Levitron آنالوگ در PWM. ما با استفاده از Arduino Levitron روی آهنرباهای دائمی با دست خودمان یک افکت شناور ایجاد می کنیم

اصل کار: در این مدار نیروی جاذبه بین یک آهنربای الکتریکی و یک آهنربای دائمی ایجاد می شود. موقعیت تعادل ناپایدار است و بنابراین از سیستم استفاده می شود کنترل خودکارو مدیریت. سنسور کنترل یک سنسور موقعیت مغناطیسی کنترل شده بر اساس اثر هال MD1 است. در مرکز انتهای سیم پیچ قرار دارد و محکم می شود. کلاف با سیم لاکی 0.35-04 میلی متر پیچیده می شود و حدود 550 دور دارد. LED HL1 با درخشش خود نشان می دهد که مدار کار می کند. دیود D1 سرعت سیم پیچ را تضمین می کند.

این طرح به شرح زیر عمل می کند. هنگامی که روشن می شود، جریان از سیم پیچ عبور می کند که یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و آهنربا را جذب می کند. برای جلوگیری از چرخش آهنربا، با چسباندن چیزی از زیر به آن تثبیت می شود. آهنربا بلند می شود و به سمت آهنربای الکتریکی جذب می شود، اما وقتی آهنربا به محدوده سنسور موقعیت (MD1) می رسد، آن را با میدان مغناطیسی خود خاموش می کند. سنسور به نوبه خود سیگنالی را به ترانزیستور می فرستد که آهنربای الکتریکی را خاموش می کند. آهنربا می افتد. پس از خروج از ناحیه حساسیت سنسور، آهنربای الکتریکی دوباره روشن می شود و آهنربا دوباره به سمت آهنربای الکتریکی جذب می شود. بنابراین، سیستم به طور مداوم در اطراف یک نقطه خاص در نوسان است.

طرح:

برای مونتاژ نیاز داریم:

1) مقاومت های 270 اهم و 1 کیلو اهم (0.125 وات)

2) ترانزیستور IRF 740

3) LED

4) دیود 1N4007

5) سنسور هال AH443

6) هیئت توسعه

7) سیم لاکی 0.35-0.4 میلی متر

+ کیس، آهن لحیم کاری و غیره

طرح:

سیم پیچ را جمع می کنیم. قاب را می توان با استفاده از یک ورقه نازک فایبرگلاس و یک خودکار نمدی قدیمی ساخت.

برش: (اندازه سیم پیچ تقریبی: ارتفاع - 22 میلی متر، قطر - 27 میلی متر)

به هم چسب بزنید:

تقریباً 550 دور می پیچیم: (سیم لاکی 0.35-0.4 میلی متر، به صورت عمده، اما سعی می کنیم کم و بیش یکنواخت باد کنیم)

لحیم کاری برد کنترل: (من از یک مینی جک معمولی 3.5 میلی متری به عنوان کانکتور برق استفاده کردم)

تسوکولفکا:

برای سهولت در مونتاژ، می توانید از کانکتورهای پین استفاده کنید:

ما تمام سوراخ های لازم را در بدن برش می دهیم:

بیایید همه چیز را در جای خود قرار دهیم:

اکنون باید یک پایه برای سیم پیچ بسازید:

آن را به بدنه پیچ می کنیم و سیم پیچ را وصل می کنیم:

بدین ترتیب باید سنسور هال را خم کنید و سیم ها را به آن لحیم کنید:

بیایید همه چیز را به پشته وصل کنیم:

بعد از اینکه آهنربا را بیرون آوردیم، باید مشخص کنیم که آن را از کدام طرف به سمت آهنربای الکتریکی هدایت کنیم. برای انجام این کار، سنسور هال را در انتهای سیم پیچ قرار داده و به طور موقت تعمیر می کنیم. ما لویترون را روشن می کنیم (ال ای دی باید روشن شود) و آهنربا را می آوریم. اگر به سیم پیچ جذب شود، آهنربا به درستی جهت گیری می کند، اما اگر میدان مغناطیسی سیم پیچ آن را به بیرون هل دهد، آهنربا باید برگردانده شود. چیزی سبک وزن باید به پایین آهنربا وصل شود. در مورد من این یک LED است.

با حرکت سنسور هال به شناور پایدار در حداکثر فاصله از سیم پیچ دست می یابیم. بیایید درستش کنیم:

همانطور که می‌دانید لویترون بالای جعبه‌ای است که در هوا در حال چرخش است که منبعی در آن کار می‌کند. میدان مغناطیسی. شما می توانید یک لویترون از یک سنسور سالن محبوب بسازید.

