În acest articol ne vom uita la conținutul electronic al unor astfel de dispozitive, principiul de funcționare și metoda de configurare. Pana acum am dat peste descrieri ale produselor finite din fabrica, foarte frumoase si nu foarte ieftine. În orice caz, cu o căutare rapidă, prețurile încep de la zece mii de ruble. Ofer o descriere a unui kit chinezesc pentru auto-asamblare pentru 1.5 mii.
În primul rând, este necesar să clarificăm despre ce anume se va discuta. Există o mare varietate de levitatoare magnetice, iar varietatea de implementări specifice este uimitoare. Astfel de opțiuni, atunci când magneții permanenți, datorită caracteristicilor de design, sunt amplasați cu poli asemănați unul față de celălalt, nu interesează nimeni astăzi, dar există opțiuni mai viclene. De exemplu aceasta:
Principiul de funcționare a fost descris în mod repetat, pe scurt - există un magnet permanent atârnat în câmpul magnetic al solenoidului, a cărui intensitate depinde de semnalul senzorului Hall.
Polul opus al magnetului nu se răstoarnă din cauza faptului că este montat într-un glob fals, care deplasează vizibil centrul de greutate în jos. Circuitul electronic al dispozitivului este foarte simplu și nu necesită aproape nicio configurație.
Există opțiuni pentru implementarea proiectelor similare pe Arduino, dar aceasta este din seria „de ce să fie simplu când poate fi complicat”.
Acest articol este dedicat unei alte opțiuni, în care se folosește un suport în loc de suspendare:
În loc de glob, o floare sau altceva este posibil, așa cum vă dictează imaginația. Producția în serie a unor astfel de jucării a fost stabilită, dar prețurile nu mulțumesc pe nimeni. În vastitatea lui Ali Express am dat peste următorul set de părți:
care este umplerea electronică a standului. Prețul cerut este de 1,5 mii de ruble dacă este selectată „Metoda vânzătorului”.
Pe baza rezultatelor comunicării cu vânzătorul, , și instrucțiuni de configurare în chineză. Ceea ce m-a impresionat în mod deosebit a fost că vânzătorul a oferit un link către un videoclip în care specialistul explică totul în detaliu, tot în chineză. Între timp, structura asamblată necesită o ajustare competentă și minuțioasă; nu este realist să o porniți „din mers”. De aceea am decis să îmbogățesc RuNet cu instrucțiuni în limba rusă.
Deci, în ordine. Placa de circuit imprimat a fost realizată într-un loc foarte bun; după cum s-a dovedit, a fost chiar cu patru straturi, ceea ce este complet inutil. Calitatea manoperei este excelentă și totul este serigrafiat și desenat în detaliu. În primul rând, este mai convenabil să lipiți senzorii Hall și este foarte important să le poziționați corect. Fotografie de prim-plan este atașată.
Suprafața sensibilă a senzorilor ar trebui să fie la jumătate din înălțimea solenoizilor.
Al treilea senzor, care este curbat cu litera „G”, poate fi ridicat puțin mai sus. Poziția sa, apropo, nu este deosebit de critică - servește la pornirea automată a alimentării.
Aș recomanda montarea solenoizilor astfel încât cablurile de la începutul înfășurării să fie deasupra. În acest fel, se vor ridica mai uniform și există mai puțin risc de scurtcircuitare. Patru solenoizi formează un pătrat; este necesar să conectați diagonalele în perechi. Pe placa mea, o diagonală era etichetată X1,Y1, iar cealaltă era etichetată X2,Y2.
Nu este un fapt că veți întâlni același lucru. Principiul este important: luăm o diagonală, conectăm bornele interne ale bobinelor împreună și conectăm bornele externe într-un circuit. Câmpurile magnetice create de fiecare pereche de bobine trebuie să fie opuse.
Patru coloane de magneți permanenți trebuie montate astfel încât toate să fie orientate în aceeași direcție. Nu contează dacă este polul nord sau sud, este important să nu fii inconsecvenți.
După aceea, ne ocupăm cu calm de piesele și le lipim conform serigrafiei. Coitorirea și metalizarea sunt excelente, lipirea unei astfel de plăci este o plăcere.
Acum este timpul să ne adâncim în funcționarea circuitului electronic.
Nodul J3 - U5A - Q5 este situat ușor separat. Elementul J3 este senzorul Hall care este cel mai înalt și are picioare curbate. Acesta nu este altceva decât un comutator automat de alimentare a dispozitivului. Senzorul J3 detectează însuși faptul prezenței unui plutitor deasupra întregii structuri. Am așezat plutitorul și a pornit curentul. Eliminat - dezactivat. Acest lucru este foarte logic, deoarece fără un float funcționarea circuitului devine lipsită de sens.
