Levitron hazırlamaq üçün materiallar
Beləliklə, oyuncaq hazırlamaq üçün kifayət qədər gücə malik üç üzük formalı maqnit lazımdır. İstifadə müddəti çoxdan başa çatmış aşağı tezlikli dinamiklərdən olan maqnitlər məqsədimiz üçün olduqca uyğundur.Üst düzəltmək üçün bir neodim maqnit lazımdır. Onu “Neodium çeviricisi” yazısı olan dinamikdən götürə bilərsiniz. Oxşar dinamiklər cib telefonlarında istifadə olunur. Bu gün ən güclü daimi maqnit neodimium, bor və dəmiri ehtiva edən bir ərintidən yaradılmış neodimiumdur. İstilik ona mənfi təsir edəcək, ona görə də bu maqnit istilikdən qorunmalıdır. Beləliklə, maqnit haradandır mobil telefonİki növ ola bilər - yuvarlaq bir boşqab şəklində və ya üzük şəklində. Üzük maqnit yuxarıda ciddi şəkildə mərkəzdə yerləşdirilir və tablet formalı maqnit yuxarıdan yuxarı oxuna yapışdırılır. Üst üçün material özü olmalıdır yüngül material, məsələn, kompozit və ya plastik.
Levitronun qurulması
Quraşdırmaya xüsusi diqqətlə yanaşmaq lazımdır, çünki işin bu hissəsi həlledicidir və ən çox əmək tələb edir. Üzük maqnitləri bir-birinə əks polaritelərlə bağlanmalıdır. Onların üstünə qalınlığı 1 sm-ə qədər olan bir boşqab (metaldan hazırlanmamış) quraşdırılmalıdır.Üst hissəsi diqqətlə Levitronun bazasına - maqnitin mərkəzinə quraşdırılacaq. Üst tərəfin yan tərəfə sapdığını görsəniz, maqnitin daha böyük diametrli başqası ilə əvəz edilməsi lazımdır.Üst hissəsini işə salmaq üçün yuxarının normal fırlanmasına nail olmaq üçün platformanın qalınlığını tənzimləyə biləcəyiniz daha bir neçə elementə ehtiyacınız olacaq. Kağız təbəqələri olan pleksiglas plastikə ehtiyacımız olacaq. Üstü normal fırlanırsa, platformanı yuxarı uçana qədər rəvan qaldırmağa başlayırıq.
Üstümüz çox tez uçarsa, onun çəkisi artırılmalıdır. Bir istiqamətdə saparsa, kağız vərəqlərini əks istiqamətə yerləşdirməklə vəziyyəti düzəldə bilərsiniz. Bu addımlar bizə oyuncağımızın əsasını dəniz səviyyəsində aydın şəkildə tənzimləməyə imkan verir.
Və Levitrons ilə bir video...
Sizdən soruşduqda a Yeni il anti-qravitasiya Santa Claus "Mission Impossible" cavab verməməlidir. Belə cavab eşitsən, babanın saxta olduğunu biləcəksən. Çünki anti-qravitasiya elementləri olan elmi oyuncaqlar mövcuddur və illərdir 30-60 dollara satılır.
Seattleda Fascinations Toys and Gifts adlı bir şirkət var. Onun məhsullarının cazibəsi ondadır ki, əvvəlcə onlar qeyri-real görünür. Düzdür, sehrbazlardan fərqli olaraq, qeyri-adi suvenirlərin yaradıcıları öz sirlərini həvəslə açır.
İlk növbədə Levitron haqqında demək istərdim. Qarşımızda külqabı kimi bir şey var (biz onu əsas adlandıracağıq), üstündə bir üst havada asılıb fırlanır. Bu cazibə əleyhinə bir cihazdır. Levitron aşağıdakı kimi əyləndirir:
Daxil olan boşqabı əlinizə götürün və bazanın üstündə saxlayın. Üstü boşqabın üstünə qoyun və şəhadət və baş barmağınızla güclü şəkildə fırladın.
Sonra boşqab yavaş-yavaş qaldırılır, sonra endirilir və çıxarılır - giroskop havada asılı qalır, fırlanır və bir az yellənir.
İş yaxşıdır, amma fermada praktiki olaraq yararsızdır (foto hobbytron.net).
Oyuncaq heç bir elektrik tələb etmir. Həm bazaya, həm də giroskopa yerləşdirilən daimi maqnitlərdən istifadə edir.
Klassik fizika nöqteyi-nəzərindən biri digərinin üstündə üzən iki itələyici maqnitin sabitliyinə nail olmaq mümkün deyil.
Fascinations-dan olan ekspertlər izah edirlər ki, onlar qayda üçün bir istisna tapa biliblər.
Daha doğrusu, ixtiraçı Roy M. Harriqan tərəfindən tapılıb və 1983-cü ilin mayında patentləşdirilib.
Təxmin etdiyiniz kimi, fırlanma yuxarı maqnitin devrilməsinə mane olur. Bəs ona yan tərəfə sürüşməyə və maqnit yastığından uçmağa nə mane olur?
Aşağı maqnit və müvafiq olaraq onun sahəsi var mürəkkəb forma. Üst hissə mərkəzdən kənara çıxanda onu tarazlıq nöqtəsinə geri itələyən bir qüvvə yaranır.
Levitron özünüz tərəfindən hazırlanmışdır (foto hcrs.at).
Bu qüvvə çox kiçikdir və buna görə də Levitronun işə salınması məşq tələb edəcəkdir.
Bu sistemdəki tarazlıq o qədər zərifdir ki, ona otağın temperaturu və ya hətta yerin maqnitindəki kiçik dalğalanmalar təsir edir.
Oyuncaq dəstinə 5 çəki dəsti daxildir - çəkisi 3 ilə 0,1 qram arasında. Onların birləşməsi tarazlığa nail olur.