لویترون چیست؟

توجه! یک راه کاملا ساده برای کاهش مصرف سوخت پیدا شده است! باور نمی کنی؟ یک مکانیک خودرو با 15 سال تجربه نیز تا زمانی که آن را امتحان نکرد، آن را باور نکرد. و اکنون او سالانه 35000 روبل در بنزین پس انداز می کند!

لویترون یک اسباب بازی است. اگر گزینه های ساخت را بدانید، خرید آن فایده ای ندارد دستگاه خانگی. در طراحی چنین لویترون، اگر وجود داشته باشد، هیچ چیز پیچیده ای وجود نخواهد داشت سنسور معمولیبه عنوان مثال، سالن برای یک توزیع کننده خودرو خریداری شده و برای استفاده در آینده باقی مانده است.

باید بدانید که اثر شناور همیشه در یک منطقه نسبتاً باریک مشاهده می شود. چنین واقعیت هایی تا حدودی آزادی عمل صنعتگران را محدود می کند، با این حال، با صبر و زمان، همیشه می توانید Levitron را کارآمد و موثر راه اندازی کنید. عملا نمی افتد و نمی پرد.

لویترون از سنسور سالن

لویترون برای سنسور سالن و ایده ساخت آن مانند همه چیز مبتکرانه ساده است. به لطف نیروی میدان مغناطیسی، یک قطعه از هر ماده ای با خواص الکترومغناطیسی به هوا بالا می رود.

برای ایجاد اثر "هوایی"، شناور در هوا، اتصال با فرکانس بالا. به عبارت دیگر، میدان مغناطیسی به نظر می رسد که مواد را بلند کرده و پرتاب می کند.

طراحی دستگاه بسیار ساده است و حتی یک دانش آموز که درس فیزیک را بیهوده نگذرانده است، می تواند همه چیز را به تنهایی بسازد.

1. شما به یک LED نیاز دارید (رنگ آن بسته به ترجیحات فردی انتخاب می شود).
2. ترانزیستورهای RFZ 44N (اگرچه هر دستگاه میدانی نزدیک به این پارامترها انجام خواهد داد).
3. دیود 1N 4007.
4. مقاومت های 1 کیلو اهم و 330 اهم.
5. در واقع، خود سنسور سالن (A3144 یا دیگری).
6. سیم سیم پیچ مسی به اندازه 0.3-0.4 میلی متر (حدود 20 متر کافی خواهد بود).
7. آهنربای نئودیمیوم به شکل قرص 5x1 میلی متر.
8. شارژر 5 ولتی طراحی شده برای گوشی های موبایل.

اکنون به تفصیل در مورد نحوه انجام مونتاژ:

• یک قاب برای آهنربای الکتریکی دقیقاً با همان پارامترهای موجود در عکس ساخته شده است. 6 میلی متر قطر، حدود 23 میلی متر طول سیم پیچ، 25 میلی متر قطر گونه ها با حاشیه است. این قاب از مقوا و یک برگه دفتر معمولی با استفاده از چسب فوق العاده ساخته شده است.

• پایان سیم مسیروی قرقره ثابت می شود و سپس سیم پیچی انجام می شود (تقریباً 550 چرخش). فرقی نمی کند که آن را به کدام سمت بپیچید. سر دیگر سیم نیز ثابت است، سیم پیچ فعلاً کنار گذاشته شده است.
• ما همه چیز را طبق نمودار لحیم می کنیم.

• سنسور هال روی سیم ها لحیم شده و سپس روی سیم پیچ قرار می گیرد. شما باید آن را داخل سیم پیچ قرار دهید و آن را با وسایل بداهه محکم کنید.

توجه ناحیه حساس سنسور (از مستندات سنسور سالن مشخص می شود) باید موازی با زمین به نظر برسد. بنابراین، قبل از قرار دادن سنسور در سیم پیچ، توصیه می شود این مکان را کمی خم کنید.

• سیم پیچ به حالت تعلیق درآمده و برق از طریق یک تخته لحیم شده قبلی به آن تامین می شود. سیم پیچ با استفاده از سه پایه ثابت می شود.

اکنون می توانید نحوه عملکرد Levitron را بررسی کنید. هر ماده برق دار را می توان از پایین به سیم پیچ آورد. بسته به قطبیت، یا به سیم پیچ جذب می شود یا دفع می شود. اما ما به مواد نیاز داریم تا در هوا آویزان شود، تا شناور شود. در صورتی که شکل مواد نسبت به سیم پیچ خیلی کوچک نباشد، این حالت خواهد بود.

