この記事では、そのようなデバイスの電子充填、動作原理、構成方法について検討します。 これまで、工場で完成した製品が非常に美しく、あまり安価ではないという説明を見てきました。 いずれにせよ、ざっと検索すると、価格は1.5万ルーブルから始まります。 XNUMX千の中国製自己組み立てキットの説明を提供します。
まず第一に、具体的に何を議論するのかを明確にする必要があります。 磁気浮上装置には多種多様なものがあり、具体的な実装方法の多様性は驚くべきものです。 設計上の特徴により、永久磁石が互いに同じ極に配置されている場合、そのようなオプションは現在では誰にも興味がありませんが、よりトリッキーなオプションがあります。 たとえば次のようになります。
動作原理は繰り返し説明しましたが、簡単に言うと、永久磁石がソレノイドの磁界にぶら下がっており、その強さはホールセンサーの信号に依存します。
地球儀の模型に取り付けられているため、磁石の反対極がひっくり返らず、重心が下に大きく移動します。 デバイスの電子回路は非常にシンプルで、ほとんど設定する必要がありません。
このようなプロジェクトを Arduino で実装するためのオプションがありますが、これは「難しい場合があるのに、なぜ簡単なのか」シリーズからのものです。
この記事では、サスペンションの代わりにスタンドを使用する別のオプションについて説明します。
地球儀の代わりに、ファンタジーが語るように、花や他の何かを使用することも可能です。 そのようなおもちゃの連続生産は確立されていますが、価格は誰も満足しません。 Ali Expressの広大さの中で、こんなパーツセットに出会ったのですが、
それはスタンドの電子充填です。 「売主方式」を選択した場合の発行価格は1,5千ルーブルです。
出品者とのやり取りの結果、 、中国語のセットアップ手順。 特に私が感動したのは、販売者が専門家がすべてを中国語で詳しく説明するビデオへのリンクを提供していたことです。 一方、組み立てられた構造には有能で骨の折れる調整が必要であり、「移動中に」起動するのは現実的ではありません。 だからこそ、私は RuNet にロシア語の説明を追加することにしました。
それでは、順番に。 プリント基板は非常に良い場所に作られており、結局のところ、まったく不要なXNUMX層までありました。 仕上がりは一流で、シルクスクリーン印刷は細かく描かれています。 まず、ホール センサーをはんだ付けする方が便利です。ホール センサーを正しく配置することが非常に重要です。 クローズアップ写真を添付します。
センサーの感応面はソレノイドの半分の高さにある必要があります。
XNUMX 番目のセンサーは「G」の字に曲がっており、少し高くすることができます。 ちなみに、その位置は特に重要ではありません。電源が自動的にオンになるように機能します。
巻き始めのリード線が上になるようにソレノイドを取り付けることをお勧めします。 そのため、より均等に立ち上がり、短絡のリスクが少なくなります。 1 つのソレノイドが正方形を形成し、対角線をペアで接続する必要があります。 私のボードでは、一方の対角線には X1、Y2 のマークが付けられ、もう一方の対角線には X2、YXNUMX のマークが付けられました。
あなたも同じ目に遭うという事実ではありません。 原理は重要です。対角線を取り、コイルの内部結論を一緒に接続し、外部結果を回路に接続します。 コイルの各ペアによって生成される磁場は反対でなければなりません。
XNUMX 列の永久磁石がすべて同じ方向を向くように固定する必要があります。 北極でも南極でも関係なく、不協和音を起こさないことが大切です。
あとは細かい部分を冷静に対処してシルクスクリーンに合わせて貼っていきます。 錫めっきとメッキは優れており、このような基板のはんだ付けは楽しいです。
ここで、電子回路の動作を詳しく見てみましょう。
ノード J3 - U5A - Q5 は少し離れた位置にあります。 要素 J3 は、最も背が高く、脚が曲がっているホール センサーです。 これは単なる自動電源オン装置にすぎません。 センサー J3 は、構造全体にフロートが存在するという事実そのものを判断します。 フロートを置きました - 電源が入りました。 削除されました - オフになりました。 float がなければ回路の動作は意味を失うので、これは非常に論理的です。
力を加えないと、フロートは磁性柱の XNUMX つにしっかりとくっつきます。 注意していただきたいのですが、これは当然のことながら正しいです。 フロートは手前に向ける必要があります。 厳密に構造の中心にある場合にのみ反発し始めます。 しかし、電子機器が作動していない間、彼は必然的に広場の頂上の一つに落ちてしまいます。
レギュレータは次のように設計されています。XNUMX つの対称的な半分、XNUMX つの差動アンプがそれぞれ独自のホール センサーから信号を受信し、一対のソレノイドを負荷とする H - ブリッジを制御します。
LM324 アンプの 1 つ (たとえば、U1D) は J1 センサーから信号を受信し、他の 1 つ (U1B および U2C) は、トランジスタ Q3、Q4、Q1、Q1 によって形成される H ブリッジのドライバーとして機能します。 フロートが正方形の中心にある限り、UXNUMXD アンプはバランスが取れており、H ブリッジの両方のアームが閉じている必要があります。 フロートがソレノイドの XNUMX つに向かって移動するとすぐに、センサー JXNUMX からの信号が変化し、H ブリッジの半分が開き、ソレノイドが反対の磁場を誘導します。 フロートに最も近いものはそれを反発するはずです。 そしてそれはさらに、逆に、引き付けることです。 その結果、フロートは元の場所に戻ります。 フロートが戻りすぎると、H ブリッジの他方のアームが開き、一対のソレノイドの電源の極性が変わり、フロートは再び中央に戻ります。
トランジスタ Q6、Q7、Q8、Q9 の XNUMX 番目の対角線も同様に機能します。 もちろん、コイルの位相やセンサーの取り付けを間違えると、すべてがまったく異なったものになり、デバイスは機能しなくなります。
しかし、あなたがすべてを正しく行うことを誰が妨げているのでしょうか？
電子回路がわかったので、設定の問題は解決しました。
フロートを中央に固定し、両Hブリッジの両アームが閉じるようにポテンショメータR10、R22を取り付ける必要があります。 さて、「修正」しましょう - 私は夢中になったので、おそらくフロートを手で、より正確には片手で持ち、もう一方の手でXNUMXつのマルチターン抵抗を交互にひねることができます。 結局のところ、これらの抵抗器は何らかの理由で複数回巻かれています。文字通り、そのうちの XNUMX つを半分巻くと、設定が失われます。 私の手がどこから来ているかは秘密ですが、ポテンショメータのスライド位置によるフロートの挙動の変化は触った限りでは分かりませんでした。 開発者も同じ困難を経験したため、基板上にそのようなジャンパを XNUMX つ用意したのではないかとあえて言いたいと思います。
左上と右上に XNUMX つのジャンパーがあるのが見えますか? これらは、一対のソレノイドと H ブリッジの間の回路を遮断します。 これらの利点は XNUMX つあります。ジャンパの XNUMX つを取り外すと、対角線の XNUMX つを完全にオフにすることができ、もう一方の代わりに電流計をオンにすることで、もう一方の対角線の H ブリッジがどのような状態にあるかを確認できます。 。
余談ですが、H ブリッジが両方の対角で完全に開いている場合、消費電流は 5 アンペアに達する可能性があります。 このような状況では、QXNUMX トランジスタが生き続けることは非常に困難になります。 幸いなことに、このような負荷には短時間耐えられますが、XNUMXつのマルチターン抵抗をひねる必要があり、どこにあるかは事前にわかりません。
したがって、予備調整として、各対角線を個別にいじることを強くお勧めします。Q5 が煙を出さないように、XNUMX 番目の対角線をジャンパーでオフにします。
ソレノイドを通過する電流は方向を変えることができるため、中国では農場にそのような電流計があり、矢印が目盛りの中央に垂直になっています。 だからこそ、彼らは心地よく快適に感じるのです。ジャンパーを引き抜き、電流計を隙間に差し込み、矢印がゼロになるまで静かに抵抗器を回します。
ジャンパの 10 つを開いたままにし、測定限界が XNUMX アンペアの電流計モードの古いソビエトのテスターをもう XNUMX つのギャップに挿入する必要がありました。 電流が逆になると、テスターの目盛りが左に鈍く外れてしまい、テスターがゼロに戻るまで根気よくネジを回しました。 それが正しくセットアップする唯一の方法です。 そうすれば、両方の対角線をオンにして調整することが可能になり、フロートの最大限の安定性が達成されました。 デバイスが消費する総電流を制御することもできます。つまり、消費電流が少なくなります。 設定がより正確になります。
習慣でレビトロン本体を3Dプリンターで出力してみました。 XNUMX万ドルで完成したおもちゃほど美しくはありませんでしたが、美しさではなく技術原理に興味がありました。
出所： habr.com