Bazanın tənzimlənən ayaqları onu tam üfüqi şəkildə quraşdırmağa imkan verir və əlavə olaraq, kardinal istiqamətlərə müəyyən bir oriyentasiya saxlamaq lazımdır.
Nəhayət, fırlanan giroskop plitəsinin qaldırılması və çıxarılması prosesi həddindən artıq ehtiyatlılıq tələb edir. Üstü nə qədər sürətli fırlasanız, o, bir o qədər uzun müddət üzə bilər.
Əgər zirvə sizi kifayət qədər valeh edibsə, Seattle novatorlarının sizin üçün nəsələri var... əlavə aksesuarlar Levitrona.
Məsələn, "Perpetuator", bu dəfə artıq bir rozetkaya qoşulmuşdur. Adi bazadan fərqli olaraq, burada əlavə etdik elektromaqnit sahələri, üst hissəsinin fırlanmasını təmin edən, həftələrlə masanızın üstündən asmaq üçün.
Başqa bir anti-qravitasiya oyuncağı Art Bank adlanır. Bu, tennis topunun, model təyyarənin, sikkə və ya şirniyyat qabının qaldırıldığı bir qutudur.
Bundan əlavə, "uçan qlobus" var - Amazing Anti-Gravity Globes.
Anti-qravitasiya qlobusu həqiqətən bir şeydir (photo fascinations.com).
Fascinations-ın başqa bir "fiziki" yaradılması yüngül və şəffaf şəlalələrdir (Qosammer şəlaləsi). Bu, ev və ofis üçün demək olar ki, bütün şəlalələr toplusudur.
Onlar qeyd etməyə layiqdirlər, çünki bir çox analoqlardan fərqli olaraq maraqlı təsir göstərirlər.
Su onlara geniş və nazik bir filmlə axır, heç bir yerdə heç vaxt qırılmır. Bu necə mümkündür?
İncə, uzadılmış boşluqdan belə tökülən su, daha çox və ya daha az yığcam bir axına yığılmağa meyllidir və bu mümkün deyilsə, ayrı-ayrı axınlara parçalanır və damlalara bölünür.
0.Ön söz
İnternetdə hər cür şeyləri oxudum və heç bir rəqəmsal cəfəngiyat olmadan öz Levitronumu qurmaq qərarına gəldim. Daha tez deyildi. Yaradıcılığın ağrılarını hamının görsün deyə göndərirəm.1. Qısa təsvir
Levitron bir cismi istifadə edilən cazibə qüvvələri ilə tarazlıqda saxlayan bir cihazdır maqnit sahəsi. Statik maqnit sahələrindən istifadə edərək bir cismi havaya qaldırmağın mümkün olmadığı çoxdan məlumdur. Məktəb fizikasında bu, xatırladığım qədər qeyri-sabit tarazlıq vəziyyəti adlanırdı. Halbuki bir az istək, bilik, səy, pul və vaxtla elektronikadan əks əlaqə kimi istifadə etməklə obyekti dinamik şəkildə havaya qaldırmaq mümkündür.Bu baş verdi:
2.Funksional diaqram
Bobinin uclarında yerləşən elektromaqnit sensorlar maqnit induksiyası səviyyəsinə mütənasib bir gərginlik yaradır. Xarici bir maqnit sahəsi olmadıqda, bu gərginliklər bobin cərəyanının böyüklüyündən asılı olmayaraq eyni olacaqdır.
Aşağı sensorun yaxınlığında daimi bir maqnit varsa, idarəetmə bloku maqnit sahəsinə mütənasib bir siqnal yaradacaq və onu gücləndirəcək. tələb olunan səviyyə və bobin vasitəsilə cərəyanı idarə etmək üçün PWM-ə ötürün. Beləliklə, əks əlaqə yaranır və bobin maqniti cazibə qüvvələri ilə tarazlıqda saxlayacaq bir maqnit sahəsi yaradacaqdır.
Xəta baş verdi, mən bunu başqa cür sınayacağam:
- Maqnit yoxdur - bobinin uclarında induksiya eynidir - sensorlardan gələn siqnal eynidir - idarəetmə bloku minimum siqnal verir - rulon tam gücdə işləyir;
- Bir maqnit yaxınlaşdırdılar - induksiya çox fərqlidir - sensorlardan gələn siqnallar çox fərqlidir - idarəetmə bloku maksimum siqnal verir - rulon tamamilə sönür - heç kim maqniti tutmur və düşməyə başlayır;
- Çağırış düşür - bobindən uzaqlaşır - sensorlardan gələn siqnalların fərqi azalır - idarəetmə bloku çıxış siqnalını azaldır - rulondan keçən cərəyan artır - bobinin induksiyası artır - maqnit cəlb etməyə başlayır;
- Maqnit cəlb olunur - bobinə yaxınlaşır - sensorlardan gələn siqnalların fərqi artır - idarəetmə bloku çıxış siqnalını artırır - bobindən keçən cərəyan azalır - bobinin induksiyası azalır - maqnit düşməyə başlayır;
- Bu bir möcüzədir - maqnit düşmür və cəlb edilmir - daha doğrusu, düşür və saniyədə bir neçə min dəfə cəlb olunur - yəni dinamik tarazlıq yaranır - maqnit sadəcə havada asılır.
3. Dizayn
Dizaynın əsas elementi öz sahəsi ilə daimi maqnit saxlayan elektromaqnit sarğıdır (solenoid).0,6 mm diametrli 78 metr emaye mis məftil, təxminən 600 döngə olan D36x48 plastik çərçivəyə möhkəm sarılır. Hesablamalara görə, 4.8 Ohm müqaviməti və 12V enerji təchizatı ilə cərəyan 2.5A, güc 30W olacaqdır. Bu seçim üçün lazımdır xarici vahid qidalanma. (Əslində, 6.0 Ohm olduğu ortaya çıxdı; onların daha çox tel kəsmələri mümkün deyil, əksinə diametrdə qənaət etdilər.)