توجه داشته باشید. اگر آهنربا به شکل قرص کوچک باشد، به طور موثری معلق نخواهد شد. ممکن است سقوط کند. برای از بین بردن نقص در کار، باید مرکز ثقل مواد را به پایین منتقل کنید - یک تکه کاغذ معمولی به عنوان بار عمل می کند.

در مورد LED، شما نیازی به نصب آن ندارید. از طرف دیگر، اگر می خواهید جلوه بیشتری داشته باشید، می توانید یک نمایش با نور پس زمینه سازماندهی کنید.

Levitron خانگی در نسخه کلاسیک بدون سنسور

همانطور که می بینید، به لطف وجود سنسور سالن، امکان تولید یک اسباب بازی کاملاً چشمگیر فراهم شد. با این حال، این به هیچ وجه به این معنی نیست که بدون سنسور نمی توان آن را انجام داد. برعکس، یک Levitron خانگی در نسخه کلاسیک فقط یک آهنربای بزرگ از بلندگو (قطر 13-15 سانتی متر) و یک آهنربای حلقه کوچک برای قسمت بالایی (قطر 2-3 سانتی متر) بدون استفاده از سنسور است.

محور بالا معمولا از ساخته شده است قلم قدیمییا مداد نکته اصلی این است که میله به گونه ای انتخاب شده است که محکم در مرکز آهنربای حلقه قرار گیرد. سپس قسمت اضافی دسته بریده می شود (به طول حدود 10 سانتی متر به همراه آهنربای متصل به قسمت بالا که همان چیزی است که شما نیاز دارید).

طرح تولید کلاسیک برای لویترون همچنین مستلزم وجود ده ها واشر مختلف برش خورده از کاغذ ضخیم. آنها برای چه چیزی مورد نیاز هستند؟ اگر در موردی که در بالا توضیح داده شد، از کاغذ نیز استفاده می شد، و همانطور که به یاد می آوریم - برای جابجایی مرکز ثقل به پایین یا، ساده تر، برای تنظیم. اینجا هم همینطوره واشرها برای تنظیم ایده آل قسمت بالایی مورد نیاز خواهند بود (در صورت لزوم، آنها بعد از آهنربای حلقه روی میله قرار می گیرند).

توجه برای اینکه یک تاپ خانگی کاملاً معلق شود، علاوه بر تنظیم آن با واشر، باید با قطبیت اشتباه نکنید. به عبارت دیگر آهنربای حلقه ای را به صورت کواکسیال با آهنربای بزرگ نصب کنید.

اما این همه ماجرا نیست. هم در حالت اول (با استفاده از سنسور هال) و هم در حالت دوم، رسیدن به یکنواختی ایده آل منبع جذب ضروری است. به عبارت دیگر، قرار دادن یک آهنربای بزرگ روی یک ایده آل سطح صاف. برای رسیدن به این هدف، استفاده کنید زیر لیوانی های چوبیبا ضخامت های مختلف اگر آهنربا در سطح قرار نگیرد، پایه ها در یک طرف یا چند طرف قرار می گیرند، بنابراین یکنواختی تنظیم می شود.

پلتفرم لویترون

مدار پلت فرم لویترون، به طور معمول، با حضور نه یک، بلکه چندین آهنربا منبع متفاوت است. در این حالت، مواد شناور در هوا یا بالا تمایل دارند روی یکی از آهنرباها بیفتند و با آن حرکت کنند محور عمودی. برای جلوگیری از این امر، باید بتوانید منطقه مرکزی جاذبه را تنظیم کنید و آن را کاملاً دقیق انجام دهید.

و در اینجا همان سیم پیچ ها با یک سنسور سالن در داخل به کمک می آیند. بگذارید دو سیم پیچ وجود داشته باشد، و آنها باید دقیقاً در وسط سکو، بین آهنرباها قرار گیرند. در نمودار به این صورت خواهد بود (1 و 2 آهنربا هستند).

از نمودار مشخص می شود که هدف از کنترل سیم پیچ ها ایجاد یک نیروی افقی، مرکز جذب است. این نیرو به طور رسمی Fss نامیده می شود و هنگامی که جابجایی رخ می دهد به سمت محور تعادل هدایت می شود که در نمودار به صورت X نشان داده شده است.

اگر سیم پیچ ها را به گونه ای وصل کنید که پالس منطقه ای با قطبیت معکوس ایجاد کند، می توانید مشکل را با افست حل کنید. هر فیزیکدانی این را تایید خواهد کرد.

هر دستگاه پخش دی وی دی قدیمی را می توان به عنوان محفظه پلت فرم طراحی Levitron استفاده کرد. تمام "داخل" از آن برداشته می شود، آهنرباها و سیم پیچ ها نصب می شوند و برای اهداف زیبایی، قسمت بالایی با یک درب عملی ساخته شده از نازک بسته می شود. مواد شفاف(انتقال میدان مغناطیسی).

