Ebben a cikkben megvizsgáljuk az ilyen eszközök elektronikus tartalmát, működési elvét és konfigurációs módját. Mostanáig kész gyári termékek leírásával találkoztam, nagyon szépek, és nem túl olcsók. Mindenesetre gyors kereséssel az árak tízezer rubeltől indulnak. 1.5 ezerért kínálok egy kínai készlet leírását önösszeszereléshez.
Először is tisztázni kell, hogy pontosan miről is lesz szó. Nagyon sokféle mágneses levitátor létezik, és a konkrét megvalósítások változatossága elképesztő. Az ilyen lehetőségek, amikor az állandó mágnesek a tervezési sajátosságok miatt hasonló pólusokkal vannak elhelyezve egymással szemben, ma már senkit nem érdekelnek, de vannak ravaszabb lehetőségek is. Például ezt:
A működési elvet többször is leírták, röviden fogalmazva - a szolenoid mágneses terében egy állandó mágnes lóg, melynek intenzitása a hall-érzékelő jelétől függ.
A mágnes ellentétes pólusa nem fordul át, mivel egy álgömbbe van szerelve, ami észrevehetően lefelé tolja el a súlypontot. A készülék elektronikus áramköre nagyon egyszerű, és szinte semmilyen konfigurációt nem igényel.
Vannak lehetőségek hasonló projektek megvalósítására Arduino-n, de ez a „Miért egyszerű, ha bonyolult lehet” sorozatból származik.
Ez a cikk egy másik lehetőségről szól, ahol felfüggesztés helyett állványt használnak:
Földgömb helyett virág vagy valami más is lehetséges, ahogy a képzeleted diktálja. Az ilyen játékok sorozatgyártása megtörtént, de az árak nem tetszenek senkinek. Az Ali Express hatalmasságában a következő részekre bukkantam:
amely az állvány elektronikus kitöltése. A kért ár 1,5 ezer rubel, ha az „Eladó módszere” van kiválasztva.
Az eladóval folytatott kommunikáció eredményei alapján , és a beállítási utasítások kínai nyelven. Különösen megérintett, hogy az eladó linkelt egy videót, ahol a szakember mindent részletesen elmagyaráz, kínaiul is. Mindeközben az összeszerelt szerkezet hozzáértő és gondos beállítást igényel, nem reális "menet közben" elindítani. Ezért döntöttem úgy, hogy orosz nyelvű utasításokkal gazdagítom a RuNet-et.
Szóval sorrendben. A nyomtatott áramköri lap nagyon jó helyen készült, mint kiderült, még négyrétegű is volt, ami teljesen felesleges. A kidolgozás minősége kiváló, minden selyemszitatva, részletesen megrajzolva. Először is kényelmesebb a Hall érzékelők forrasztása, és nagyon fontos a helyes elhelyezésük. Közeli fotó mellékelve.
Az érzékelők érzékeny felületének a mágnesszelepek magasságának felében kell lennie.
A harmadik, „G” betűvel ívelt érzékelő egy kicsit magasabbra emelhető. A helyzete egyébként nem különösebben kritikus - az áramellátás automatikus bekapcsolására szolgál.
Azt javaslom, hogy a mágnesszelepeket úgy szereljék fel, hogy a tekercselés elejétől a vezetékek felül legyenek. Így egyenletesebben állnak fel, és kisebb a rövidzárlat veszélye. Négy mágnestekercs négyzetet alkot, az átlókat párban kell összekötni. A táblámon az egyik átló X1,Y1, a másik pedig X2,Y2 felirattal volt ellátva.
Nem tény, hogy ugyanazzal fog találkozni. Az elv fontos: veszünk egy átlót, összekötjük a tekercsek belső kapcsait, és a külső kapcsokat egy áramkörbe kötjük. Az egyes tekercspárok által létrehozott mágneses mezőknek ellentétesnek kell lenniük.
Négy állandó mágnes oszlopot kell felszerelni úgy, hogy mindegyik egy irányba nézzen. Nem számít, hogy északi vagy déli pólusról van szó, fontos, hogy ne legyünk következetlenek.
Ezt követően nyugodtan foglalkozunk az alkatrészekkel, és a szitanyomás szerint beragasztjuk. Az ónozás és a fémezés kiváló, egy ilyen tábla forrasztása öröm.
Most itt az ideje, hogy elmélyüljön az elektronikus áramkör működésében.
A J3 - U5A - Q5 csomópont kissé külön található. A J3 elem a Hall-érzékelő, amely a legmagasabb és ívelt lábakkal rendelkezik. Ez nem más, mint egy automatikus készülék tápkapcsoló. A J3 érzékelő azt a tényt érzékeli, hogy egy úszó található a teljes szerkezet felett. Elhelyeztük az úszót és bekapcsoltuk az áramot. Eltávolítva – kikapcsolva. Ez nagyon logikus, hiszen úszó nélkül az áramkör működése értelmetlenné válik.