Bir polad nüvədən qapı menteşəsi diametri 20 mm. Sensorlar eyni istiqamətə yönəldilməli olan isti əriyən yapışqan istifadə edərək uclarına yapışdırılır.
Sensorları olan rulon alüminium zolaqdan hazırlanmış bir mötərizədə quraşdırılmışdır, bu da öz növbəsində korpusa bərkidilir, içərisində idarəetmə lövhəsi var.
Korpusda LED, açar və elektrik rozetkası var.
Xarici enerji təchizatı (GA-1040U) güc ehtiyatı ilə götürülür və 12V-də 3,2A-a qədər cərəyan təmin edir.
Üzərinə Coca-Cola yapışdırıla bilən N35H maqniti D15x5 havaya qaldırıcı obyekt kimi istifadə olunur. Dərhal deyəcəyəm ki, dolu banka yaxşı deyil, ona görə də uclarını nazik bir qazma ilə deşiklər edirik, qiymətli içkini boşaldırıq (talaşdan qorxmursunuzsa içə bilərsiniz) və maqnit yapışdırırıq. üst üzük.
4. Sxematik diaqram
U1 və U2 sensorlarından gələn siqnallar diferensial dövrəyə qoşulmuş əməliyyat gücləndiricisi OP1/4-ə verilir. Üst sensor U1 inverting girişinə, aşağı U2 inverting olmayan girişə qoşulur, yəni siqnallar çıxarılır və OP1/4 çıxışında yalnız maqnit induksiyası səviyyəsinə mütənasib bir gərginlik əldə edirik. yaradılmışdır daimi maqnit aşağı sensor U2 yaxınlığında.
C1, R6 və R7 elementlərinin birləşməsi bu dövrənin əsas məqamıdır və tam sabitlik effektinə nail olmağa imkan verir; maqnit yerində kök salacaq. Bu necə işləyir? Siqnalın DC komponenti R6R7 bölücüdən keçir və 11 dəfə zəiflədilir. Dəyişən komponent zəifləmədən C1R7 filtrindən keçir. Dəyişən komponent hər halda haradan gəlir? Daimi hissə maqnitin alt sensorun yaxınlığındakı mövqeyindən asılıdır, dəyişən hissə maqnitin tarazlıq nöqtəsi ətrafındakı salınımları səbəbindən yaranır, yəni. zamanla mövqe dəyişikliklərindən, yəni. sürətdən. Biz maqnitin sabit olması ilə maraqlanırıq, yəni. onun sürəti 0-a bərabər idi. Beləliklə, idarəetmə siqnalında biz iki komponentə sahibik - sabit mövqe üçün cavabdehdir, dəyişən isə bu mövqenin sabitliyi üçün.
Sonra, hazırlanmış siqnal OP1/3-də gücləndirilir. Dəyişən rezistor P2 istifadə edərək, maqnit və bobinin xüsusi parametrlərindən asılı olaraq, tarazlığa nail olmaq üçün tənzimləmə mərhələsində tələb olunan qazanc təyin olunur.
OP1/1-də sadə bir komparator yığılır, bu da yaxınlıqda maqnit olmadıqda PWM-ni və müvafiq olaraq bobini söndürür. Çox rahat şey, maqniti çıxarmısınızsa, enerji təchizatını rozetkadan çıxarmaq lazım deyil. Cavab səviyyəsi dəyişən rezistor P1 tərəfindən təyin edilir.
Sonra nəzarət siqnalı U3 impuls eni modulatoruna verilir. Çıxış gərginliyi yelləncək 12V-dir, çıxış impuls tezliyi C2, R10 və P3 dəyərləri ilə təyin olunur və iş dövrü DTC girişindəki giriş siqnal səviyyəsindən asılıdır.
PWM, T1 güc tranzistorunun keçidinə nəzarət edir, bu da öz növbəsində bobin vasitəsilə cərəyanı idarə edir.
LED1 LED quraşdırılmaya bilər, lakin SD1 diodu həddindən artıq cərəyanı boşaltmaq və özünü induksiya fenomeni səbəbindən bobin söndürüldükdə həddindən artıq gərginliyin qarşısını almaq üçün tələb olunur.
NL1 bizimdir evdə hazırlanmış çarx, ayrı bir bölmə ayrılmışdır.
Nəticədə, tarazlıq rejimində şəkil belə olacaq: U1_OUT=2.9V, U2_OUT=3.6V, OP1/4_OUT=0.7V, U3_IN=1.8V, T1_OPEN=25%, NL1_CURR=0.5A.
Aydınlıq üçün mən ötürmə xarakteristikasının, tezlik reaksiyasının və faza reaksiyasının qrafiklərini, PWM və bobinin çıxışında oscilloqramları əlavə edirəm.
5. Komponentlərin seçilməsi
Cihaz ucuz və əlçatan komponentlərdən yığılmışdır. Ən bahalı mis məftil WIK06N oldu; 78 metr üçün WIK06N 1200 rubl ödədi; qalan hər şey birlikdə daha ucuz idi. Təcrübə üçün ümumiyyətlə geniş bir sahə var, nüvəsiz edə bilərsiniz, daha incə tel götürə bilərsiniz. Əsas odur ki, bobinin oxu boyunca induksiyanın növbələrin sayından, onlardan keçən cərəyandan və bobin həndəsəsindən asılı olduğunu unutma.840G-ə qədər xətti xarakteristikaya malik Analog Hall sensorları SS496A maqnit sahəsi sensorları U1 və U2 kimi istifadə olunur, bu bizim vəziyyətimizə uyğundur. Fərqli həssaslığa malik analoqlardan istifadə edərkən, OP1/3-də qazancı tənzimləməli, həmçinin bobininizin uclarında maksimum induksiya səviyyəsini yoxlamalı olacaqsınız (bizim vəziyyətimizdə bir nüvə ilə 500G-ə çatır) ki, sensorlar pik yükdə doymayın.
