і справа два джамперы? Яны раздзіраюць ланцуг паміж парай саленоідаў і H-мостам. Карысць ад іх дваякая: прыбраўшы адну з перамычак, можна спрэс адключыць адну з дыяганаляў, а ўлучыўшы замест іншы амперметр, можна бачыць, у якім стане знаходзіцца H-мост іншай дыяганалі.
У якасці лірычнага адступлення заўважу, што калі на абодвух дыяганалях H-масты апынуцца цалкам адчыненымі - спажываны ток можа дасягаць трох ампераў. У такіх умовах транзістару Q5 будзе вельмі няпроста застацца ў жывых. На шчасце, кароткачасова ён такую нагрузку вытрымлівае, але ж вам трэба круціць два шматзваротныя рэзістары, прычым загадзя невядома, куды.
Так што для папярэдняй налады я настойліва рэкамендую важдацца з кожнай дыяганаллю асобна: другую выключаць джамперам, каб Q5 не дыміў.
Паколькі ток, які праходзіць праз саленоіды можа змяняць кірунак, кітайцы маюць у гаспадарцы такія амперметры, у якіх стрэлка варта вертыкальна пасярэдзіне шкалы. А таму ім добра і камфортна: выдзіраюць джамперы, утыкаюць амперметры ў парывы, і спакойна круцяць рэзістары датуль, пакуль стрэлкі не сыдуць у нулі.
Мне прыйшлося адну перамычку пакідаць адкрытай, а ў разрыў іншы ўключаць стары савецкі тэстар у рэжыме амперметра з мяжой вымярэння на 10 ампер. Калі ток аказваўся зваротным, тэстар глуха зашкальваў налева, і я цярпліва круціў шрубку, пакуль тэстар не вяртаўся да нуля. Толькі так і ўдалося зрабіць папярэднюю настройку. Далей можна было ўключыць абедзве дыяганалі, і падганяць рэгуляванне, дамагаючыся максімальнай устойлівасці паплаўка. Таксама можна кантраляваць агульны ток, які спажываецца прыладай: чым ён менш. тым дакладней настройка.
Па звычцы, корпус левітрона я надрукаваў на 3D друкарцы. Атрымалася не настолькі прыгожа, як у гатовай цаццы за дзесяць тысяч, але мяне цікавіў тэхнічны прынцып, а не эстэтыка.
Крыніца: habr.com