W tym artykule rozważymy elektroniczne napełnianie takich urządzeń, zasadę działania i metodę konfiguracji. Do tej pory widziałem opisy gotowych produktów fabrycznych, bardzo pięknych i niezbyt tanich. W każdym razie przy pobieżnym wyszukiwaniu ceny zaczynają się od dziesięciu tysięcy rubli. Oferuję opis chińskiego zestawu do samodzielnego montażu za 1.5 tys.
Przede wszystkim konieczne jest wyjaśnienie, co dokładnie będzie omawiane. Istnieje ogromna różnorodność lewitatorów magnetycznych, a różnorodność konkretnych implementacji jest niesamowita. Takie opcje, gdy magnesy trwałe, ze względu na cechy konstrukcyjne, są umieszczone z tymi samymi biegunami względem siebie, teraz nikogo nie interesują, ale są bardziej skomplikowane opcje. Na przykład tak:
Zasada działania została opisana wielokrotnie, mówiąc krótko - tam w polu magnetycznym solenoidu wisi magnes trwały, którego siła zależy od sygnału czujnika halla.
Przeciwny biegun magnesu nie obraca się dzięki temu, że jest on osadzony w modelu kuli ziemskiej, co zauważalnie przesuwa środek ciężkości w dół. Obwód elektroniczny urządzenia jest bardzo prosty i prawie nie wymaga konfiguracji.
Istnieją opcje realizacji takich projektów na arduino, ale to jest z serii „dlaczego to jest proste, kiedy może być trudne”.
Ten artykuł jest poświęcony innej opcji, w której zamiast zawieszenia stosuje się stojak:
Zamiast kuli ziemskiej możliwy jest kwiat lub coś innego, jak mówi fantazja. Rozpoczęła się produkcja seryjna takich zabawek, ale ceny nikogo nie zadowalają. W ogromie Ali Express natknąłem się na taki zestaw części,
czyli elektroniczne wypełnienie stoiska. Cena emisyjna wynosi 1,5 tysiąca rubli, jeśli wybrano „Metodę sprzedawcy”.
W wyniku komunikacji ze sprzedającym, i chińskie instrukcje konfiguracji. Szczególnie wzruszyło mnie to, że sprzedawca udostępnił link do filmu, w którym specjalista opowiada również wszystko szczegółowo po chińsku. Tymczasem zmontowana konstrukcja wymaga kompetentnej i żmudnej regulacji, uruchomienie jej „w ruchu” jest nierealne. Dlatego postanowiłem wzbogacić RuNet o instrukcje w języku rosyjskim.
A więc po kolei. Płytka drukowana została wykonana w bardzo dobrym miejscu, jak się okazało ma nawet cztery warstwy, co jest zupełnie niepotrzebne. Jakość wykonania jest na najwyższym poziomie, a sitodruk jest dobrze narysowany i szczegółowy. Przede wszystkim wygodniej jest lutować czujniki Halla i bardzo ważne jest ich prawidłowe ustawienie. W załączeniu zdjęcie z bliska.
Czuła powierzchnia czujników powinna znajdować się w połowie wysokości elektromagnesów.
Trzeci czujnik, który jest zakrzywiony w literę „G”, można podnieść nieco wyżej. Nawiasem mówiąc, jego pozycja nie jest szczególnie krytyczna - służy do automatycznego włączania zasilania.
Polecam zamontować elektrozawory tak aby wyprowadzenia od początku uzwojenia były na górze. Dzięki temu stoją bardziej równomiernie, a ryzyko zwarcia jest mniejsze. Cztery solenoidy tworzą kwadrat, przekątne należy połączyć parami. Na mojej planszy jedna przekątna była oznaczona jako X1,Y1, a druga - X2,Y2.
Nie fakt, że spotkasz to samo. Zasada jest ważna: bierzemy przekątną, łączymy ze sobą wewnętrzne wnioski cewek, zewnętrzne - w obwód. Pola magnetyczne wytwarzane przez każdą z par cewek muszą być przeciwne.
Cztery kolumny magnesów trwałych należy zamocować tak, aby wszystkie patrzyły w tym samym kierunku. Nie ma znaczenia, czy to biegun północny, czy południowy, ważne, aby nie być w niezgodzie.
Następnie na spokojnie zajmujemy się detalami i naklejamy je zgodnie z sitodrukiem. Cynowanie i galwanizacja są znakomite, lutowanie takiej płytki to sama przyjemność.
Teraz czas zagłębić się w działanie układu elektronicznego.
Węzeł J3 - U5A - Q5 znajduje się trochę osobno. Element J3 to czujnik Halla, który jest najwyższy i ma ugięte nóżki. To nic innego jak automatyczne urządzenie włączające się. Czujnik J3 stwierdza sam fakt obecności pływaka na całej konstrukcji. Umieściliśmy pływak - włączono zasilanie. Usunięto - wyłączone. Jest to bardzo logiczne, ponieważ bez pływaka działanie obwodu traci sens.