سنسورهای هال باید از سوراخ های سکو بیرون بزنند و باید روی پایه های صاف کانکتورها لحیم شوند.

در مورد آهنرباها، اینها می توانند باشند عناصر گردضخامت 4 میلی متر. مطلوب است که یکی از آهنرباها از نظر قطر بزرگتر از دومی باشد. به عنوان مثال، 25 و 30 میلی متر.

همچنین نسخه های پیچیده تری از Levitrons وجود دارد که بر اساس طرح چرخاندن یک تاپ واقع در یک کره کوچک ساخته شده است. این لویترون ها همچنین می توانند با استفاده از سنسورهای هال ساخته شوند - اجزای موثری که انقلابی کامل در صنعت خودروسازی و سایر زمینه های فعالیت انسانی ایجاد کرده اند.

در اینجا ما می گوییم و نشان می دهیم که چگونه با دستان خود یک Levitron جالب بسازید!

من مجبور شدم این کاردستی رو تو دانشگاه جمع کنم :)

من آن را با یک همکلاسی که وظیفه اش ساختن یک پرونده دیوانه بود و برای من - پر کردن الکترونیکی ساختم.

چقدر همه چیز عالی شد - خودتان قضاوت کنید ، نظرات خود را بنویسید ، خواندن و بحث کردن جالب خواهد بود.

دقیقاً به خاطر ندارم که چگونه به ایده ساخت یک Levitron رسیدیم، موضوع کاردستی آزاد بود. طراحی ساده به نظر می رسد، اما چشم را به خود جلب می کند.

به طور کلی، لویترون خود دستگاهی است که هر جسمی را در محیطی که با هیچ سطحی به جز از طریق هوا در تماس نیست، پشتیبانی می کند. در خلاء نیز کار خواهد کرد.

در در این موردالکترونیک یک آهنربا را شناور می کند و آهنربا را می توان به عنوان مثال به یک قوطی نوشیدنی ارزان قیمت خوش طعم چسباند :)

اگر با دقت در اینترنت جستجو کنید، می توانید خیلی چیزها را ببینید گزینه های مختلفلویترون الکترومغناطیسی، به عنوان مثال:

آنها را می توان به معلق و دافعه تقسیم کرد. اگر در حالت اول لازم باشد به سادگی نیروی گرانش را جبران کنیم، در مورد دوم نیز یک جابجایی در صفحه افقی وجود دارد، زیرا طبق قضیه ارنشاو، "هر پیکربندی تعادلی هزینه های امتیازیناپایدار اگر چیزی جز نیروهای جاذبه و دافعه کولن روی آنها عمل نکند." - نقل قول از ویکی.

از این نتیجه می شود که در صورت لزوم ساخت و پیکربندی یک لویترون معلق آسان تر است. من نمی خواستم خیلی مزاحم شوم ، بنابراین برای دانشگاه یک Levitron حلق آویز درست کردند که در اینجا مورد بحث قرار گرفته است و من قبلاً برای معشوقم برای خودم یک دافعه درست کردم :) در مقاله دیگری در مورد آن نوشته خواهد شد. کمی بعد این متن را حذف می کنم و لینک آن را اینجا قرار می دهم. عالی عمل می کند، اما معایب خود را نیز دارد.

به نوبه خود، تمام لویترون های آویز را نیز می توان با توجه به روش نگه داشتن یک جسم در فاصله یکسان به دیجیتال و آنالوگ تقسیم کرد. و با توجه به نوع سنسورها می توان آنها را به اپتیکال، الکترومغناطیسی، صوتی و احتمالاً همه چیز تقسیم کرد.

یعنی ما یک سیگنال آنالوگ در مورد فاصله آهنربا تا لویترون دریافت می کنیم و نیروی تأثیرگذاری روی آهنربا را به صورت دیجیتال تنظیم می کنیم. با این حال، فناوری پیشرفته.

خود این ایده از وب سایت geektimes وام گرفته شده است PCBقبلاً شخصاً برای مجموعه قطعات ما ساخته شده بود. همچنین در پروژه اصلی، از سنسورهای سه ترمینال SS49 استفاده شد، اما ضرب‌الاجل‌ها بسیار محدود بود، به بیانی خفیف، گران قیمت بودند (4 دلار در هر قطعه در مقابل 6 دلار برای 10 قطعه در چین - برای مثال پیوند). از سنسورهای هال چهار ترمینال استفاده شده است. مجبور شدم مدار را عوض کنم و اضافات ساختاری به دستگاه ایجاد کنم. همچنین، برای نمایش بیشتر، بلوکی از LED ها اضافه شده است که به آرامی هنگام بالا آمدن آهنربا روشن می شوند، یعنی زمانی که Levitron شروع به کار می کند و به آرامی خاموش می شود وقتی آهنربا برداشته می شود. همه اینها در نمودار منعکس خواهد شد.