OP1 LM324N dördlü əməliyyat gücləndiricisidir. Bobin söndürüldükdə, 14-cü çıxışda sıfır əvəzinə 20 mV istehsal edir, lakin bu olduqca məqbuldur. Əsas odur ki, R1, R2, R3, R4 kimi quraşdırmaq üçün 100K rezistorlar dəstəsindən həqiqi dəyərinə ən yaxın olanları seçməyi unutma.
C1, R6 və R7 dəyərləri sınaq və səhv yolu ilə ən çox seçildi ən yaxşı variant müxtəlif kalibrli maqnitləri sabitləşdirmək üçün (N35H maqnitləri D27x8, D15x5 və D12x3 sınaqdan keçirilmişdir). R6/R7 nisbəti olduğu kimi qala bilər və problem yaranarsa C1 dəyəri 2-5 µF-ə qədər artırıla bilər.
Çox kiçik maqnitlərdən istifadə etsəniz, kifayət qədər qazancınız olmaya bilər, bu halda R8 dəyərini 500 ohm-a qədər azaldın.
D1 və D2 adi 1N4001 rektifikator diodlarıdır, hər kəs bunu edəcək.
Ümumi TL494CN çipi nəbz genişliyi modulatoru U3 kimi istifadə olunur. Əməliyyat tezliyi C2, R10 və P3 elementləri ilə təyin olunur (20 kHz sxeminə uyğun olaraq). Optimal diapazon 20-30 kHz-dir, aşağı tezliklərdə bobin fiti görünür. R10 və P3 əvəzinə sadəcə 5.6K rezistor qoya bilərsiniz.
T1 IRFZ44N sahə effektli tranzistordur; eyni seriyadan olan hər hansı digəri edəcək. Digər tranzistorları seçərkən, bir radiator quraşdırmaq lazım ola bilər; kanal müqavimətinin və qapı yükünün minimum dəyərlərini rəhbər tutun.
SD1 bir Schottky diodudur VS-25CTQ045, burada onu böyük bir marj ilə tutdum, adi yüksək sürətli diod edəcək, amma çox isti olacaq.
LED1 sarı LED L-63YT, burada, necə deyərlər, zövqdən və rəngdən asılıdır, onları daha çox təyin edə bilərsiniz ki, hər şey çox rəngli işıqlarla parlasın.
U4, sensorları gücləndirmək üçün 5V gərginlik stabilizatoru L78L05ACZ-dir əməliyyat gücləndiricisi. ilə xarici enerji təchizatı istifadə edərkən əlavə çıxış 5V, onsuz edə bilərsiniz, ancaq kondansatörləri tərk etmək daha yaxşıdır.
6. Nəticə
Hər şey planlaşdırıldığı kimi getdi. Cihaz gecə-gündüz stabil işləyir və cəmi 6 Vt enerji istehlak edir. Nə diod, nə rulon, nə də tranzistor qızmır. Daha bir neçə foto və son videonu əlavə edirəm:
7. İmtina
Mən elektronika mühəndisi və ya yazıçı deyiləm, sadəcə öz təcrübəmi bölüşmək qərarına gəldim. Bəlkə bir şey sizə çox aydın görünəcək, çox mürəkkəb bir şey və ümumiyyətlə qeyd etməyi unutduğunuz bir şey. Həm mətn, həm də diaqramın təkmilləşdirilməsi ilə bağlı konstruktiv təkliflər verməkdən çəkinin ki, insanlar istəsələr, onu asanlıqla təkrarlaya bilsinlər.İnternetdə hər cür şeyləri oxudum və heç bir rəqəmsal cəfəngiyat olmadan öz Levitronumu qurmaq qərarına gəldim. Daha tez deyildi. Yaradıcılığın ağrılarını hamının görsün deyə göndərirəm.
1. Qısa təsvir
Levitron maqnit sahəsindən istifadə edərək cismi cazibə qüvvələri ilə tarazlıqda saxlayan bir cihazdır. Statik maqnit sahələrindən istifadə edərək bir cismi havaya qaldırmağın mümkün olmadığı çoxdan məlumdur. Məktəb fizikasında bu, xatırladığım qədər qeyri-sabit tarazlıq vəziyyəti adlanırdı. Halbuki, bir az istək, bilik, səy, pul və vaxtla elektronikadan əks əlaqə kimi istifadə etməklə obyekti dinamik şəkildə havaya qaldırmaq mümkündür.
Bu baş verdi:
2.Funksional diaqram
Bobinin uclarında yerləşən elektromaqnit sensorlar maqnit induksiyası səviyyəsinə mütənasib bir gərginlik yaradır. Xarici bir maqnit sahəsi olmadıqda, bu gərginliklər bobin cərəyanının böyüklüyündən asılı olmayaraq eyni olacaqdır.
Aşağı sensorun yaxınlığında daimi bir maqnit varsa, idarəetmə bloku maqnit sahəsinə mütənasib bir siqnal yaradacaq, onu istədiyiniz səviyyəyə qədər gücləndirəcək və bobin vasitəsilə cərəyanı idarə etmək üçün PWM-ə ötürəcəkdir. Beləliklə, əks əlaqə yaranır və bobin maqniti cazibə qüvvələri ilə tarazlıqda saxlayacaq bir maqnit sahəsi yaradacaqdır.
