En este artículo, consideraremos el llenado electrónico de dichos dispositivos, el principio de funcionamiento y el método de configuración. Hasta ahora, he visto descripciones de productos terminados de fábrica, muy bonitos y no muy baratos. En cualquier caso, con una búsqueda rápida, los precios comienzan en diez mil rublos. Ofrezco una descripción de un kit chino para autoensamblaje por 1.5 mil.
En primer lugar, es necesario aclarar qué se discutirá exactamente. Hay una gran variedad de levitadores magnéticos, y la variedad de implementaciones específicas es increíble. Tales opciones, cuando los imanes permanentes, debido a las características de diseño, se ubican con los mismos polos entre sí, ahora no interesan a nadie, pero hay opciones más complicadas. Por ejemplo como este:
El principio de funcionamiento se ha descrito repetidamente, por decirlo brevemente: un imán permanente cuelga en el campo magnético del solenoide, cuya fuerza depende de la señal del sensor de pasillo.
El polo opuesto del imán no gira debido a que está montado en un modelo de globo terráqueo, lo que desplaza notablemente el centro de gravedad hacia abajo. El circuito electrónico del dispositivo es muy simple y casi no necesita configuración.
Hay opciones para implementar tales proyectos en arduino, pero esto es de la serie "por qué es simple, cuando puede ser difícil".
Este artículo está dedicado a otra opción, donde se usa un soporte en lugar de una suspensión:
En lugar de un globo, es posible una flor, u otra cosa, como dice la fantasía. Se ha establecido la producción en serie de tales juguetes, pero los precios no agradan a nadie. En la inmensidad de Ali Express, me encontré con un conjunto de piezas,
que es el llenado electrónico del stand. El precio de emisión es de 1,5 mil rublos, si se selecciona el "método del vendedor".
Como resultado de la comunicación con el vendedor, e instrucciones de configuración en chino. Lo que me conmovió especialmente fue que el vendedor proporcionó un enlace a un video donde el especialista también cuenta todo en detalle en chino. Mientras tanto, la estructura ensamblada requiere un ajuste competente y minucioso, no es realista lanzarlo "en movimiento". Por eso decidí enriquecer RuNet con instrucciones en ruso.
Entonces, en orden. La placa de circuito impreso se hizo en un lugar muy bueno, resultó que incluso tiene cuatro capas, lo cual es completamente innecesario. La mano de obra es de primera clase y la serigrafía está bien dibujada y detallada. En primer lugar, es más conveniente soldar los sensores Hall y es muy importante colocarlos correctamente. Se adjunta una foto de primer plano.
La superficie sensible de los sensores debe estar a la mitad de la altura de los solenoides.
El tercer sensor, que está curvado con la letra "G", se puede elevar un poco más. Su posición, por cierto, no es particularmente crítica: sirve para encender automáticamente la alimentación.
Recomendaría montar los solenoides de modo que los cables desde el comienzo del devanado estén en la parte superior. Por lo tanto, se levantan de manera más uniforme y el riesgo de cortocircuito es menor. Cuatro solenoides forman un cuadrado, es necesario conectar las diagonales en pares. En mi tablero, una diagonal estaba marcada como X1,Y1 y la otra - X2,Y2.
No es el hecho de que te encontrarás con lo mismo. El principio es importante: tomamos la diagonal, conectamos las conclusiones internas de las bobinas, las externas, en el circuito. Los campos magnéticos creados por cada uno de los pares de bobinas deben ser opuestos.
Se deben fijar cuatro columnas de imanes permanentes para que todos miren en la misma dirección. No importa si es el polo norte o sur, es importante no estar en discordia.
Después de eso, tratamos con calma los detalles y los pegamos de acuerdo con la serigrafía. El estañado y el enchapado son excelentes, soldar una placa de este tipo es un placer.
Ahora toca profundizar en el funcionamiento del circuito electrónico.
El nodo J3 - U5A - Q5 se encuentra un poco separado. Element J3 es el sensor Hall más alto y con patas dobladas. Esto no es más que un dispositivo de encendido automático. El sensor J3 determina el hecho mismo de la presencia de un flotador sobre toda la estructura. Ponemos el flotador - la energía se enciende. Eliminado - apagado. Esto es muy lógico, porque sin un flotador, el funcionamiento del circuito pierde sentido.
Si no aplica energía, el flotador se adhiere fuertemente a una de las columnas magnéticas. Llamo su atención: esto es correcto, como debe ser. El flotador debe girarse hacia este lado. Comienza a repeler solo cuando está estrictamente en el centro de la estructura. Pero mientras la electrónica no funciona, inevitablemente cae en una de las partes superiores de la plaza.
