Neste artigo analizaremos o contido electrónico destes dispositivos, o principio de funcionamento e o método de configuración. Ata agora atopeime con descricións de produtos acabados de fábrica, moi bonitos e non moi baratos. En calquera caso, cunha busca rápida, os prezos comezan en dez mil rublos. Ofrezo unha descrición dun kit chinés para a automontaxe por 1.5 mil.
En primeiro lugar, é necesario aclarar o que se discutirá exactamente. Hai unha gran variedade de levitores magnéticos, e a variedade de implementacións específicas é sorprendente. Tales opcións, cando os imáns permanentes, debido ás características do deseño, están situados con polos semellantes enfrontados, hoxe en día non interesan a ninguén, pero hai opcións máis astutas. Por exemplo isto:
O principio de funcionamento foi descrito repetidamente, para dicilo brevemente: hai un imán permanente colgado no campo magnético do solenoide, cuxa intensidade depende do sinal do sensor de hall.
O polo oposto do imán non se vira debido ao feito de que está montado nun globo ficticio, o que cambia notablemente o centro de gravidade cara abaixo. O circuíto electrónico do dispositivo é moi sinxelo e case non require configuración.
Hai opcións para implementar proxectos similares en Arduino, pero isto é da serie "por que facelo sinxelo cando pode ser complicado".
Este artigo está dedicado a outra opción, onde se usa un soporte en lugar dunha suspensión:
En lugar dun globo terráqueo, é posible unha flor ou outra cousa, como manda a túa imaxinación. Estableceuse a produción en serie deste tipo de xoguetes, pero os prezos non gustan a ninguén. Na inmensidade de Ali Express atopeime co seguinte conxunto de partes:
que é o recheo electrónico do stand. O prezo solicitado é de 1,5 mil rublos se se selecciona "Método do vendedor".
En función dos resultados da comunicación co vendedor, , e instrucións de configuración en chinés. O que me tocou especialmente foi que o vendedor facilitou unha ligazón a un vídeo onde o especialista explica todo polo miúdo, tamén en chinés. Mentres tanto, a estrutura ensamblada require un axuste competente e minucioso; non é realista iniciala "sobre a marcha". É por iso que decidín enriquecer RuNet con instrucións en ruso.
Entón, en orde. A placa de circuíto impreso foi feita nun lugar moi bo; como se viu, incluso era de catro capas, o que é completamente innecesario. A calidade do traballo é excelente e todo está serigrafiado e debuxado en detalle. En primeiro lugar, é máis cómodo soldar sensores Hall e é moi importante posicionalos correctamente. Achégase foto de primeiro plano.
A superficie sensible dos sensores debe estar á metade da altura dos solenoides.
O terceiro sensor, que está curvado coa letra "G", pódese elevar un pouco máis. A súa posición, por certo, non é especialmente crítica: serve para conectar automaticamente a enerxía.
Recomendaría montar os solenoides para que os cables do inicio do enrolamento estean arriba. Deste xeito, levantaranse de forma máis uniforme e hai menos risco de curtocircuítos. Catro solenoides forman un cadrado; é necesario unir as diagonais en pares. No meu taboleiro, unha diagonal tiña a etiqueta X1,Y1 e a outra X2,Y2.
Non é un feito que te atopes co mesmo. O principio é importante: tomamos unha diagonal, conectamos os terminais internos das bobinas entre si e conectamos os terminais externos nun circuíto. Os campos magnéticos creados por cada par de bobinas deben ser opostos.
Deben montarse catro columnas de imáns permanentes de xeito que todos estean orientados na mesma dirección. Non importa se é polo norte ou polo sur, é importante non ser inconsistentes.
Despois diso, tratamos con calma as pezas e pegámolas segundo a serigrafía. O estañado e a metalización son excelentes, soldar tal tarxeta é un pracer.
Agora toca afondar no funcionamento do circuíto electrónico.
O nodo J3 - U5A - Q5 está situado lixeiramente por separado. O elemento J3 é o sensor Hall que é máis alto e ten patas curvas. Isto non é máis que un interruptor automático de alimentación do dispositivo. O sensor J3 detecta o feito mesmo da presenza dun flotador sobre toda a estrutura. Colocamos o flotador e acendemos a corrente. Eliminado - desactivado. Isto é moi lóxico, xa que sen un flotador o funcionamento do circuíto carece de sentido.