در واقع، مدار Levitron با سنسورهای چهار ترمینال:

و یک مدار Levitron با سنسورهای سه ترمینال و نور پس زمینه ساده تر:

اصل کار بسیار ساده است. سیم پیچ، که یک آهنربای الکتریکی است، هنگام اعمال قدرت، آهنربا را جذب می کند - جسم جذب می شود. یک حسگر متصل بین آهنربا و سیم پیچ افزایش را تشخیص می دهد شار مغناطیسی، یعنی آهنربا نزدیک می شود. الکترونیک بر این موضوع نظارت می کند و سیم پیچ را از منبع ولتاژ جدا می کند. آهنربا تحت تأثیر گرانش شروع به سقوط می کند. سنسور کاهش شار مغناطیسی را تشخیص می دهد، که بلافاصله توسط الکترونیک تشخیص داده می شود و ولتاژ به آهنربای الکتریکی اعمال می شود، آهنربا جذب می شود - و این اغلب اتفاق می افتد - حدود 100 هزار بار در ثانیه. یک تعادل پویا بوجود می آید. چشم انسان فرصتی برای توجه به این موضوع ندارد. فرکانس ژنراتور توسط یک مقاومت و خازن روی پایه های 5 و 6 ریز مدار TL494 تنظیم می شود.

برای جبران میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط خود سیم پیچ، یک حسگر دوم در طرف دیگر آهنربای الکتریکی مورد نیاز است. یعنی اگر این سنسور دوم وجود نداشت، زمانی که آهنربای الکتریکی روشن می شد، سیستم قادر به تشخیص شدت میدان مغناطیسی آهنربای نئودیمیم از میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط خود آهنربا نبود.

بنابراین، ما یک سیستم از دو سنسور داریم که سیگنال از آن به یک تقویت کننده عملیاتی در یک اتصال دیفرانسیل تغذیه می شود. این بدان معنی است که فقط اختلاف ولتاژ دریافتی از سنسورها در خروجی تقویت کننده عملیاتی ظاهر می شود.

به عنوان مثال. در یکی از سنسورها ولتاژ خروجی 2.5 ولت و در دیگری - 2.6 ولت است. خروجی 0.1 ولت خواهد بود. این سیگنال دیفرانسیل مطابق مدار در پایه 14 تراشه LM324 قرار دارد.

در مرحله بعد، این سیگنال به دو تقویت کننده عملیاتی بعدی - OP1.1، OP 1.3، که سیگنال های خروجی آنها از طریق یک شیر دیود به پایه 4 تراشه TL494 می رود، تغذیه می شود. شیر دیود در دیودهای D1، D2 تنها یکی از ولتاژها را عبور می دهد - ولتاژی که بالاتر از مقدار اسمی خواهد بود. پایه شماره 4 کنترلر PWM به صورت زیر درایو می شود - هر چه ولتاژ در این پایه بیشتر باشد، چرخه وظیفه پالس ها کمتر می شود. مقاومت R9 به گونه ای طراحی شده است که در شرایطی که ولتاژ در ورودی های شیر دیود کمتر از 0.6 ولت است - پایه شماره 4 به وضوح به زمین کشیده می شود - در حالی که PWM حداکثر چرخه وظیفه را تولید می کند.

بیایید به تقویت کننده های عملیاتی OP1.1، OP 1.3 برگردیم. اولین مورد برای خاموش کردن کنترلر PWM در حالی که آهنربا به اندازه کافی روشن است مسافت طولانیاز سنسور به طوری که سیم پیچ در حداکثر حالت بیکار کار نکند.

با استفاده از OP 1.3، بهره سیگنال دیفرانسیل را تنظیم می کنیم - اساساً عمق بازخورد (بازخورد) را تنظیم می کند. هر چه قوی تر بازخورد- آن ها سیستم قوی تربه نزدیک شدن یک آهنربا واکنش نشان خواهد داد. اگر عمق سیستم عامل کافی نباشد، آهنربا را می توان نزدیک کرد و دستگاه شروع به کاهش توان پمپ شده به آهنربای الکتریکی نمی کند. و اگر عمق سیستم عامل خیلی زیاد باشد، قبل از اینکه نیروی جاذبه آهنربا بتواند آن را در این فاصله نگه دارد، چرخه وظیفه شروع به سقوط می کند.

