Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε την ηλεκτρονική πλήρωση τέτοιων συσκευών, την αρχή λειτουργίας και τη μέθοδο διαμόρφωσης. Μέχρι τώρα, έχω δει περιγραφές τελικών εργοστασιακών προϊόντων, πολύ όμορφα, και όχι πολύ φθηνά. Σε κάθε περίπτωση, με μια πρόχειρη αναζήτηση, οι τιμές ξεκινούν από δέκα χιλιάδες ρούβλια. Προσφέρω μια περιγραφή ενός κινεζικού κιτ για αυτοσυναρμολόγηση για 1.5 χιλιάδες.
Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί τι ακριβώς θα συζητηθεί. Υπάρχει μεγάλη ποικιλία μαγνητικών ανυψωτών και η ποικιλία των συγκεκριμένων εφαρμογών είναι εκπληκτική. Τέτοιες επιλογές, όταν οι μόνιμοι μαγνήτες, λόγω σχεδιαστικών χαρακτηριστικών, βρίσκονται με τους ίδιους πόλους μεταξύ τους, πλέον δεν ενδιαφέρουν κανέναν, αλλά υπάρχουν πιο δύσκολες επιλογές. Για παράδειγμα όπως αυτό:
Η αρχή της λειτουργίας έχει περιγραφεί επανειλημμένα, για να πούμε εν συντομία - εκεί κρέμεται ένας μόνιμος μαγνήτης στο μαγνητικό πεδίο της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, η ισχύς του οποίου εξαρτάται από το σήμα του αισθητήρα αίθουσας.
Ο αντίθετος πόλος του μαγνήτη δεν αναποδογυρίζει λόγω του γεγονότος ότι είναι τοποθετημένος σε ένα μοντέλο σφαίρας, το οποίο μετατοπίζει αισθητά το κέντρο βάρους προς τα κάτω. Το ηλεκτρονικό κύκλωμα της συσκευής είναι πολύ απλό, και σχεδόν δεν χρειάζεται να ρυθμιστεί.
Υπάρχουν επιλογές για την υλοποίηση τέτοιων έργων στο arduino, αλλά αυτό είναι από τη σειρά "γιατί είναι απλό, όταν μπορεί να είναι δύσκολο".
Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο σε μια άλλη επιλογή, όπου χρησιμοποιείται βάση αντί για ανάρτηση:
Αντί για υδρόγειο, ένα λουλούδι είναι δυνατό, ή κάτι άλλο, όπως λέει η φαντασία. Η σειριακή παραγωγή τέτοιων παιχνιδιών έχει καθιερωθεί, αλλά οι τιμές δεν ευχαριστούν κανέναν. Στην απεραντοσύνη του Ali Express, συνάντησα ένα τέτοιο σύνολο εξαρτημάτων,
που είναι το ηλεκτρονικό γέμισμα του περιπτέρου. Η τιμή έκδοσης είναι 1,5 χιλιάδες ρούβλια, εάν έχει επιλεγεί η "Μέθοδος του πωλητή".
Ως αποτέλεσμα της επικοινωνίας με τον πωλητή, και κινεζικές οδηγίες εγκατάστασης. Αυτό που με άγγιξε ιδιαίτερα ήταν ότι ο πωλητής έδωσε έναν σύνδεσμο σε ένα βίντεο όπου ο ειδικός λέει επίσης τα πάντα λεπτομερώς στα κινέζικα. Εν τω μεταξύ, η συναρμολογημένη δομή απαιτεί ικανή και επίπονη προσαρμογή, δεν είναι ρεαλιστικό να την εκτοξεύουμε "εν κινήσει". Γι' αυτό αποφάσισα να εμπλουτίσω το RuNet με οδηγίες στα ρωσικά.
