I denne artikkelen vil vi se på det elektroniske innholdet til slike enheter, driftsprinsippet og konfigurasjonsmetoden. Til nå har jeg kommet over beskrivelser av ferdige fabrikkprodukter, veldig vakre, og ikke veldig billige. I alle fall, med et raskt søk, starter prisene på ti tusen rubler. Jeg tilbyr en beskrivelse av et kinesisk sett for selvmontering for 1.5 tusen.
Først av alt er det nødvendig å avklare hva som vil bli diskutert. Det finnes et stort utvalg av magnetiske levitatorer, og variasjonen av spesifikke implementeringer er fantastisk. Slike alternativer, når permanente magneter, på grunn av designfunksjoner, er plassert med like poler vendt mot hverandre, er ikke av interesse for noen i dag, men det finnes mer utspekulerte alternativer. For eksempel dette:
Driftsprinsippet har blitt beskrevet gjentatte ganger, for å si det kort - det henger en permanent magnet i magnetfeltet til solenoiden, hvis intensitet avhenger av signalet til hallsensoren.
Den motsatte polen til magneten snur seg ikke på grunn av at den er montert i en dummyklode, som merkbart flytter tyngdepunktet ned. Den elektroniske kretsen til enheten er veldig enkel og krever nesten ingen konfigurasjon.
Det er muligheter for å implementere lignende prosjekter på Arduino, men dette er fra serien "hvorfor gjøre det enkelt når det kan være komplisert."
Denne artikkelen er viet til et annet alternativ, der et stativ brukes i stedet for en suspensjon:
I stedet for en globus er en blomst eller noe annet mulig, slik fantasien tilsier. Det er etablert serieproduksjon av slike leker, men prisene gleder ingen. I Ali Expresss storhet kom jeg over følgende sett med deler:
som er den elektroniske fyllingen av stativet. Prisantydningen er 1,5 tusen rubler hvis "Selgers metode" er valgt.
Basert på resultatene av kommunikasjonen med selgeren, , og oppsettinstruksjoner på kinesisk. Det som spesielt rørte meg var at selgeren ga en lenke til en video hvor spesialisten forklarer alt i detalj, også på kinesisk. I mellomtiden krever den sammensatte strukturen kompetent og møysommelig justering; det er ikke realistisk å starte den "i farten." Derfor bestemte jeg meg for å berike RuNet med instruksjoner på russisk.
Så, i rekkefølge. Det trykte kretskortet ble laget på et veldig bra sted, det viste seg at det til og med var firelags, noe som er helt unødvendig. Kvaliteten på utførelse er utmerket og alt er silketrykt og tegnet i detalj. Først av alt er det mer praktisk å lodde Hall-sensorer, og det er veldig viktig å plassere dem riktig. Nærbilde er vedlagt.
Den følsomme overflaten til sensorene skal være på halve høyden av solenoidene.
Den tredje sensoren, som er buet med bokstaven "G", kan heves litt høyere. Dens posisjon er forresten ikke spesielt kritisk - den tjener til å slå på strømmen automatisk.
Jeg vil anbefale å montere solenoidene slik at ledningene fra begynnelsen av viklingen er på toppen. På denne måten vil de stå jevnere opp, og det er mindre risiko for kortslutning. Fire solenoider danner en firkant; det er nødvendig å koble diagonalene i par. På brettet mitt var den ene diagonalen merket X1,Y1, og den andre var merket X2,Y2.
Det er ikke et faktum at du kommer over den samme. Prinsippet er viktig: vi tar en diagonal, kobler de interne terminalene til spolene sammen og kobler de eksterne terminalene til en krets. De magnetiske feltene som skapes av hvert par spoler må være motsatte.
Fire søyler med permanentmagneter skal monteres slik at de alle vender samme retning. Det spiller ingen rolle om det er nord- eller sørpolen, det er viktig å ikke være inkonsekvent.
Etter det tar vi rolig hånd om delene og stikker dem inn i henhold til silketrykk. Fortinningen og metalliseringen er utmerket, lodding av et slikt brett er en fornøyelse.
Nå er det på tide å fordype seg i hvordan den elektroniske kretsen fungerer.
Noden J3 - U5A - Q5 er plassert litt separat. Element J3 er Hall-sensoren som er høyest og har buede ben. Dette er ikke noe mer enn en automatisk enhetsstrømbryter. Sensor J3 oppdager selve tilstedeværelsen av en flyte over hele strukturen. Vi plasserte flottøren og strømmen ble slått på. Fjernet - slått av. Dette er veldig logisk, siden uten en flyte blir driften av kretsen meningsløs.