Xəta baş verdi, mən bunu başqa cür sınayacağam:
- Maqnit yoxdur - bobinin uclarında induksiya eynidir - sensorlardan gələn siqnal eynidir - idarəetmə bloku minimum siqnal verir - rulon tam gücdə işləyir;
- Bir maqnit yaxınlaşdırdılar - induksiya çox fərqlidir - sensorlardan gələn siqnallar çox fərqlidir - idarəetmə bloku maksimum siqnal verir - rulon tamamilə sönür - heç kim maqniti tutmur və düşməyə başlayır;
- Çağırış düşür - bobindən uzaqlaşır - sensorlardan gələn siqnalların fərqi azalır - idarəetmə bloku çıxış siqnalını azaldır - rulondan keçən cərəyan artır - bobinin induksiyası artır - maqnit cəlb etməyə başlayır;
- Maqnit cəlb olunur - bobinə yaxınlaşır - sensorlardan gələn siqnalların fərqi artır - idarəetmə bloku çıxış siqnalını artırır - bobindən keçən cərəyan azalır - bobinin induksiyası azalır - maqnit düşməyə başlayır;
- Bu bir möcüzədir - maqnit düşmür və cəlb edilmir - daha doğrusu, düşür və saniyədə bir neçə min dəfə cəlb olunur - yəni dinamik tarazlıq yaranır - maqnit sadəcə havada asılır.
3. Dizayn
Dizaynın əsas elementi öz sahəsi ilə daimi maqnit saxlayan elektromaqnit sarğıdır (solenoid).
0,6 mm diametrli 78 metr emaye mis məftil, təxminən 600 döngə olan D36x48 plastik çərçivəyə möhkəm sarılır. Hesablamalara görə, 4.8 Ohm müqaviməti və 12V enerji təchizatı ilə cərəyan 2.5A, güc 30W olacaqdır. Bu, xarici enerji təchizatı seçmək üçün lazımdır. (Əslində, 6.0 Ohm olduğu ortaya çıxdı; onların daha çox tel kəsmələri mümkün deyil, əksinə diametrdə qənaət etdilər.)
Bobin içərisinə diametri 20 mm olan bir qapı menteşəsindən bir polad nüvə daxil edilir. Sensorlar eyni istiqamətə yönəldilməli olan isti əriyən yapışqan istifadə edərək uclarına yapışdırılır.
Sensorları olan rulon alüminium zolaqdan hazırlanmış bir mötərizədə quraşdırılmışdır, bu da öz növbəsində korpusa bərkidilir, içərisində idarəetmə lövhəsi var.
Korpusda LED, açar və elektrik rozetkası var.
Xarici enerji təchizatı (GA-1040U) güc ehtiyatı ilə götürülür və 12V-də 3,2A-a qədər cərəyan təmin edir.
Üzərinə Coca-Cola yapışdırıla bilən N35H maqniti D15x5 havaya qaldırıcı obyekt kimi istifadə olunur. Dərhal deyəcəyəm ki, dolu banka yaxşı deyil, ona görə də uclarını nazik bir qazma ilə deşiklər edirik, qiymətli içkini boşaldırıq (talaşdan qorxmursunuzsa içə bilərsiniz) və maqnit yapışdırırıq. üst üzük.
4. Sxematik diaqram
U1 və U2 sensorlarından gələn siqnallar diferensial dövrəyə qoşulmuş əməliyyat gücləndiricisi OP1/4-ə verilir. Üst sensor U1 inverting girişinə, aşağı U2 inverting olmayan girişə qoşulur, yəni siqnallar çıxarılır və OP1/4 çıxışında yalnız maqnit induksiyası səviyyəsinə mütənasib bir gərginlik əldə edirik. aşağı sensor U2 yaxınlığında daimi maqnit tərəfindən yaradılmışdır.
C1, R6 və R7 elementlərinin birləşməsi bu dövrənin əsas məqamıdır və tam sabitlik effektinə nail olmağa imkan verir; maqnit yerində kök salacaq. Bu necə işləyir? Siqnalın DC komponenti R6R7 bölücüdən keçir və 11 dəfə zəiflədilir. Dəyişən komponent zəifləmədən C1R7 filtrindən keçir. Dəyişən komponent hər halda haradan gəlir? Daimi hissə maqnitin alt sensorun yaxınlığındakı mövqeyindən asılıdır, dəyişən hissə maqnitin tarazlıq nöqtəsi ətrafındakı salınımları səbəbindən yaranır, yəni. zamanla mövqe dəyişikliklərindən, yəni. sürətdən. Biz maqnitin sabit olması ilə maraqlanırıq, yəni. onun sürəti 0-a bərabər idi. Beləliklə, idarəetmə siqnalında biz iki komponentə sahibik - sabit mövqe üçün cavabdehdir, dəyişən isə bu mövqenin sabitliyi üçün.
Sonra, hazırlanmış siqnal OP1/3-də gücləndirilir. Dəyişən rezistor P2 istifadə edərək, maqnit və bobinin xüsusi parametrlərindən asılı olaraq, tarazlığa nail olmaq üçün tənzimləmə mərhələsində tələb olunan qazanc təyin olunur.
OP1/1-də sadə bir komparator yığılır, bu da yaxınlıqda maqnit olmadıqda PWM-ni və müvafiq olaraq bobini söndürür. Çox rahat bir şey, maqniti çıxarsanız, enerji təchizatını rozetkadan çıxarmaq lazım deyil. Cavab səviyyəsi dəyişən rezistor P1 tərəfindən təyin edilir.
Sonra nəzarət siqnalı U3 impuls eni modulatoruna verilir. Çıxış gərginliyi yelləncək 12V-dir, çıxış impuls tezliyi C2, R10 və P3 dəyərləri ilə təyin olunur və iş dövrü DTC girişindəki giriş siqnal səviyyəsindən asılıdır.
PWM, T1 güc tranzistorunun keçidinə nəzarət edir, bu da öz növbəsində bobin vasitəsilə cərəyanı idarə edir.
LED1 LED quraşdırılmaya bilər, lakin SD1 diodu həddindən artıq cərəyanı boşaltmaq və özünü induksiya fenomeni səbəbindən bobin söndürüldükdə həddindən artıq gərginliyin qarşısını almaq üçün tələb olunur.
