V tem članku si bomo ogledali elektronsko vsebino takih naprav, princip delovanja in način konfiguracije. Do sedaj sem naletel na opise končnih tovarniških izdelkov, zelo lepih in ne zelo poceni. V vsakem primeru se s hitrim iskanjem cene začnejo pri deset tisoč rubljih. Ponujam opis kitajskega kompleta za samomontažo za 1.5 tisoč.
Najprej je treba razjasniti, o čem točno se bo razpravljalo. Obstaja veliko različnih magnetnih levitatorjev in raznolikost posebnih izvedb je neverjetna. Takšne možnosti, ko so trajni magneti zaradi konstrukcijskih značilnosti nameščeni z enakimi poli drug proti drugemu, danes nikogar ne zanimajo, vendar obstajajo bolj zvite možnosti. Na primer to:
Načelo delovanja je bilo že večkrat opisano, na kratko - v magnetnem polju solenoida visi trajni magnet, katerega jakost je odvisna od signala Hallovega senzorja.
Nasprotni pol magneta se ne obrne zaradi dejstva, da je nameščen v navidezni krogli, ki opazno premakne težišče navzdol. Elektronsko vezje naprave je zelo preprosto in ne zahteva skoraj nobene konfiguracije.
Obstajajo možnosti za izvedbo podobnih projektov na Arduinu, vendar je to iz serije "zakaj bi bilo preprosto, ko je lahko zapleteno."
Ta članek je posvečen drugi možnosti, kjer se namesto vzmetenja uporablja stojalo:
Namesto globusa je možna roža ali kaj drugega, kot vam narekuje domišljija. Vzpostavljena je serijska proizvodnja takšnih igrač, vendar cene nikogar ne veselijo. V prostranosti Ali Expressa sem naletel na naslednji sklop delov:
ki je elektronsko polnjenje stojala. Izklicna cena je 1,5 tisoč rubljev, če je izbrana "metoda prodajalca".
Na podlagi rezultatov komunikacije s prodajalcem, , in navodila za namestitev v kitajščini. Še posebej se me je dotaknilo to, da je prodajalec dal povezavo do videa, kjer strokovnjak vse podrobno razloži, tudi v kitajščini. Medtem sestavljena struktura zahteva kompetentno in skrbno prilagajanje, ni realno, da bi jo začeli "na letenje". Zato sem se odločil obogatiti RuNet z navodili v ruščini.
Torej po vrsti. Tiskano vezje je bilo narejeno zelo dobro, kot se je izkazalo, celo štirislojno, kar je popolnoma nepotrebno. Izdelava je vrhunska in vse je jasno in podrobno preslikano s sitotiskom. Najprej je bolj priročno spajkati Hallove senzorje in zelo pomembno je, da jih pravilno postavite. Fotografija od blizu je priložena.
Občutljiva površina senzorjev mora biti na polovici višine solenoidov.
Tretji senzor, ki je ukrivljen s črko "G", lahko dvignete nekoliko višje. Njegov položaj, mimogrede, ni posebej kritičen - služi za samodejni vklop napajanja.
Priporočam montažo elektromagnetov tako, da so vodi od začetka navitja na vrhu. Tako bodo stali bolj enakomerno, manjša pa je tudi nevarnost kratkega stika. Štirje solenoidi tvorijo kvadrat, diagonale je treba povezati v parih. Na moji plošči je bila ena diagonala označena z X1,Y1, druga pa z oznako X2,Y2.
Ni dejstvo, da boste naleteli na isto. Pomembno je načelo: vzamemo diagonalo, povežemo notranje sponke tuljav skupaj, zunanje sponke pa povežemo v vezje. Magnetna polja, ki jih ustvari vsak par tuljav, morajo biti nasprotna.
Štirje stebri trajnih magnetov morajo biti nameščeni tako, da so vsi obrnjeni v isto smer. Ni pomembno, ali gre za severni ali južni pol, pomembno je, da ni nedosleden.
Po tem se mirno ukvarjamo z deli in jih nalepimo v skladu s sitotiskom. Kositrenje in metalizacija sta odlična, spajkanje takšne plošče je užitek.
Zdaj je čas, da se poglobimo v delovanje elektronskega vezja.
Vozlišče J3 - U5A - Q5 se nahaja nekoliko ločeno. Element J3 je Hallov senzor, ki je najvišji in ima ukrivljene noge. To ni nič drugega kot samodejno stikalo za vklop naprave. Senzor J3 zazna samo prisotnost plovca nad celotno strukturo. Postavili smo plovec in vklopili napajanje. Odstranjeno - izklopljeno. To je zelo logično, saj brez plovca delovanje vezja postane nesmiselno.
Če ni napajanja, se bo plovec tesno oprijel enega od magnetnih drogov. Opomba: to je pravilno, tako mora biti. Plovec mora biti obrnjen na to stran. Začne se odrivati šele, ko je strogo v središču strukture. Toda medtem ko elektronika ne deluje, neizogibno pade na eno od oglišč kvadrata.
Regulator je zasnovan takole: dve simetrični polovici, dva diferencialna ojačevalnika, vsak sprejema signal iz svojega Hallovega senzorja in krmili H-most, katerega obremenitev je par solenoidov.
Eden od ojačevalnikov LM324, na primer U1D, sprejema signal iz senzorja J1, druga dva, U1B in U1C, služita kot gonilnik H-mosta, ki ga tvorijo tranzistorji Q1, Q2, Q3, Q4. Dokler je plovec v središču kvadrata, mora biti ojačevalnik U1D v ravnovesju in oba kraka H-mosta zaprta. Takoj, ko se plovec premakne proti enemu od solenoidov, se signal senzorja J1 spremeni, približno polovica H-mosta se odpre in solenoidi inducirajo nasprotna magnetna polja. Tisti, ki je bližje plovcu, naj ga odrine. in kateri je dlje - nasprotno, privlači. Kot rezultat, se plovec vrne, od koder je prišel. Če plovec odleti preveč nazaj, se bo drugi krak H-mosta odprl, polarnost napajanja para solenoidov se bo spremenila in plovec se bo ponovno premaknil proti sredini.
Druga diagonala na tranzistorjih Q6, Q7, Q8, Q9 deluje popolnoma enako. Seveda, če boste zamočili faziranje tuljav ali namestitev senzorjev, bo vse popolnoma narobe in naprava ne bo delovala.
Toda kdo vam preprečuje, da bi vse pravilno sestavili?
Zdaj, ko razumemo elektronsko vezje, je vprašanje konfiguracije postalo jasnejše.
Plovec je treba pritrditi na sredino, potenciometra R10 in R22 pa namestiti tako, da sta oba kraka obeh H-mostov zaprta. No, recimo, "popravi" - zaneslo me je, verjetno lahko plovec držite z rokami, natančneje z eno roko, z drugo roko pa izmenično zasukate dva večobratna upora. Kot se je izkazalo, so ti upori večobratni z razlogom - dobesedno pol obrata na enem od njih in nastavitev je izgubljena. Od kod prihajajo moje roke, je skrivnost, vendar na dotik nisem mogel zaznati sprememb v obnašanju plovca glede na položaj drsnika potenciometra. Upam si trditi, da se je razvijalec soočal z enakimi težavami in je zato na plošči zagotovil dva takšna mostička.
Ali vidite dva skakalca zgoraj levo in desno? Prekinejo tokokrog med parom solenoidov in H-mostom. Korist od njih je dvojna: z odstranitvijo enega od mostičkov lahko popolnoma izklopite eno od diagonal, z vklopom ampermetra namesto druge pa vidite stanje H-mosta druge diagonale.
Kot lirično digresijo ugotavljam, da če so H-mostovi na obeh diagonalah popolnoma odprti, lahko porabljeni tok doseže tri ampere. V takih razmerah bo tranzistor Q5 zelo težko ostal živ. Na srečo lahko za kratek čas prenese takšno obremenitev, vendar morate obrniti dva večobratna upora in ne veste vnaprej, kam.
Zato za predhodno nastavitev toplo priporočam, da se ukvarjate z vsako diagonalo posebej: izklopite drugo z mostičkom, da Q5 ne kadi.
Ker lahko tok, ki teče skozi solenoide, spremeni smer, imajo Kitajci ampermetre, pri katerih igla stoji navpično na sredini lestvice. In zato se počutijo dobro in udobno: izvlečejo skakalce, vstavijo ampermetre v reže in mirno obračajo upore, dokler puščice ne gredo na nič.
Moral sem pustiti en mostiček odprt in v drugo vrzel priključiti stari sovjetski tester v ampermetrskem načinu z mejo merjenja 10 amperov. Če se je izkazalo, da je tok nasproten, je tester neumno zašel z lestvice v levo in potrpežljivo sem vrtel vijak, dokler se tester ni vrnil na nič. To je bil edini način za predhodne prilagoditve. Nato je bilo mogoče vklopiti obe diagonali in prilagoditi nastavitev, s čimer je bila dosežena največja stabilnost plovca. Prav tako lahko nadzorujete skupni tok, ki ga porabi naprava: manj je. natančnejša je nastavitev.
Iz navade sem ohišje Levitron natisnil na 3D tiskalnik. Izkazalo se je, da ni tako lepo kot končana igrača za deset tisočakov, a me je zanimal tehnični princip, ne estetika.
Vir: www.habr.com