Hvis det ikke tilføres strøm, vil flottøren holde seg tett til en av magnetstolpene. Vennligst merk: dette er riktig, slik skal det være. Flottøren skal snus til denne siden. Det begynner å skyve av bare når det er strengt i midten av strukturen. Men mens elektronikken ikke fungerer, faller han uunngåelig ned på et av hjørnene på torget.
Regulatoren er utformet slik: to symmetriske halvdeler, to differensialforsterkere, hver mottar et signal fra sin egen Hall-sensor og styrer H-broen, hvis belastning er et par solenoider.
En av LM324-forsterkerne, for eksempel U1D, mottar signalet fra sensor J1, de to andre, U1B og U1C, tjener som drivere for H-broen dannet av transistorene Q1, Q2, Q3, Q4. Så lenge flottøren er i midten av firkanten, skal U1D-forsterkeren være i balanse og begge armene på H-broen lukket. Så snart flottøren beveger seg mot en av solenoidene, endres signalet fra sensor J1, halvparten av H-broen åpner seg, og solenoidene induserer motsatte magnetfelt. Den som er nærmere flottøren bør skyve den vekk. og hvilken som er lenger - tvert imot, tiltrekke. Som et resultat går flottøren tilbake der den kom fra. Hvis flottøren flyr tilbake for mye, vil den andre armen på H-broen åpne seg, polariteten til strømforsyningen til paret med solenoider vil endres, og flottøren vil igjen bevege seg mot midten.
Den andre diagonalen på transistorene Q6, Q7, Q8, Q9 fungerer på nøyaktig samme måte. Selvfølgelig, hvis du ødelegger fasingen av spolene eller installasjonen av sensorene, vil alt være helt feil og enheten vil ikke fungere.
Men hvem hindrer deg i å sette alt sammen riktig?
Nå som vi forstår den elektroniske kretsen, har konfigurasjonsproblemet blitt klarere.
Det er nødvendig å fikse flottøren i midten, og installere potensiometrene R10 og R22 slik at begge armene til begge H-broene er lukket. Vel, la oss si "fiks" - jeg ble revet med, du kan sannsynligvis holde flottøren med hendene, mer presist, med den ene hånden, og med den andre hånden vekselvis vri to multi-sving motstander. Som det viste seg, er disse motstandene multi-turn av en grunn - bokstavelig talt en halv sving på en av dem, og innstillingen går tapt. Hvor hendene mine kommer fra er en hemmelighet, men ved berøring kunne jeg ikke oppdage endringer i oppførselen til flottøren avhengig av potensiometerslidens posisjon. Jeg tør antyde at utvikleren opplevde de samme vanskelighetene, og derfor ga to slike hoppere på brettet.
Ser du to hoppere øverst til venstre og høyre? De bryter kretsen mellom et par solenoider og H-broen. Fordelen med dem er todelt: ved å fjerne en av hopperne kan du slå av en av diagonalene helt, og ved å slå på amperemeteret i stedet for den andre kan du se tilstanden til H-broen til den andre diagonalen.
Som en lyrisk digresjon bemerker jeg at hvis H-broene på begge diagonalene er helt åpne, kan strømmen som forbrukes nå tre ampere. Under slike forhold vil det være svært vanskelig for transistor Q5 å holde seg i live. Heldigvis kan den tåle en slik belastning i kort tid, men du må snu to multi-turn motstander, og du vet ikke på forhånd hvor.
Så for foreløpig oppsett anbefaler jeg på det sterkeste å fikle med hver diagonal separat: slå av den andre med en jumper slik at Q5 ikke ryker.
Siden strømmen som går gjennom solenoidene kan endre retning, har kineserne amperemeter der nålen står vertikalt i midten av skalaen. Og derfor føler de seg gode og komfortable: de trekker ut hopperne, stikker amperemeter inn i hullene og snur motstandene rolig til pilene går til null.
Jeg måtte la den ene jumperen stå åpen, og plugge inn i det andre gapet en gammel sovjetisk tester i amperemetermodus med en målegrense på 10 ampere. Hvis strømmen viste seg å være motsatt, gikk testeren sløvt av skalaen til venstre, og jeg skrudde tålmodig på skruen til testeren kom tilbake til null. Dette var den eneste måten å gjøre foreløpige justeringer på. Da var det mulig å skru på begge diagonalene og justere justeringen, og oppnå maksimal stabilitet på flottøren. Du kan også kontrollere den totale strømmen som forbrukes av enheten: jo mindre den er. jo mer nøyaktig er innstillingen.
Av vane printet jeg Levitron-dekselet på en 3D-printer. Det viste seg ikke så vakkert som det ferdige leketøyet til ti tusen, men jeg var interessert i det tekniske prinsippet, ikke estetikken.
Kilde: www.habr.com