نصب مقاومت متغیر P3 ضروری نیست - برای تنظیم فرکانس ژنراتور استفاده می شود.

OP1.2 یک ژنراتور ولتاژ 2.5 ولتی است که برای سنسورهای چهار پین مورد نیاز است. برای سنسورهای سه پین ​​SS49 مورد نیاز نیست.

فراموش کردم عناصر C1، R6 و R7 را ذکر کنم. ترفند آنها این است که سیگنال ثابت در اینجا 10 بار به دلیل مقاومت ها قطع می شود و سیگنال متغیر بی سر و صدا به دلیل خازن بیشتر می گذرد و در نتیجه به تأکید مدار بر تغییرات ناگهانی فاصله آهنربا تا سنسور می رسد.

دیود SD1 برای سرکوب انتشار معکوس در هنگام خاموش شدن ولتاژ آهنربای الکتریکی طراحی شده است.

گره در T2 به شما امکان می دهد وقتی پالس ها روی آهنربای الکتریکی ظاهر می شوند، خط LED را به آرامی روشن و خاموش کنید.

بیایید به سمت طراحی برویم.

یکی از نکات کلیدیدر لویترون یک آهنربای الکتریکی است. ما یک قاب بر اساس نوعی پیچ ساخت و ساز ساختیم که روی آن دو طرف تخته سه لا بریده شد.

شار مغناطیسی در اینجا به چند عامل کلیدی بستگی دارد:

• وجود یک هسته؛
• هندسه سیم پیچ;
• جریان سیم پیچ

به بیان ساده، هرچه سیم پیچ بزرگتر و جریان بیشتری در آن جریان داشته باشد، مواد مغناطیسی را قوی تر جذب می کند.

سیم PEL 0.8 میلی متر به عنوان سیم پیچ استفاده شد. آنها آن را با چشم پیچیدند تا اینکه اندازه سیم پیچ چشمگیر به نظر می رسید. نتیجه به شرح زیر است:

شاید پیدا کردن سیم لازم در منطقه ما امکان پذیر نباشد، اما یافتن آن در فروشگاه های آنلاین بسیار آسان است - سیم 0.4 میلی متر برای سیم پیچ سیم پیچ.

در حالی که سیم پیچ در حال پیچیدن بود، تخته آماده و حکاکی شد. این با استفاده از فناوری LUT ساخته شده است، نقاشی تخته در برنامه Sprint LayOut ساخته شده است. برد Levitron را می توانید از لینک دانلود کنید.

تخته در بقایای پرسولفات آمونیوم اچ شده است. کوزه خالیکه با موفقیت بیشتر در این پروژه اعمال شد :)

می خواهم توجه داشته باشم که قرار دادن قطعات و همچنین مسیریابی مسیرها حاکی از لحیم کاری بسیار دقیق است ، زیرا ایجاد اتصالات در جایی که نباید باشند آسان است. اگر چنین مهارت هایی ندارید، انجام این کار با قطعات بزرگ برای تخته نان، مانند این است و اتصالات با استفاده از سیم از سمت معکوس انجام می شود.

در نتیجه، هیئت مدیره به این شکل درآمد:

تخته بسیار ارگونومیک در ابعاد سیم پیچ قرار می گیرد و با استفاده از چسب قدرتمند ذوب داغ مستقیماً به آن متصل می شود و در نتیجه به یک تک بلوک تبدیل می شود - برق را وصل کنید، آن را پیکربندی کنید و سیستم کار می کند.

اما همه اینها قبل از آماده شدن آهنربای الکتریکی اتفاق افتاد. برد کمی زودتر ساخته شد و به منظور آزمایش عملکرد دستگاه، یک سیم پیچ کوچکتر به طور موقت وصل شد. اولین نتیجه خوشحال کننده بود.

سنسورها، همانطور که قبلاً در بالا نوشته شد، از سیستم های ردیابی موقعیت موتورهای BLDC، چهار پین استفاده می شوند. از آنجایی که امکان یافتن مستندات مربوط به آنها وجود نداشت، مجبور شدم به طور تجربی بفهمم کدام پین ها مسئول چه چیزی هستند. فاکتور فرم به این صورت بود:

در همین حین یک آهنربای الکتریکی بزرگ وارد شد. این موضوع خیلی به من امید داد :)

اولین آزمایشات با یک آهنربای الکتریکی بزرگ فاصله کاری نسبتاً زیادی را نشان داد. در اینجا یک تفاوت ظریف وجود دارد - سنسوری که در کنار آهنربای نئودیمیم قرار دارد برای عملکرد قابل اعتماد الکترونیک باید کمی دورتر از سیم پیچ باشد.