Λοιπόν, με τη σειρά. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος φτιάχτηκε σε πολύ καλό σημείο, όπως αποδείχτηκε έχει ακόμη και τέσσερις στρώσεις, κάτι που είναι εντελώς περιττό. Η κατασκευή είναι κορυφαία και η μεταξοτυπία είναι καλά σχεδιασμένη και λεπτομερής. Πρώτα απ 'όλα, είναι πιο βολικό να συγκολλήσετε τους αισθητήρες Hall και είναι πολύ σημαντικό να τους τοποθετήσετε σωστά. Επισυνάπτεται μια κοντινή φωτογραφία.
Η ευαίσθητη επιφάνεια των αισθητήρων πρέπει να βρίσκεται στο μισό ύψος των ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων.
Ο τρίτος αισθητήρας, ο οποίος είναι καμπύλος με το γράμμα "G", μπορεί να ανυψωθεί λίγο ψηλότερα. Η θέση του, παρεμπιπτόντως, δεν είναι ιδιαίτερα κρίσιμη - χρησιμεύει για την αυτόματη ενεργοποίηση της τροφοδοσίας.
Θα συνιστούσα να τοποθετήσετε τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες έτσι ώστε τα καλώδια από την αρχή της περιέλιξης να βρίσκονται στην κορυφή. Έτσι στέκονται πιο ομοιόμορφα και ο κίνδυνος βραχυκυκλώματος είναι μικρότερος. Τέσσερις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες σχηματίζουν ένα τετράγωνο, είναι απαραίτητο να συνδέσετε τις διαγώνιες σε ζεύγη. Στον πίνακα μου, η μία διαγώνιος σημειώθηκε X1,Y1 και η άλλη - X2,Y2.
Όχι το γεγονός ότι θα συναντήσετε το ίδιο. Η αρχή είναι σημαντική: παίρνουμε τη διαγώνιο, συνδέουμε τα εσωτερικά συμπεράσματα των πηνίων μαζί, τα εξωτερικά - στο κύκλωμα. Τα μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από κάθε ένα από τα ζεύγη πηνίων πρέπει να είναι αντίθετα.
Τέσσερις στήλες μόνιμων μαγνητών πρέπει να στερεωθούν έτσι ώστε να φαίνονται όλοι προς την ίδια κατεύθυνση. Δεν έχει σημασία αν είναι ο βόρειος ή ο νότιος πόλος, είναι σημαντικό να μην υπάρχει διαφωνία.
Μετά από αυτό, ασχολούμαστε ήρεμα με τις λεπτομέρειες και τις κολλάμε σύμφωνα με τη μεταξοτυπία. Η επικασσιτέρωση και η επιμετάλλωση είναι εξαιρετική, η συγκόλληση μιας τέτοιας σανίδας είναι ευχαρίστηση.
Τώρα ήρθε η ώρα να εμβαθύνουμε στη λειτουργία του ηλεκτρονικού κυκλώματος.
Ο κόμβος J3 - U5A - Q5 βρίσκεται λίγο ξεχωριστά. Το στοιχείο J3 είναι ο αισθητήρας Hall που είναι πιο ψηλός και με λυγισμένα πόδια. Αυτό δεν είναι τίποτα άλλο από μια συσκευή αυτόματης ενεργοποίησης. Ο αισθητήρας J3 καθορίζει το ίδιο το γεγονός της παρουσίας πλωτήρα σε ολόκληρη τη δομή. Βάζουμε τον πλωτήρα - η τροφοδοσία ενεργοποιήθηκε. Αφαιρέθηκε - απενεργοποιήθηκε. Αυτό είναι πολύ λογικό, γιατί χωρίς πλωτήρα, η λειτουργία του κυκλώματος χάνει το νόημά της.