NL1, ona həsr olunmuş ayrıca bir bölmə olan evdə hazırlanmış rulonumuzdur.
Nəticədə, tarazlıq rejimində şəkil belə olacaq: U1_OUT=2.9V, U2_OUT=3.6V, OP1/4_OUT=0.7V, U3_IN=1.8V, T1_OPEN=25%, NL1_CURR=0.5A.
Aydınlıq üçün mən ötürmə xarakteristikasının, tezlik reaksiyasının və faza reaksiyasının qrafiklərini, PWM və bobinin çıxışında oscilloqramları əlavə edirəm.
5. Komponentlərin seçilməsi
Cihaz ucuz və əlçatan komponentlərdən yığılmışdır. Ən bahalı mis məftil WIK06N oldu; 78 metr üçün WIK06N 1200 rubl ödədi; qalan hər şey birlikdə daha ucuz idi. Təcrübə üçün ümumiyyətlə geniş bir sahə var, nüvəsiz edə bilərsiniz, daha incə tel götürə bilərsiniz. Əsas odur ki, bobinin oxu boyunca induksiyanın növbələrin sayından, onlardan keçən cərəyandan və bobinin həndəsəsindən asılı olduğunu unutma.
840G-ə qədər xətti xarakteristikaya malik Analog Hall sensorları SS496A maqnit sahəsi sensorları U1 və U2 kimi istifadə olunur, bu bizim vəziyyətimizə uyğundur. Fərqli həssaslığa malik analoqlardan istifadə edərkən, OP1/3-də qazancı tənzimləməli, həmçinin bobininizin uclarında maksimum induksiya səviyyəsini yoxlamalı olacaqsınız (bizim vəziyyətimizdə bir nüvə ilə 500G-ə çatır) ki, sensorlar pik yükdə doymayın.
OP1 LM324N dördlü əməliyyat gücləndiricisidir. Bobin söndürüldükdə, 14-cü çıxışda sıfır əvəzinə 20 mV istehsal edir, lakin bu olduqca məqbuldur. Əsas odur ki, R1, R2, R3, R4 kimi quraşdırmaq üçün 100K rezistorlar dəstəsindən həqiqi dəyərinə ən yaxın olanları seçməyi unutma.
C1, R6 və R7 dəyərləri sınaq və səhv yolu ilə müxtəlif kalibrli maqnitləri sabitləşdirmək üçün ən optimal variant kimi seçilmişdir (N35H maqnitləri D27x8, D15x5 və D12x3 sınaqdan keçirilmişdir). R6/R7 nisbəti olduğu kimi qala bilər və problem yaranarsa C1 dəyəri 2-5 µF-ə qədər artırıla bilər.
Çox kiçik maqnitlərdən istifadə etsəniz, kifayət qədər qazancınız olmaya bilər, bu halda R8 dəyərini 500 ohm-a qədər azaldın.
D1 və D2 adi 1N4001 rektifikator diodlarıdır, hər kəs bunu edəcək.
Ümumi TL494CN çipi nəbz genişliyi modulatoru U3 kimi istifadə olunur. Əməliyyat tezliyi C2, R10 və P3 elementləri ilə təyin olunur (20 kHz sxeminə uyğun olaraq). Optimal diapazon 20-30 kHz-dir, aşağı tezliklərdə bobin fiti görünür. R10 və P3 əvəzinə sadəcə 5.6K rezistor qoya bilərsiniz.
T1 IRFZ44N sahə effektli tranzistordur; eyni seriyadan olan hər hansı digəri edəcək. Digər tranzistorları seçərkən, bir radiator quraşdırmaq lazım ola bilər; kanal müqavimətinin və qapı yükünün minimum dəyərlərini rəhbər tutun.
SD1 bir Schottky diodudur VS-25CTQ045, burada onu böyük bir marj ilə tutdum, adi yüksək sürətli diod edəcək, amma çox isti olacaq.
LED1 sarı LED L-63YT, burada, necə deyərlər, zövqdən və rəngdən asılıdır, onları daha çox təyin edə bilərsiniz ki, hər şey çox rəngli işıqlarla parlasın.
U4 sensorları və əməliyyat gücləndiricisini gücləndirmək üçün 5V L78L05ACZ gərginlik tənzimləyicisidir. Əlavə 5V çıxışı olan xarici enerji təchizatı istifadə edərkən, onsuz edə bilərsiniz, lakin kondansatörləri tərk etmək daha yaxşıdır.
6. Nəticə
Hər şey planlaşdırıldığı kimi getdi. Cihaz gecə-gündüz stabil işləyir və cəmi 6 Vt enerji istehlak edir. Nə diod, nə rulon, nə də tranzistor qızmır. Daha bir neçə foto və son videonu əlavə edirəm:
7. İmtina
İnternetdə hər cür şeyləri oxudum və heç bir rəqəmsal cəfəngiyat olmadan öz Levitronumu qurmaq qərarına gəldim. Daha tez deyildi. Yaradıcılığın ağrılarını hamının görsün deyə göndərirəm.1. Qısa təsvir
Levitron maqnit sahəsindən istifadə edərək cismi cazibə qüvvələri ilə tarazlıqda saxlayan bir cihazdır. Statik maqnit sahələrindən istifadə edərək bir cismi havaya qaldırmağın mümkün olmadığı çoxdan məlumdur. Məktəb fizikasında bu, xatırladığım qədər qeyri-sabit tarazlıq vəziyyəti adlanırdı. Halbuki, bir az istək, bilik, səy, pul və vaxtla elektronikadan əks əlaqə kimi istifadə etməklə obyekti dinamik şəkildə havaya qaldırmaq mümkündür.Bu baş verdi:
2.Funksional diaqram
Bobinin uclarında yerləşən elektromaqnit sensorlar maqnit induksiyası səviyyəsinə mütənasib bir gərginlik yaradır. Xarici bir maqnit sahəsi olmadıqda, bu gərginliklər bobin cərəyanının böyüklüyündən asılı olmayaraq eyni olacaqdır.