Dacă nu este furnizată energie, plutitorul se va lipi strâns de unul dintre stâlpii magnetici. Vă rugăm să rețineți: este corect, așa ar trebui să fie. Plutitorul trebuie întors în această parte. Începe să se împingă numai atunci când este strict în centrul structurii. Dar, în timp ce electronica nu funcționează, el cade inevitabil pe unul dintre vârfurile pătratului.
Regulatorul este proiectat astfel: două jumătăți simetrice, două amplificatoare diferențiale, fiecare primește un semnal de la propriul senzor Hall și controlează podul H, a cărui sarcină este o pereche de solenoizi.
Unul dintre amplificatoarele LM324, de exemplu, U1D, primește semnalul de la senzorul J1, celelalte două, U1B și U1C, servesc ca drivere ai podului H format din tranzistorii Q1, Q2, Q3, Q4. Atâta timp cât plutitorul se află în centrul pătratului, amplificatorul U1D ar trebui să fie în echilibru și ambele brațe ale podului H închise. De îndată ce plutitorul se deplasează către unul dintre solenoizi, semnalul de la senzorul J1 se schimbă, jumătate din puntea H se deschide, iar solenoizii induc câmpuri magnetice opuse. Cel care este mai aproape de flotor ar trebui să-l împingă departe. și care este mai departe - dimpotrivă, atrage. Ca urmare, plutitorul se întoarce de unde a venit. Dacă plutitorul zboară prea mult înapoi, celălalt braț al podului H se va deschide, polaritatea sursei de alimentare a perechii de solenoizi se va schimba, iar plutitorul se va deplasa din nou spre centru.
A doua diagonală pe tranzistoarele Q6, Q7, Q8, Q9 funcționează exact în același mod. Bineînțeles, dacă încurci fazarea bobinelor sau instalarea senzorilor, totul va fi complet greșit și dispozitivul nu va funcționa.
Dar cine te împiedică să pui totul împreună corect?
Acum că înțelegem circuitul electronic, problema de configurare a devenit mai clară.
Este necesar să fixați flotorul în centru și să instalați potențiometrele R10 și R22 astfel încât ambele brațe ale ambelor punți H să fie închise. Ei bine, să spunem, „remediază” - m-am lăsat dus, probabil că poți ține plutitorul cu mâinile, mai precis, cu o mână, iar cu cealaltă mână răsuciți alternativ două rezistențe cu mai multe ture. După cum s-a dovedit, aceste rezistențe sunt multi-turn dintr-un motiv - literalmente o jumătate de tură pe unul dintre ele, iar setarea este pierdută. De unde îmi vin mâinile este un secret, dar prin atingere nu am putut detecta modificări ale comportamentului flotorului în funcție de poziția glisierei potențiometrului. Îndrăznesc să sugerez că dezvoltatorul a întâmpinat aceleași dificultăți și, prin urmare, a furnizat doi astfel de jumperi pe placă.
Vedeți doi săritori în stânga și în dreapta sus? Ele întrerup circuitul dintre o pereche de solenoizi și puntea H. Beneficiul lor este dublu: prin eliminarea unuia dintre jumperi, puteți opri complet una dintre diagonale, iar prin pornirea ampermetrului în loc de cealaltă, puteți vedea starea podului H a celeilalte diagonale.
Ca o digresiune lirică, observ că dacă punțile H de pe ambele diagonale sunt complet deschise, curentul consumat poate ajunge la trei amperi. În astfel de condiții, va fi foarte dificil ca tranzistorul Q5 să rămână în viață. Din fericire, poate rezista la o astfel de sarcină pentru o perioadă scurtă de timp, dar trebuie să transformați două rezistențe cu mai multe ture și nu știți dinainte unde.
Așadar, pentru configurarea preliminară, recomand cu tărie să mânuiți fiecare diagonală separat: o opriți pe a doua cu un jumper, astfel încât Q5 să nu fumeze.
Deoarece curentul care trece prin solenoizi poate schimba direcția, chinezii au ampermetre în care acul stă vertical la mijlocul scalei. Și, prin urmare, se simt bine și confortabil: scot jumperii, bagă ampermetre în goluri și rotesc calm rezistențele până când săgețile ajung la zero.
A trebuit să las un jumper deschis și să conectez în celălalt spațiu un vechi tester sovietic în modul ampermetru cu o limită de măsurare de 10 amperi. Dacă curentul s-a dovedit a fi opus, testerul a depășit scara la stânga și am întors șurubul cu răbdare până când testerul a revenit la zero. Acesta a fost singurul mod de a face ajustări preliminare. Apoi a fost posibilă pornirea ambelor diagonale și ajustarea reglajului, realizând stabilitatea maximă a plutitorului. De asemenea, puteți controla curentul total consumat de dispozitiv: cu cât este mai puțin. cu atât setarea este mai precisă.
Din obișnuință, am imprimat carcasa Levitron pe o imprimantă 3D. Nu s-a dovedit la fel de frumos ca jucăria finită pentru zece mii, dar m-a interesat principiul tehnic, nu estetica.
Sursa: www.habr.com