Jeśli nie podłączysz zasilania, pływak mocno przylega do jednej z kolumn magnetycznych. Zwracam uwagę: to jest poprawne, tak jak powinno być. Pływak musi być obrócony w tę stronę. Zaczyna odpychać dopiero wtedy, gdy znajdzie się dokładnie w środku konstrukcji. Ale podczas gdy elektronika nie działa, nieuchronnie spada na jeden z wierzchołków kwadratu.
Regulator zbudowany jest w następujący sposób: dwie symetryczne połówki, dwa wzmacniacze różnicowe, każdy odbiera sygnał z własnego czujnika Halla i steruje H - mostkiem, którego obciążeniem jest para elektromagnesów.
Jeden ze wzmacniaczy LM324, np. U1D, odbiera sygnał z czujnika J1, dwa pozostałe, U1B i U1C, służą jako sterowniki mostka H utworzonego przez tranzystory Q1, Q2, Q3, Q4. Dopóki pływak znajduje się na środku kwadratu, wzmacniacz U1D musi być w równowadze, a oba ramiona mostka H są zamknięte. Gdy tylko pływak zbliży się do jednego z elektromagnesów, zmienia się sygnał z czujnika J1, połowa mostka H otwiera się, a elektromagnesy indukują przeciwne pola magnetyczne. Ten znajdujący się najbliżej pływaka powinien go odpychać. a co dalej - wręcz przeciwnie, przyciągać. W rezultacie pływak wraca tam, skąd przybył. Jeśli pływak odleci za daleko, drugie ramię mostka H zostanie otwarte, zmieni się biegunowość zasilania pary elektromagnesów, a pływak ponownie przesunie się na środek.
Druga przekątna na tranzystorach Q6, Q7, Q8, Q9 Działa w ten sam sposób. Oczywiście, jeśli pomylisz fazowanie cewek lub instalację czujników, wszystko będzie zupełnie inne, a urządzenie nie będzie działać.
Ale kto powstrzymuje cię przed zrobieniem wszystkiego dobrze?
Teraz, gdy ustaliliśmy obwód elektroniczny, problem z ustawieniem został wyjaśniony.
Należy zamocować pływak na środku i zamontować potencjometry R10 i R22 tak, aby oba ramiona obu mostków H były zamknięte. Cóż, powiedzmy „napraw” - dałem się ponieść emocjom, prawdopodobnie możesz trzymać pływak rękami, a dokładniej jedną ręką, a drugą ręką naprzemiennie skręcić dwa rezystory wieloobrotowe. Jak się okazało, te rezystory nie bez powodu są wieloobrotowe - dosłownie pół obrotu na jednym z nich i ustawienie ginie. Skąd pochodzą moje ręce to tajemnica, ale dotykiem nie udało mi się wykryć zmian w zachowaniu pływaka w zależności od położenia suwaka potencjometru. Odważę się zasugerować, że deweloper doświadczył tych samych trudności i dlatego umieścił na płytce dwie takie zworki.
Widzisz dwa zworki w lewym i prawym górnym rogu? Przerywają obwód między parą elektromagnesów a mostkiem H. Korzyści z nich są dwojakie: zdejmując jedną ze zworek można całkowicie wyłączyć jedną z przekątnych, a włączając amperomierz zamiast drugiej można zobaczyć w jakim stanie jest mostek H drugiej przekątnej .
Jako liryczna dygresja zauważam, że jeśli mostki H są całkowicie otwarte na obu przekątnych, pobierany prąd może osiągnąć trzy ampery. W takich warunkach tranzystorowi Q5 będzie bardzo trudno utrzymać się przy życiu. Na szczęście wytrzymuje takie obciążenie przez krótki czas, ale trzeba przekręcić dwa rezystory wieloobrotowe i nie wiadomo z góry gdzie.
Tak więc do wstępnego strojenia zdecydowanie zalecam majstrowanie przy każdej przekątnej osobno: wyłącz drugą zworką, aby Q5 nie palił.
Ponieważ prąd przepływający przez solenoidy może zmieniać kierunek, Chińczycy mają na farmie takie amperomierze, w których strzałka jest pionowo na środku skali. Dlatego czują się dobrze i komfortowo: wyciągają zworki, wtykają amperomierze w szczeliny i spokojnie kręcą rezystorami, aż strzałki zeszli do zera.
Musiałem zostawić jedną zworkę rozpiętą, a do drugiej szczeliny dołączyć stary sowiecki tester w trybie amperomierza z limitem pomiaru 10 amperów. Jeśli okazało się, że prąd jest odwrócony, tester tępo wychodził ze skali w lewo, a ja cierpliwie kręciłem śrubą, aż tester wrócił do zera. Tylko tak można to dobrze ustawić. Wtedy można było włączyć obie przekątne i wyregulować regulację, uzyskując maksymalną stabilność pływaka. Możesz także kontrolować całkowity prąd pobierany przez urządzenie: im mniej. tym dokładniejsze ustawienie.
Z przyzwyczajenia wydrukowałem korpus Levitrona na drukarce 3D. Nie wyszło to tak pięknie, jak w gotowej zabawce za dziesięć tysięcy, ale interesowała mnie zasada techniczna, a nie estetyka.
Źródło: www.habr.com