Dans cet article, nous examinerons le remplissage électronique de tels appareils, le principe de fonctionnement et la méthode de configuration. Jusqu'à présent, j'ai vu des descriptions de produits finis d'usine, très beaux et pas très bon marché. Dans tous les cas, avec une recherche rapide, les prix commencent à dix mille roubles. Je propose une description d'un kit chinois à monter soi-même pour 1.5 mille.
Tout d'abord, il est nécessaire de clarifier exactement ce qui sera discuté. Il existe une grande variété de lévitateurs magnétiques, et la variété des implémentations spécifiques est incroyable. De telles options, lorsque les aimants permanents, en raison de caractéristiques de conception, sont situés avec les mêmes pôles les uns par rapport aux autres, n'intéressent plus personne, mais il existe des options plus délicates. Par exemple comme ceci :
Le principe de fonctionnement a été décrit à plusieurs reprises, pour le dire brièvement - un aimant permanent est suspendu dans le champ magnétique du solénoïde, dont la force dépend du signal du capteur à effet Hall.
Le pôle opposé de l'aimant ne se retourne pas car il est monté dans un modèle de globe, ce qui déplace sensiblement le centre de gravité vers le bas. Le circuit électronique de l'appareil est très simple, et n'a presque pas besoin d'être configuré.
Il existe des options pour mettre en œuvre de tels projets sur arduino, mais cela fait partie de la série "pourquoi est-ce simple, quand cela peut être difficile".
Cet article est consacré à une autre option, où un support est utilisé à la place d'une suspension :
Au lieu d'un globe, une fleur est possible, ou autre chose, comme le dit la fantaisie. La production en série de tels jouets a été établie, mais les prix ne plaisent à personne. Dans l'immensité d'Ali Express, je suis tombé sur un tel ensemble de pièces,
qui est le remplissage électronique du stand. Le prix d'émission est de 1,5 mille roubles, si la "méthode du vendeur" est sélectionnée.
Suite à la communication avec le vendeur, , et les instructions de configuration en chinois. Ce qui m'a particulièrement touché, c'est que le vendeur a fourni un lien vers une vidéo où le spécialiste raconte également tout en détail en chinois. Pendant ce temps, la structure assemblée nécessite un réglage compétent et minutieux, il n'est pas réaliste de la lancer «en mouvement». C'est pourquoi j'ai décidé d'enrichir le RuNet avec des instructions en russe.
Donc, dans l'ordre. Le circuit imprimé a été fabriqué dans un très bon endroit, il s'est avéré qu'il a même quatre couches, ce qui est complètement inutile. La finition est de qualité supérieure et la sérigraphie est bien dessinée et détaillée. Tout d'abord, il est plus pratique de souder les capteurs Hall, et il est très important de les positionner correctement. Une photo en gros plan est jointe.
La surface sensible des capteurs doit être à la moitié de la hauteur des solénoïdes.
Le troisième capteur, qui est incurvé avec la lettre "G", peut être relevé un peu plus haut. Soit dit en passant, sa position n'est pas particulièrement critique - elle sert à allumer automatiquement l'alimentation.
Je recommanderais de monter les solénoïdes de sorte que les fils du début de l'enroulement soient sur le dessus. Ainsi, ils se dressent plus uniformément et le risque de court-circuit est moindre. Quatre solénoïdes forment un carré, il faut relier les diagonales par paires. Sur mon tableau, une diagonale était marquée X1, Y1 et l'autre - X2, Y2.
Pas le fait que vous rencontrerez la même chose. Le principe est important: nous prenons la diagonale, nous connectons ensemble les conclusions internes des bobines, les externes - dans le circuit. Les champs magnétiques créés par chacune des paires de bobines doivent être opposés.
Quatre colonnes d'aimants permanents doivent être fixées de manière à ce qu'elles regardent toutes dans la même direction. Peu importe que ce soit le pôle nord ou sud, il est important de ne pas être en désaccord.
Après cela, nous traitons calmement les détails et les collons selon la sérigraphie. L'étamage et le placage sont excellents, souder une telle carte est un plaisir.
Il est maintenant temps de se plonger dans le fonctionnement du circuit électronique.
Le nœud J3 - U5A - Q5 est situé un peu à part. L'élément J3 est le capteur Hall le plus haut et sur les jambes fléchies. Ce n'est rien de plus qu'un dispositif de mise sous tension automatique. Le capteur J3 détermine le fait même de la présence d'un flotteur sur toute la structure. Nous mettons le flotteur - le courant est allumé. Supprimé - désactivé. C'est très logique, car sans flotteur, le fonctionnement du circuit perd son sens.