Se non se subministra enerxía, o flotador pegarase firmemente a un dos postes magnéticos. Teña en conta: isto é correcto, así debería ser. O flotador debe virar a este lado. Comeza a saír só cando está estrictamente no centro da estrutura. Pero mentres a electrónica non funciona, inevitablemente cae nun dos vértices da praza.
O regulador está deseñado así: dúas metades simétricas, dous amplificadores diferenciais, cada un recibe un sinal do seu propio sensor Hall e controla a ponte H, cuxa carga é un par de solenoides.
Un dos amplificadores LM324, por exemplo, U1D, recibe o sinal do sensor J1, os outros dous, U1B e U1C, serven como controladores da ponte H formada polos transistores Q1, Q2, Q3, Q4. Mentres o flotador estea no centro do cadrado, o amplificador U1D debería estar en equilibrio e os dous brazos da ponte H pechados. Tan pronto como o flotador se move cara a un dos solenoides, o sinal do sensor J1 cambia, a metade da ponte H ábrese e os solenoides inducen campos magnéticos opostos. O que está máis preto do flotador debería afastalo. e cal é máis lonxe - pola contra, atraer. Como resultado, o flotador volve por onde veu. Se o flotador voa demasiado cara atrás, o outro brazo da ponte H abrirase, a polaridade da fonte de alimentación ao par de solenoides cambiará e o flotador volverá moverse cara ao centro.
A segunda diagonal dos transistores Q6, Q7, Q8, Q9 funciona exactamente do mesmo xeito. Por suposto, se estropeas a fase das bobinas ou a instalación dos sensores, todo estará completamente mal e o dispositivo non funcionará.
Pero quen che impide xuntar todo correctamente?
Agora que entendemos o circuíto electrónico, o problema da configuración quedou máis claro.
É necesario fixar o flotador no centro, e instalar os potenciómetros R10 e R22 para que os dous brazos de ambas pontes en H estean pechados. Ben, digamos, "arreglar": deixeime levar, probablemente poidas suxeitar o flotador coas mans, máis precisamente, cunha man, e coa outra man torcer alternativamente dúas resistencias multivoltas. Como se viu, estas resistencias son de varias voltas por un motivo: literalmente media volta nun deles e pérdese a configuración. De onde veñen as miñas mans é un segredo, pero ao tacto non puiden detectar cambios no comportamento do flotador dependendo da posición da corredera do potenciómetro. Atrévome a suxerir que o desenvolvedor experimentou as mesmas dificultades e, polo tanto, proporcionou dous jumpers deste tipo no taboleiro.
Ves dous saltadores na parte superior esquerda e dereita? Rompen o circuíto entre un par de solenoides e a ponte H. O beneficio deles é dobre: eliminando un dos puentes, pode desactivar completamente unha das diagonais e, ao activar o amperímetro en lugar da outra, pode ver o estado da ponte H da outra diagonal.
Como digresión lírica, observo que se as pontes en H de ambas as diagonais están completamente abertas, a corrente consumida pode alcanzar os tres amperios. En tales condicións, será moi difícil que o transistor Q5 siga vivo. Afortunadamente, pode soportar tal carga por pouco tempo, pero cómpre converter dúas resistencias multivoltas e non sabe de antemán onde.
Polo tanto, para a configuración preliminar, recomendo encarecidamente retocar cada diagonal por separado: apague a segunda cun puente para que o Q5 non fume.
Dado que a corrente que pasa polos solenoides pode cambiar de dirección, os chineses teñen amperímetros nos que a agulla está verticalmente no medio da escala. E, polo tanto, séntense ben e cómodos: sacan os puentes, meten amperímetros nos ocos e xiran tranquilamente as resistencias ata que as frechas cheguen a cero.
Tiven que deixar un puente aberto e conectar no outro oco un vello probador soviético en modo amperímetro cun límite de medición de 10 amperios. Se a corrente resultou ser o contrario, o probador saíu de escala cara á esquerda e, pacientemente, xirei o parafuso ata que o probador volveu a cero. Esta foi a única forma de facer axustes preliminares. Despois foi posible activar ambas diagonais e axustar o axuste, conseguindo a máxima estabilidade do flotador. Tamén pode controlar a corrente total que consume o dispositivo: canto menor sexa. canto máis preciso sexa a configuración.
Por costume, imprimín a funda Levitron nunha impresora 3D. Non resultou tan fermoso como o xoguete acabado por dez mil, pero interesoume o principio técnico, non a estética.
Fonte: www.habr.com