Εάν δεν εφαρμόζετε ισχύ, ο πλωτήρας κολλάει σφιχτά σε μία από τις μαγνητικές στήλες. Εφιστώ την προσοχή σας: αυτό είναι σωστό, όπως θα έπρεπε. Ο πλωτήρας πρέπει να στραφεί προς αυτή την πλευρά. Αρχίζει να απωθεί μόνο όταν βρίσκεται αυστηρά στο κέντρο της δομής. Αλλά ενώ τα ηλεκτρονικά δεν λειτουργούν, αναπόφευκτα πέφτει σε μια από τις κορυφές της πλατείας.
Ο ρυθμιστής έχει σχεδιαστεί ως εξής: δύο συμμετρικά μισά, δύο διαφορικοί ενισχυτές, ο καθένας λαμβάνει ένα σήμα από τον δικό του αισθητήρα Hall και ελέγχει τη γέφυρα H - a, το φορτίο της οποίας είναι ένα ζεύγος σωληνοειδών.
Ένας από τους ενισχυτές LM324, για παράδειγμα, ο U1D, λαμβάνει το σήμα από τον αισθητήρα J1, οι άλλοι δύο, U1B και U1C, χρησιμεύουν ως οδηγοί για τη γέφυρα H που σχηματίζεται από τα τρανζίστορ Q1, Q2, Q3, Q4. Όσο ο πλωτήρας βρίσκεται στο κέντρο του τετραγώνου, ο ενισχυτής U1D πρέπει να είναι σε ισορροπία και και οι δύο βραχίονες της γέφυρας H είναι κλειστοί. Μόλις ο πλωτήρας κινηθεί προς μια από τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, το σήμα από τον αισθητήρα J1 αλλάζει, περίπου το ήμισυ της γέφυρας H ανοίγει και οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες προκαλούν αντίθετα μαγνητικά πεδία. Αυτό που βρίσκεται πιο κοντά στον πλωτήρα θα πρέπει να το απωθεί. και το οποίο είναι περαιτέρω - αντίθετα, να προσελκύει. Ως αποτέλεσμα, ο πλωτήρας επιστρέφει εκεί από όπου προήλθε. Εάν ο πλωτήρας πετάξει πολύ πίσω, ο άλλος βραχίονας της γέφυρας H θα ανοίξει, η πολικότητα της τροφοδοσίας του ζεύγους ηλεκτρομαγνητικών θα αλλάξει και ο πλωτήρας θα πάει ξανά στο κέντρο.
Η δεύτερη διαγώνιος στα τρανζίστορ Q6, Q7, Q8, Q9 λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο. Φυσικά, εάν χαλάσετε τη φάση των πηνίων ή την εγκατάσταση των αισθητήρων, όλα θα είναι εντελώς διαφορετικά και η συσκευή δεν θα λειτουργήσει.
Αλλά ποιος σε εμποδίζει να τα κάνεις όλα σωστά;
Τώρα που καταλάβαμε το ηλεκτρονικό κύκλωμα, το πρόβλημα με τη ρύθμιση έχει ξεκαθαρίσει.
Είναι απαραίτητο να στερεώσετε τον πλωτήρα στο κέντρο και να ρυθμίσετε τα ρυθμιστικά των ποτενσιόμετρων R10 και R22 έτσι ώστε και οι δύο βραχίονες και των δύο γεφυρών H να είναι κλειστοί. Λοιπόν, ας πούμε, "διορθώστε" - ενθουσιάστηκα, μπορείτε πιθανώς να κρατήσετε τον πλωτήρα με τα χέρια σας, πιο συγκεκριμένα, με το ένα χέρι και να γυρίσετε δύο αντιστάσεις πολλαπλών στροφών με τη σειρά με το άλλο χέρι. Όπως αποδείχθηκε, αυτές οι αντιστάσεις πολλαπλασιάζονται για έναν λόγο - κυριολεκτικά μισή στροφή σε μία από αυτές, και η ρύθμιση πετάει. Από πού μεγαλώνουν τα χέρια μου είναι ένα μυστικό, αλλά με το άγγιγμα δεν μπορούσα να καταλάβω τις αλλαγές στη συμπεριφορά του πλωτήρα ανάλογα με τη θέση του ρυθμιστή του ποτενσιόμετρου. Τολμώ να προτείνω ότι ο προγραμματιστής αντιμετώπισε τις ίδιες δυσκολίες και ως εκ τούτου παρείχε δύο τέτοιους βραχυκυκλωτήρες στον πίνακα.