Si vous ne mettez pas sous tension, le flotteur adhère fermement à l'une des colonnes magnétiques. J'attire votre attention : c'est exact, comme il se doit. Le flotteur doit être tourné de ce côté. Il ne commence à se repousser que lorsqu'il est strictement au centre de la structure. Mais alors que l'électronique ne fonctionne pas, il tombe inévitablement sur l'un des sommets de la place.
Le régulateur est conçu comme suit: deux moitiés symétriques, deux amplificateurs différentiels, chacun reçoit un signal de son propre capteur Hall et contrôle le H - un pont dont la charge est une paire de solénoïdes.
L'un des amplificateurs LM324, par exemple, U1D, reçoit le signal du capteur J1, les deux autres, U1B et U1C, servent de pilotes pour le pont en H formé par les transistors Q1, Q2, Q3, Q4. Tant que le flotteur est au centre du carré, l'amplificateur U1D doit être en équilibre et les deux bras du pont en H doivent être fermés. Dès que le flotteur se déplace vers l'un des solénoïdes, le signal du capteur J1 change, une moitié du pont en H s'ouvre et les solénoïdes induisent des champs magnétiques opposés. Celui qui est le plus proche du flotteur doit le repousser. et qui est plus - au contraire, pour attirer. En conséquence, le flotteur retourne d'où il vient. Si le flotteur revient trop loin, l'autre bras du pont en H s'ouvrira, la polarité de l'alimentation de la paire de solénoïdes changera et le flotteur ira à nouveau au centre.
La deuxième diagonale sur les transistors Q6, Q7, Q8, Q9 fonctionne de la même manière. Bien sûr, si vous gâchez le phasage des bobines ou l'installation des capteurs, tout sera complètement différent et l'appareil ne fonctionnera pas.
Mais qui vous empêche de tout faire correctement ?
Maintenant que nous avons compris le circuit électronique, le problème de réglage est résolu.
Il est nécessaire de fixer le flotteur au centre et d'installer les curseurs du potentiomètre R10 et R22 de manière à ce que les deux bras des deux ponts en H soient fermés. Eh bien, disons, "réparer" - je me suis laissé emporter, vous pouvez probablement tenir le flotteur avec vos mains, plus précisément d'une main, et de l'autre, tordre alternativement deux résistances multitours. Il s'est avéré que ces résistances sont multitours pour une raison - littéralement un demi-tour sur l'une d'elles, et le réglage est perdu. L'origine de mes mains est un secret, mais au toucher je n'ai pas pu détecter de changements dans le comportement du flotteur en fonction de la position du coulisseau du potentiomètre. J'ose suggérer que le développeur a rencontré les mêmes difficultés et a donc fourni deux de ces cavaliers sur la carte.
Vous voyez les deux cavaliers en haut à gauche et à droite ? Ils coupent le circuit entre la paire de solénoïdes et le pont en H. Leurs avantages sont doubles: en retirant l'un des cavaliers, vous pouvez désactiver complètement l'une des diagonales, et en allumant l'ampèremètre au lieu de l'autre, vous pouvez voir dans quel état se trouve le pont en H de l'autre diagonale. .
En guise de digression lyrique, je note que si les ponts en H sont complètement ouverts sur les deux diagonales, le courant consommé peut atteindre trois ampères. Dans de telles conditions, il sera très difficile pour le transistor Q5 de rester en vie. Heureusement, il résiste à une telle charge pendant une courte période, mais vous devez tordre deux résistances multitours, et on ne sait pas à l'avance où.
Donc, pour le réglage préliminaire, je recommande fortement de jouer avec chaque diagonale séparément : éteignez la seconde avec un cavalier pour que Q5 ne fume pas.
Étant donné que le courant traversant les solénoïdes peut changer de direction, les Chinois ont de tels ampèremètres à la ferme, dans lesquels la flèche est verticalement au milieu de l'échelle. C'est pourquoi ils se sentent bien et à l'aise: ils retirent les cavaliers, insèrent les ampèremètres dans les pauses et tournent calmement les résistances jusqu'à ce que les flèches atteignent zéro.
J'ai dû laisser un cavalier ouvert et inclure un vieux testeur soviétique en mode ampèremètre avec une limite de mesure de 10 ampères dans l'autre espace. Si le courant s'est avéré être inversé, le testeur est sorti de l'échelle vers la gauche et j'ai patiemment tourné la vis jusqu'à ce que le testeur revienne à zéro. C'est la seule façon de le mettre en place correctement. Ensuite, il était possible d'activer les deux diagonales et d'ajuster le réglage, en obtenant une stabilité maximale du flotteur. Vous pouvez également contrôler le courant total consommé par l'appareil : moins il est. plus le réglage est précis.
Par habitude, j'ai imprimé le corps du Levitron sur une imprimante 3D. Cela ne s'est pas avéré aussi beau que dans le jouet fini pour dix mille, mais j'étais intéressé par le principe technique, pas par l'esthétique.
Source: habr.com