Aşağı sensorun yaxınlığında daimi bir maqnit varsa, idarəetmə bloku maqnit sahəsinə mütənasib bir siqnal yaradacaq, onu istədiyiniz səviyyəyə qədər gücləndirəcək və bobin vasitəsilə cərəyanı idarə etmək üçün PWM-ə ötürəcəkdir. Beləliklə, əks əlaqə yaranır və bobin maqniti cazibə qüvvələri ilə tarazlıqda saxlayacaq bir maqnit sahəsi yaradacaqdır.
Xəta baş verdi, mən bunu başqa cür sınayacağam:
- Maqnit yoxdur - bobinin uclarında induksiya eynidir - sensorlardan gələn siqnal eynidir - idarəetmə bloku minimum siqnal verir - rulon tam gücdə işləyir;
- Bir maqnit yaxınlaşdırdılar - induksiya çox fərqlidir - sensorlardan gələn siqnallar çox fərqlidir - idarəetmə bloku maksimum siqnal verir - rulon tamamilə sönür - heç kim maqniti tutmur və düşməyə başlayır;
- Çağırış düşür - bobindən uzaqlaşır - sensorlardan gələn siqnalların fərqi azalır - idarəetmə bloku çıxış siqnalını azaldır - rulondan keçən cərəyan artır - bobinin induksiyası artır - maqnit cəlb etməyə başlayır;
- Maqnit cəlb olunur - bobinə yaxınlaşır - sensorlardan gələn siqnalların fərqi artır - idarəetmə bloku çıxış siqnalını artırır - bobindən keçən cərəyan azalır - bobinin induksiyası azalır - maqnit düşməyə başlayır;
- Bu bir möcüzədir - maqnit düşmür və cəlb edilmir - daha doğrusu, düşür və saniyədə bir neçə min dəfə cəlb olunur - yəni dinamik tarazlıq yaranır - maqnit sadəcə havada asılır.
3. Dizayn
Dizaynın əsas elementi öz sahəsi ilə daimi maqnit saxlayan elektromaqnit sarğıdır (solenoid).0,6 mm diametrli 78 metr emaye mis məftil, təxminən 600 döngə olan D36x48 plastik çərçivəyə möhkəm sarılır. Hesablamalara görə, 4.8 Ohm müqaviməti və 12V enerji təchizatı ilə cərəyan 2.5A, güc 30W olacaqdır. Bu, xarici enerji təchizatı seçmək üçün lazımdır. (Əslində, 6.0 Ohm olduğu ortaya çıxdı; onların daha çox tel kəsmələri mümkün deyil, əksinə diametrdə qənaət etdilər.)
Bobin içərisinə diametri 20 mm olan bir qapı menteşəsindən bir polad nüvə daxil edilir. Sensorlar eyni istiqamətə yönəldilməli olan isti əriyən yapışqan istifadə edərək uclarına yapışdırılır.
Sensorları olan rulon alüminium zolaqdan hazırlanmış bir mötərizədə quraşdırılmışdır, bu da öz növbəsində korpusa bərkidilir, içərisində idarəetmə lövhəsi var.
Korpusda LED, açar və elektrik rozetkası var.
Xarici enerji təchizatı (GA-1040U) güc ehtiyatı ilə götürülür və 12V-də 3,2A-a qədər cərəyan təmin edir.
Üzərinə Coca-Cola yapışdırıla bilən N35H maqniti D15x5 havaya qaldırıcı obyekt kimi istifadə olunur. Dərhal deyəcəyəm ki, dolu banka yaxşı deyil, ona görə də uclarını nazik bir qazma ilə deşiklər edirik, qiymətli içkini boşaldırıq (talaşdan qorxmursunuzsa içə bilərsiniz) və maqnit yapışdırırıq. üst üzük.
4. Sxematik diaqram
U1 və U2 sensorlarından gələn siqnallar diferensial dövrəyə qoşulmuş əməliyyat gücləndiricisi OP1/4-ə verilir. Üst sensor U1 inverting girişinə, aşağı U2 inverting olmayan girişə qoşulur, yəni siqnallar çıxarılır və OP1/4 çıxışında yalnız maqnit induksiyası səviyyəsinə mütənasib bir gərginlik əldə edirik. aşağı sensor U2 yaxınlığında daimi maqnit tərəfindən yaradılmışdır.
C1, R6 və R7 elementlərinin birləşməsi bu dövrənin əsas məqamıdır və tam sabitlik effektinə nail olmağa imkan verir; maqnit yerində kök salacaq. Bu necə işləyir? Siqnalın DC komponenti R6R7 bölücüdən keçir və 11 dəfə zəiflədilir. Dəyişən komponent zəifləmədən C1R7 filtrindən keçir. Dəyişən komponent hər halda haradan gəlir? Daimi hissə maqnitin alt sensorun yaxınlığındakı mövqeyindən asılıdır, dəyişən hissə maqnitin tarazlıq nöqtəsi ətrafındakı salınımları səbəbindən yaranır, yəni. zamanla mövqe dəyişikliklərindən, yəni. sürətdən. Biz maqnitin sabit olması ilə maraqlanırıq, yəni. onun sürəti 0-a bərabər idi. Beləliklə, idarəetmə siqnalında biz iki komponentə sahibik - sabit mövqe üçün cavabdehdir, dəyişən isə bu mövqenin sabitliyi üçün.
Sonra, hazırlanmış siqnal OP1/3-də gücləndirilir. Dəyişən rezistor P2 istifadə edərək, maqnit və bobinin xüsusi parametrlərindən asılı olaraq, tarazlığa nail olmaq üçün tənzimləmə mərhələsində tələb olunan qazanc təyin olunur.