El regulador está diseñado de la siguiente manera: dos mitades simétricas, dos amplificadores diferenciales, cada uno recibe una señal de su propio sensor Hall y controla el puente H, cuya carga es un par de solenoides.
Uno de los amplificadores LM324, por ejemplo, U1D, recibe la señal del sensor J1, los otros dos, U1B y U1C, sirven como drivers para el puente H formado por los transistores Q1, Q2, Q3, Q4. Siempre que el flotador esté en el centro del cuadrado, el amplificador U1D debe estar en equilibrio y ambos brazos del puente H deben estar cerrados. Tan pronto como el flotador se mueve hacia uno de los solenoides, la señal del sensor J1 cambia, se abre aproximadamente la mitad del puente H y los solenoides inducen campos magnéticos opuestos. El que esté más cerca del flotador debe repelerlo. y lo que es más, por el contrario, atraer. Como resultado, el flotador vuelve al lugar de donde vino. Si el flotador vuela demasiado hacia atrás, el otro brazo del puente H se abrirá, la polaridad de la fuente de alimentación del par de solenoides cambiará y el flotador volverá al centro.
La segunda diagonal de los transistores Q6, Q7, Q8, Q9 funciona de la misma manera. Por supuesto, si estropea la fase de las bobinas o la instalación de los sensores, todo será completamente diferente y el dispositivo no funcionará.
Pero, ¿quién te impide hacerlo todo bien?
Ahora que hemos descubierto el circuito electrónico, el problema con la configuración se ha aclarado.
Es necesario fijar el flotador en el centro y configurar los controles deslizantes de los potenciómetros R10 y R22 para que ambos brazos de ambos puentes H estén cerrados. Bueno, digamos, "arreglar": me emocioné, probablemente puedas sostener el flotador con las manos, más precisamente, con una mano, y girar dos resistencias de múltiples vueltas con la otra mano. Al final resultó que, estas resistencias son de múltiples vueltas por una razón: literalmente, media vuelta en una de ellas, y la configuración vuela. De dónde crecen mis manos es un secreto, pero al tacto no pude captar los cambios en el comportamiento del flotador según la posición del control deslizante del potenciómetro. Me atrevo a sugerir que el desarrollador experimentó las mismas dificultades y, por lo tanto, proporcionó dos puentes de este tipo en el tablero.
¿Ves los dos puentes en la parte superior izquierda y derecha? Rompen el circuito entre el par de solenoides y el puente H. Los beneficios de ellos son dobles: al quitar uno de los puentes, puede apagar completamente una de las diagonales, y al encender el amperímetro en lugar de la otra, puede ver en qué estado está el puente H de la otra diagonal. .
Como digresión lírica, observo que si los puentes H están completamente abiertos en ambas diagonales, la corriente consumida puede alcanzar los tres amperios. En tales condiciones, será muy difícil que el transistor Q5 se mantenga vivo. Afortunadamente, soporta tal carga por un corto tiempo, pero necesita torcer dos resistencias de múltiples vueltas, y no se sabe de antemano dónde.
Entonces, para el ajuste preliminar, recomiendo encarecidamente jugar con cada diagonal por separado: apague el segundo con un puente para que Q5 no humee.
Dado que la corriente que pasa a través de los solenoides puede cambiar de dirección, los chinos tienen tales amperímetros en la granja, en los que la flecha está verticalmente en el medio de la escala. Es por eso que se sienten bien y cómodos: sacan los puentes, colocan los amperímetros en los huecos y giran las resistencias con calma hasta que las flechas van a cero.
Tuve que dejar un puente abierto e incluir un antiguo probador soviético en modo amperímetro con un límite de medición de 10 amperios en el otro espacio. Si resultaba que la corriente estaba invertida, el probador se salía de la escala sordamente hacia la izquierda y pacientemente giraba el tornillo hasta que el probador volvía a cero. Esa es la única forma de configurarlo correctamente. Entonces fue posible girar en ambas diagonales y ajustar el ajuste, logrando la máxima estabilidad del flotador. También puedes controlar la corriente total consumida por el dispositivo: cuanto menos sea. cuanto más preciso sea el ajuste.
Por costumbre, imprimí el cuerpo de Levitron en una impresora 3D. No resultó tan hermoso como en el juguete terminado por diez mil, pero estaba interesado en el principio técnico, no en la estética.
Fuente: habr.com