عکس آخر بیشتر شبیه یک عکس خاص است ماهواره فضایی. به هر حال، این Levitron دقیقاً چگونه می تواند طراحی شود. و برای کسانی که قصد تکرار طرح را دارند، همه چیز در پیش است :)

تصمیم گرفته شد که از یک قوطی نوشابه به عنوان یک جسم معلق استفاده شود. بیایید مجسمه سازی کنیم نوار دو طرفهآهنربا به شیشه، بررسی کنید.

عالی کار می کند، به طور کلی، دستگاه را می توان آماده در نظر گرفت. سمت چپ طراحی خارجی. یک تیر تکیه گاه از میله ها و چوب ها ساخته شده بود، بدنه مونوبلاک ما از همان خالی ساخته شده بود شیشه پلاستیکیاز پرسولفات آمونیوم همانطور که در نظر گرفته شده است تنها دو سیم از مونوبلاک برای منبع تغذیه خارج می شود.

در این زمان از قبل لحیم شده بود دیوارینمودار روشن شدن صاف یک خط LED، خود خط با موفقیت بر روی چسب داغ همه جا نصب شده است.

منبع تغذیه واحدی است که از برخی چاپگرها قرض گرفته شده و از 42 ولت به 12 ولت تبدیل شده است.

من همچنین ظاهر منبع تغذیه را به شما نشان خواهم داد :)

سپس یک پایه از تخته سه لا ساخته شد که در آن منبع تغذیه و یک رابط برای اتصال 220 ولت قرار داده شد. شیشه به دلیل اینکه در طول آزمایش کمی فرورفته شد، عوض شد.

از همه اینها، علاوه بر اثر شناور، یک نور شب بسیار شگفت انگیز ظاهر شد.

کمی بعد یک ویدیو اضافه می کنم، اما در حال حاضر، برای تکمیل همه چیز، می خواهم بگویم که طرح من توسط یک دانش آموز 13 ساله در باشگاه رادیویی من به راحتی تکرار شد.

هنوز نه ظاهرهنوز تمام نشده است، اما پر کردن الکترونیکیهمانطور که انتظار می رود کار می کند. عکس طرح آن:

در برخی از فروشگاه های پیشرفته می توانید غرفه های تبلیغاتی را مشاهده کنید جالب ترین جلوه هاهنگامی که چیزی از یک پنجره نمایشگر یا یک آیتم با تصویر برند معلق می شود. گاهی اوقات چرخش اضافه می شود. اما حتی فردی بدون تجربه زیاد در محصولات خانگی می تواند چنین نصبی را انجام دهد. برای این کار به آهنربای نئودیمیم نیاز دارید که در قطعات کامپیوتر یافت می شود.

خواص آهنربا شگفت انگیز است. یکی از این خواص دفع شدن توسط قطب های مشابه در اجسامی است که مانند قطارهای شناور مغناطیسی استفاده می شود. اسباب بازی های خنده داریا اساس طراحی اشیاء دیدنی و غیره چگونه بر اساس آهن ربا یک شی معلق بسازیم؟

شناور مغناطیسی در ویدئو

حرکت یک آهنربای نئودیمیوم روی پنج نقطه. حرکت مغناطیسی، مغناطیسی، آزمایش مغناطیسی، ترکو مگنتیکا، موتو پرپتو، بازی شگفت انگیز. فیزیک سرگرم کننده

بحث

شاهین
هنگامی که آهنربا می چرخد، شناور شدن اتفاق می افتد و اگر سرعت آهنربا کاهش یابد، از مدار می افتد ... این اثر را توجیه کنید. برهم کنش میدان های مغناطیسی بین آهنرباها مشخص است، اما نقش چرخش چیست. همچنین می توانید با استفاده از یک میدان مغناطیسی متناوب از سیم پیچ ها، آهنربا را در هوا نگه دارید.

pukla777
لطفاً روی موضوع - ژنراتور فلایویل کار کنید. فکر می کنم کاربردهای عملی مفیدی خواهد داشت. علاوه بر این، شما آن را مدت ها پیش در یک ویدیو فیلمبرداری کردید، اما بسیار کم و بدون اطلاعات.