OP1/1-də sadə bir komparator yığılır, bu da yaxınlıqda maqnit olmadıqda PWM-ni və müvafiq olaraq bobini söndürür. Çox rahat bir şey, maqniti çıxarsanız, enerji təchizatını rozetkadan çıxarmaq lazım deyil. Cavab səviyyəsi dəyişən rezistor P1 tərəfindən təyin edilir.
Sonra nəzarət siqnalı U3 impuls eni modulatoruna verilir. Çıxış gərginliyi yelləncək 12V-dir, çıxış impuls tezliyi C2, R10 və P3 dəyərləri ilə təyin olunur və iş dövrü DTC girişindəki giriş siqnal səviyyəsindən asılıdır.
PWM, T1 güc tranzistorunun keçidinə nəzarət edir, bu da öz növbəsində bobin vasitəsilə cərəyanı idarə edir.
LED1 LED quraşdırılmaya bilər, lakin SD1 diodu həddindən artıq cərəyanı boşaltmaq və özünü induksiya fenomeni səbəbindən bobin söndürüldükdə həddindən artıq gərginliyin qarşısını almaq üçün tələb olunur.
NL1, ona həsr olunmuş ayrıca bir bölmə olan evdə hazırlanmış rulonumuzdur.
Nəticədə, tarazlıq rejimində şəkil belə olacaq: U1_OUT=2.9V, U2_OUT=3.6V, OP1/4_OUT=0.7V, U3_IN=1.8V, T1_OPEN=25%, NL1_CURR=0.5A.
Aydınlıq üçün mən ötürmə xarakteristikasının, tezlik reaksiyasının və faza reaksiyasının qrafiklərini, PWM və bobinin çıxışında oscilloqramları əlavə edirəm.
5. Komponentlərin seçilməsi
Cihaz ucuz və əlçatan komponentlərdən yığılmışdır. Ən bahalı mis məftil WIK06N oldu; 78 metr üçün WIK06N 1200 rubl ödədi; qalan hər şey birlikdə daha ucuz idi. Təcrübə üçün ümumiyyətlə geniş bir sahə var, nüvəsiz edə bilərsiniz, daha incə tel götürə bilərsiniz. Əsas odur ki, bobinin oxu boyunca induksiyanın növbələrin sayından, onlardan keçən cərəyandan və bobin həndəsəsindən asılı olduğunu unutma.840G-ə qədər xətti xarakteristikaya malik Analog Hall sensorları SS496A maqnit sahəsi sensorları U1 və U2 kimi istifadə olunur, bu bizim vəziyyətimizə uyğundur. Fərqli həssaslığa malik analoqlardan istifadə edərkən, OP1/3-də qazancı tənzimləməli, həmçinin bobininizin uclarında maksimum induksiya səviyyəsini yoxlamalı olacaqsınız (bizim vəziyyətimizdə bir nüvə ilə 500G-ə çatır) ki, sensorlar pik yükdə doymayın.
OP1 LM324N dördlü əməliyyat gücləndiricisidir. Bobin söndürüldükdə, 14-cü çıxışda sıfır əvəzinə 20 mV istehsal edir, lakin bu olduqca məqbuldur. Əsas odur ki, R1, R2, R3, R4 kimi quraşdırmaq üçün 100K rezistorlar dəstəsindən həqiqi dəyərinə ən yaxın olanları seçməyi unutma.
C1, R6 və R7 dəyərləri sınaq və səhv yolu ilə müxtəlif kalibrli maqnitləri sabitləşdirmək üçün ən optimal variant kimi seçilmişdir (N35H maqnitləri D27x8, D15x5 və D12x3 sınaqdan keçirilmişdir). R6/R7 nisbəti olduğu kimi qala bilər və problem yaranarsa C1 dəyəri 2-5 µF-ə qədər artırıla bilər.
Çox kiçik maqnitlərdən istifadə etsəniz, kifayət qədər qazancınız olmaya bilər, bu halda R8 dəyərini 500 ohm-a qədər azaldın.
D1 və D2 adi 1N4001 rektifikator diodlarıdır, hər kəs bunu edəcək.
Ümumi TL494CN çipi nəbz genişliyi modulatoru U3 kimi istifadə olunur. Əməliyyat tezliyi C2, R10 və P3 elementləri ilə təyin olunur (20 kHz sxeminə uyğun olaraq). Optimal diapazon 20-30 kHz-dir, aşağı tezliklərdə bobin fiti görünür. R10 və P3 əvəzinə sadəcə 5.6K rezistor qoya bilərsiniz.
T1 IRFZ44N sahə effektli tranzistordur; eyni seriyadan olan hər hansı digəri edəcək. Digər tranzistorları seçərkən, bir radiator quraşdırmaq lazım ola bilər; kanal müqavimətinin və qapı yükünün minimum dəyərlərini rəhbər tutun.
SD1 bir Schottky diodudur VS-25CTQ045, burada onu böyük bir marj ilə tutdum, adi yüksək sürətli diod edəcək, amma çox isti olacaq.
LED1 sarı LED L-63YT, burada, necə deyərlər, zövqdən və rəngdən asılıdır, onları daha çox təyin edə bilərsiniz ki, hər şey çox rəngli işıqlarla parlasın.
U4 sensorları və əməliyyat gücləndiricisini gücləndirmək üçün 5V L78L05ACZ gərginlik tənzimləyicisidir. Əlavə 5V çıxışı olan xarici enerji təchizatı istifadə edərkən, onsuz edə bilərsiniz, lakin kondansatörləri tərk etmək daha yaxşıdır.
6. Nəticə
Hər şey planlaşdırıldığı kimi getdi. Cihaz gecə-gündüz stabil işləyir və cəmi 6 Vt enerji istehlak edir. Nə diod, nə rulon, nə də tranzistor qızmır. Daha bir neçə foto və son videonu əlavə edirəm:
