Во оваа статија ќе ја разгледаме електронската содржина на таквите уреди, принципот на работа и методот на конфигурација. До сега сум сретнал описи на готови фабрички производи, многу убави, а не многу евтини. Во секој случај, со брзо пребарување, цените започнуваат од десет илјади рубли. Нудам опис на кинески комплет за самосклопување за 1.5 илјади.
Пред сè, неопходно е да се разјасни што точно ќе се дискутира. Има голема разновидност на магнетни левитатори, а разновидноста на специфични имплементации е неверојатна. Ваквите опции, кога постојаните магнети, поради дизајнерските карактеристики, се наоѓаат со исти столбови свртени еден кон друг, денес никого не го интересираат, но има повеќе лукави опции. На пример ова:
Принципот на работа е опишан повеќепати, накратко кажано - во магнетното поле на соленоидот виси постојан магнет, чиј интензитет зависи од сигналот на сензорот на холот.
Спротивниот пол на магнетот не се превртува поради фактот што е поставен во кукла глобус, што значително го поместува центарот на гравитација надолу. Електронското коло на уредот е многу едноставно и не бара речиси никаква конфигурација.
Постојат опции за имплементација на слични проекти на Arduino, но ова е од серијата „зошто да биде едноставно кога може да биде комплицирано“.
Оваа статија е посветена на друга опција, каде што се користи штанд наместо суспензија:
Наместо глобус, возможен е цвет или нешто друго, како што налага вашата фантазија. Воспоставено е сериско производство на вакви играчки, но цените никому не му угодуваат. Во пространоста на Али Експрес наидов на следниот сет на делови:
што е електронско полнење на штандот. Бараната цена е 1,5 илјади рубли ако е избран „метод на продавачот“.
Врз основа на резултатите од комуникацијата со продавачот, и инструкции за поставување на кинески. Она што особено ме трогна е тоа што продавачот обезбеди линк до видео каде специјалистот детално објаснува сè, исто така на кинески. Во меѓувреме, собраната структура бара компетентно и макотрпно прилагодување; не е реално да се стартува „во лет“. Затоа решив да го збогатам RuNet со инструкции на руски јазик.
Значи, по ред. Печатеното коло беше направено на многу добро место, како што се испостави, беше дури и четирислојно, што е сосема непотребно. Квалитетот на изработка е одличен и сè е свилено и детално нацртано. Како прво, попогодно е да се залемат сензорите на Хол и многу е важно правилно да се постават. Прикачена е фотографија одблиску.
Чувствителната површина на сензорите треба да биде на половина од висината на соленоидите.
Третиот сензор, кој е закривен со буквата „G“, може да се подигне малку повисоко. Неговата позиција, патем, не е особено критична - служи за автоматско вклучување на напојувањето.
Јас би препорачал да ги монтирате соленоидите така што изводите од почетокот на намотувањето се на врвот. На овој начин тие ќе стојат порамномерно и ќе има помал ризик од краток спој. Четири соленоиди формираат квадрат, неопходно е да се поврзат дијагоналите во парови. На мојата табла, едната дијагонала беше означена со X1, Y1, а другата беше означена со X2, Y2.
Не е факт дека ќе наидете на истото. Принципот е важен: земаме дијагонала, ги поврзуваме внатрешните терминали на намотките заедно и ги поврзуваме надворешните терминали во коло. Магнетните полиња создадени од секој пар намотки мора да бидат спротивни.
Четири столбови од постојани магнети мора да се монтираат така што сите да се свртени кон истата насока. Не е важно дали се работи за северниот или јужниот пол, важно е да не бидете неконзистентни.
После тоа, смирено се справуваме со деловите и ги залепуваме според печатењето со свила. Заладувањето и метализацијата се одлични, лемењето на ваква плоча е задоволство.
Сега е време да истражуваме во работата на електронското коло.
Јазолот J3 - U5A - Q5 се наоѓа малку одделно. Елементот J3 е сензорот Хол кој е највисок и има закривени нозе. Ова не е ништо повеќе од автоматски прекинувач за напојување на уредот. Сензорот J3 го детектира самиот факт за присуство на плови над целата структура. Го поставивме пловиот и напојувањето се вклучи. Отстранет - исклучен. Ова е многу логично, бидејќи без плови работата на колото станува бесмислена.
Ако не се испорачува струја, пловичката цврсто ќе се залепи на еден од магнетните столбови. Ве молиме имајте предвид: ова е точно, вака треба да биде. Плотката треба да се сврти на оваа страна. Почнува да се исфрла само кога е строго во центарот на структурата. Но, додека електрониката не работи, тој неизбежно паѓа на едно од темињата на квадратот.
Регулаторот е дизајниран вака: две симетрични половини, два диференцијални засилувачи, секој добива сигнал од сопствениот Hall сензор и го контролира H-мостот, чие оптоварување е пар соленоиди.
Еден од засилувачите LM324, на пример, U1D, го прима сигналот од сензорот J1, другите два, U1B и U1C, служат како двигатели на H-мостот формиран од транзистори Q1, Q2, Q3, Q4. Сè додека пловичката е во центарот на квадратот, U1D засилувачот треба да биде во рамнотежа и двата крака на H-мостот да се затворат. Штом плови се движи кон еден од соленоидите, сигналот од сензорот J1 се менува, половина од H-мостот се отвора, а соленоидите предизвикуваат спротивни магнетни полиња. Оној што е поблиску до плови треба да го оттурне. а кој е подалеку - напротив, привлече. Како резултат на тоа, пловиот се враќа од каде што дошол. Ако пловичката премногу лета назад, другата рака на мостот H ќе се отвори, поларитетот на напојувањето на парот соленоиди ќе се промени и пловичката повторно ќе се движи кон центарот.
Втората дијагонала на транзисторите Q6, Q7, Q8, Q9 работи на ист начин. Се разбира, ако го збркате фазирањето на намотките или инсталирањето на сензорите, сè ќе биде целосно погрешно и уредот нема да работи.
Но, кој ве спречува да склопите сè правилно?
Сега кога го разбираме електронското коло, прашањето за конфигурација стана појасно.
Потребно е да се фиксира пловичката во центарот и да се инсталираат потенциометрите R10 и R22 така што двата краци на двата H-мостови се затворени. Па, да речеме, „поправете“ - се занесе, веројатно можете да го држите пловиот со рацете, поточно, со едната рака, а со другата рака наизменично извртувајте два отпорници со повеќе вртења. Како што се испостави, овие отпорници се повеќекратни со причина - буквално половина вртење на еден од нив, а поставката е изгубена. Од каде доаѓаат моите раце е тајна, но со допир не можев да забележам промени во однесувањето на плови во зависност од положбата на лизгачот на потенциометарот. Се осмелувам да сугерирам дека развивачот ги доживеал истите тешкотии и затоа обезбедил два такви џемпери на таблата.
Дали гледате два скокачи горе лево и десно? Тие го прекинуваат колото помеѓу пар соленоиди и H-мостот. Придобивката од нив е двојна: со отстранување на еден од џемперите, можете целосно да ја исклучите едната од дијагоналите, а со вклучување на амперметарот наместо другиот, можете да ја видите состојбата на H-мостот на другата дијагонала.
Како лирска дигресија, забележувам дека ако H-мостовите на двете дијагонали се целосно отворени, потрошената струја може да достигне три ампери. Во такви услови ќе биде многу тешко транзистор Q5 да остане жив. За среќа, може да издржи толкаво оптоварување за кратко време, но треба да завртите два отпорници со повеќе вртења, а однапред не знаете каде.
Затоа, за прелиминарно поставување, силно препорачувам да ја дотерате секоја дијагонала посебно: исклучете ја втората со скокач за да не пуши Q5.
Бидејќи струјата што минува низ соленоидите може да ја промени насоката, Кинезите имаат амперметри во кои иглата стои вертикално на средината на вагата. И затоа тие се чувствуваат добро и удобно: ги извлекуваат џемперите, лепат амперметри во празнините и мирно ги вртат отпорниците додека стрелките не отидат на нула.
Морав да оставам еден скокач отворен, а во другата празнина да приклучам стар советски тестер во режим на амперметар со мерна граница од 10 ампери. Ако струјата се испостави дека е спротивна, тестерот тапо се оддалечи од скалата налево, и јас трпеливо ја свртев завртката додека тестерот не се врати на нула. Ова беше единствениот начин да се направат прелиминарни прилагодувања. Тогаш беше можно да се вклучат двете дијагонали и да се прилагоди прилагодувањето, постигнувајќи максимална стабилност на плови. Можете исто така да ја контролирате вкупната струја што ја троши уредот: толку е помала. толку е попрецизно поставувањето.
Од навика го испечатив куќиштето Левитрон на 3Д принтер. Испадна не толку убава како готовата играчка за десет илјади, но ме интересираше техничкиот принцип, а не естетиката.
Извор: www.habr.com