Βλέπετε τα δύο jumper πάνω αριστερά και δεξιά; Διασπούν το κύκλωμα μεταξύ του ζεύγους σωληνοειδών και της γέφυρας H. Τα οφέλη τους είναι διπλά: αφαιρώντας έναν από τους βραχυκυκλωτήρες, μπορείτε να απενεργοποιήσετε εντελώς τη μία από τις διαγώνιους και ενεργοποιώντας το αμπερόμετρο αντί για την άλλη, μπορείτε να δείτε σε ποια κατάσταση βρίσκεται η γέφυρα H της άλλης διαγώνιου .
Ως στιχουργική παρέκβαση, σημειώνω ότι εάν οι γέφυρες H είναι εντελώς ανοιχτές και στις δύο διαγώνιες, το ρεύμα που καταναλώνεται μπορεί να φτάσει τα τρία αμπέρ. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, θα είναι πολύ δύσκολο για το τρανζίστορ Q5 να παραμείνει ζωντανό. Ευτυχώς, αντέχει ένα τέτοιο φορτίο για μικρό χρονικό διάστημα, αλλά πρέπει να στρίψετε δύο αντιστάσεις πολλαπλών στροφών και δεν είναι γνωστό εκ των προτέρων πού.
Επομένως, για προκαταρκτικό συντονισμό, συνιστώ ανεπιφύλακτα να ασχολείστε με κάθε διαγώνιο ξεχωριστά: απενεργοποιήστε τη δεύτερη με ένα βραχυκυκλωτήρα για να μην καπνίζει το Q5.
Δεδομένου ότι το ρεύμα που διέρχεται από τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες μπορεί να αλλάξει κατεύθυνση, οι Κινέζοι έχουν τέτοια αμπερόμετρα στο αγρόκτημα, στα οποία το βέλος βρίσκεται κατακόρυφα στη μέση της κλίμακας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αισθάνονται καλά και άνετα: βγάζουν τους βραχυκυκλωτήρες, κολλούν τα αμπερόμετρα στα σπασίματα και στρίβουν ήρεμα τις αντιστάσεις μέχρι τα βέλη να πάνε στο μηδέν.
Έπρεπε να αφήσω ένα βραχυκυκλωτήρα ανοιχτό και να συμπεριλάβω ένα παλιό σοβιετικό ελεγκτή σε λειτουργία αμπερόμετρου με όριο μέτρησης 10 αμπέρ στο άλλο κενό. Εάν το ρεύμα αποδεικνύεται ότι αντιστράφηκε, ο ελεγκτής έφυγε καλά από την κλίμακα προς τα αριστερά και γύρισα υπομονετικά τη βίδα μέχρι ο ελεγκτής να επιστρέψει στο μηδέν. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος για να το ρυθμίσετε σωστά. Στη συνέχεια, ήταν δυνατή η ενεργοποίηση και των δύο διαγώνιων και η προσαρμογή της ρύθμισης, επιτυγχάνοντας μέγιστη σταθερότητα του πλωτήρα. Μπορείτε επίσης να ελέγξετε το συνολικό ρεύμα που καταναλώνει η συσκευή: τόσο λιγότερο είναι. τόσο πιο ακριβής είναι η ρύθμιση.
Από συνήθεια, εκτύπωσα το σώμα Levitron σε έναν 3D εκτυπωτή. Δεν ήταν τόσο όμορφο όσο στο τελικό παιχνίδι για δέκα χιλιάδες, αλλά με ενδιέφερε η τεχνική αρχή, όχι η αισθητική.
Πηγή: www.habr.com