Ha nincs áramellátás, az úszó szorosan az egyik mágneses oszlophoz tapad. Figyelem: ez helyes, ennek így kell lennie. Az úszót erre az oldalra kell fordítani. Csak akkor kezd el lökni, ha szigorúan a szerkezet közepén van. De amíg az elektronika nem működik, elkerülhetetlenül a négyzet egyik csúcsára esik.
A szabályozó a következőképpen van kialakítva: két szimmetrikus fél, két differenciálerősítő, mindegyik saját Hall-érzékelőjétől kap jelet és vezérli a H-hidat, melynek terhelése egy mágnesszeleppár.
Az egyik LM324 erősítő, például az U1D, a J1 érzékelőtől kapja a jelet, a másik kettő, az U1B és az U1C pedig a Q1, Q2, Q3, Q4 tranzisztorok által alkotott H-híd meghajtóiként szolgál. Amíg az úszó a négyzet közepén van, az U1D erősítőnek egyensúlyban kell lennie, és a H-híd mindkét karjának zárva kell lennie. Amint az úszó az egyik mágnesszelep felé mozdul, a J1 érzékelő jele megváltozik, a H-híd mintegy fele kinyílik, és a szolenoidok ellentétes mágneses tereket indukálnak. Amelyik közelebb van az úszóhoz, annak el kell tolnia. és melyik van tovább – éppen ellenkezőleg, vonzza. Ennek eredményeként az úszó visszamegy oda, ahonnan jött. Ha az úszó túlságosan visszarepül, a H-híd másik karja kinyílik, megváltozik a szolenoidpár tápellátásának polaritása, és az úszó ismét a középpont felé mozdul el.
A Q6, Q7, Q8, Q9 tranzisztorok második átlója pontosan ugyanúgy működik. Persze ha elrontod a tekercsek fázisozását, vagy az érzékelők beszerelését, akkor minden teljesen elromlik és nem fog működni a készülék.
De ki akadályoz meg abban, hogy mindent helyesen rakj össze?
Most, hogy megértjük az elektronikus áramkört, a konfigurációs probléma világosabbá vált.
Az úszót középen kell rögzíteni, és az R10 és R22 potenciométereket úgy kell felszerelni, hogy mindkét H-híd mindkét karja zárva legyen. Nos, mondjuk „javítani” - elragadtattam, valószínűleg az úszót a kezével foghatja, pontosabban az egyik kezével, a másikkal pedig felváltva csavarhat két többfordulatú ellenállást. Mint kiderült, ezek az ellenállások valamiért többfordulatosak - szó szerint fél fordulat az egyiken, és a beállítás elveszik. Hogy a kezeim honnan jönnek, az titok, de érintéssel nem tudtam kimutatni a potenciométer tolózár helyzetétől függő változást az úszó viselkedésében. Merem azt sugallni, hogy a fejlesztő ugyanazokat a nehézségeket tapasztalta, ezért két ilyen jumpert biztosított a táblán.
Két jumpert lát a bal és a jobb felső sarokban? Megszakítják az áramkört egy mágnesszeleppár és a H-híd között. A hasznuk kettős: az egyik jumper eltávolításával az egyik átlót teljesen kikapcsolhatjuk, a másik átló helyett pedig az ampermérőt bekapcsolva láthatjuk a másik átló H-hídjának állapotát.
Lírai kitérőként megjegyzem, ha mindkét átlón teljesen nyitott a H-híd, akkor a felvett áram elérheti a három ampert. Ilyen körülmények között a Q5 tranzisztornak nagyon nehéz lesz életben maradnia. Szerencsére rövid ideig kibír egy ekkora terhelést, de két többfordulatú ellenállást kell forgatni, és nem tudni előre, hogy hova.
Előzetes beállításhoz tehát erősen javaslom az egyes átlókkal külön-külön bütykölni: a másodikat egy jumperrel kapcsoljuk ki, hogy ne füstöljön a Q5.
Mivel a szolenoidokon áthaladó áram irányt változtathat, a kínaiaknál vannak olyan ampermérők, amelyekben a tű függőlegesen áll a skála közepén. Ezért jól és kényelmesen érzik magukat: kihúzzák a jumpereket, ampermérőket szúrnak a résekbe, és nyugodtan forgatják az ellenállásokat, amíg a nyilak nullára nem mennek.
Nyitva kellett hagynom az egyik jumpert, a másik résbe pedig egy régi szovjet tesztert ampermérő üzemmódban, 10 amperes méréshatárral bedugnom. Ha az áramerősség ellentétesnek bizonyult, a teszter tompán balra ment le a skáláról, és türelmesen forgattam a csavart, amíg a teszter vissza nem tért a nullára. Ez volt az egyetlen módja az előzetes kiigazításoknak. Ezután lehetőség volt mindkét átló bekapcsolására és a beállítás beállítására, az úszó maximális stabilitásának elérésére. A készülék által fogyasztott teljes áramot is szabályozhatja: minél kevesebb. annál pontosabb a beállítás.
Megszokásból 3D nyomtatón nyomtattam ki a Levitron tokot. Nem lett olyan szép, mint a kész játék tízezerért, de a műszaki elv érdekelt, nem az esztétika.
Forrás: will.com