رئیس جمهور روسیه
اگر:
این تاپ را به نوعی مکعب پرتاب کنید و در آنجا یک خلاء ایجاد کنید، طبق این ایده مقاومت هوا وجود نخواهد داشت و تقریباً بی‌پایان می‌چرخد! و اگر نه، مس را به درستی باد کرده و انرژی را حذف کنیم؟

اوگنی پتروف
نظرات رو خوندم تعجب کردم کدوم تاپیک!؟ همه چیز آنجا مانند یک تاپ مغناطیسی است، آنها به آن خز داده اند. انرژی میدان مغناطیسی ثابت بالاست، وقتی می‌چرخد، میدان مغناطیسی هم می‌چرخد، اما مهم این است که چگونه! در آهنرباها، دامنه ها به طور مساوی توزیع نشده اند نقطه قوتدر جایی که تفاوت به طور کلی ناچیز است، بنابراین چرخش میدان اجازه انجام این کار را نمی دهد.

ویاچسلاو سابباتین
ایده دیگر، اگر لیزر را دائماً به یک طرف بتابانید، چه؟ آیا زمان چرخش بالا در اثر فشار سبک تغییر می کند؟ اگر یک لیزر قوی بگیرید، ممکن است بتوانید کاری کنید که قسمت بالایی آن اصلا متوقف نشود.

هیچ کس ناشناس
یک اسباب بازی قدیمی... یادمه این بالا و صفحه زیرش روی آهنرباهای فریتی، روی نئودیمیم دیگه خسته کننده بود و آهنربای پایینی پایه یک صفحه جامد بود و نه پنج آهنربای جداگانه، فقط در یک هوشمند مغناطیسی شده بود. راه...

علیگر لئوپولد
ایگور بلتسکی، می توانید کلاهی بسازید که قسمت بالایی روی آن فرود آید تا آن را نگیرید. آیا می توان برای حفظ چرخش یک میدان مغناطیسی دوار به آن اضافه کرد؟ به عنوان مثال، اگر میز مغناطیسی آن را بچرخانید.

تیمور امینف
لطفاً به ما بگویید که چگونه میدان مغناطیسی زمین بالا را کاهش می دهد؟ به این معنا که چه لحظاتی از نیروهای معطوف به چرخش بوجود می آیند و چرا.

الکساندر واسیلیویچ
اگر یک سیم پیچ را در بالای آهنربا وصل کنید (یا زیر آن کاملاً زیبا خواهد بود!) و قسمت بالایی را با آن بپیچانید، نوعی موتور را روشن خواهید کرد. تعلیق مغناطیسی. چیزی که کاملا احمقانه است، اما زیبا است. تا زمانی که منبع تغذیه حذف نشود می چرخد))

ایوان پتروف
خوب، ما قبلاً این را دیده ایم. آهنربا را بدون چرخش معلق کنید! (و البته بدون ساپورت و نیتروژن مایع).

جن بالا
کلاهبرداری برای دانش‌آموزان فقیر، اگر آهنربا نیازی به بازکردن نداشت، می‌توان آن را شناور نامید. اگر چرخش به آن داده نشود، خود آهنربا، در بالا، می لغزد.

آندری سولومنیکوف
اگر آتشی را به سکو و پروانه ها را به ژیروسکوپ (یولا) وصل کنید، به طوری که در حالی که آتش زیر در حال سوختن است، بچرخد. نام موتور را به خاطر نمی آورم، اما ماهیت آن چرخش، به اصطلاح، روتور با استفاده از گرما است.

ولژانین
ایگور یک ایده هست... شما میدان مغناطیسی یکنواختی روی میز ندارید، اما اگر از چندین آهنربا یک تاپ درست کنید و میز را بچرخانید... شاید بالا سرعتش را از دست ندهد... فکر میکنی؟..

آنتون سیموفسکیخ
ایگور بلتسکی، آیا شما به فیزیک این فرآیند پی برده اید؟ چرا شناور فقط در دینامیک امکان پذیر است؟ آیا جریان های فوکویی که در آن به وجود می آیند بر تثبیت قله تأثیر می گذارند؟

ساده ترین نصب با یک جسم معلق روی آهنربا

برای این کار شما نیاز دارید: یک جعبه سی دی، یک یا دو دیسک، تعداد زیادی آهن ربا حلقه ای و چسب فوق العاده. شما می توانید هر آهنربایی را در یک فروشگاه آنلاین چینی خریداری کنید.

وقتی دوستانتان به دیدن شما می آیند، از طراحی دیدنی که خودتان ایجاد کرده اید شگفت زده می شوند.

لویترون چگونه کار می کند؟

اکنون که با ایجاد یا خرید اولین لویترون خود به شناور شدن علاقه مند شده اید، کافی است بر هنر پرتاب تسلط داشته باشید، ما با در نظر گرفتن اصل عملکرد به شما در این امر کمک خواهیم کرد. و ما هنر راه اندازی Levitron را به شما آموزش خواهیم داد و رازها و پیچیدگی های این فناوری را به شما خواهیم گفت.

با تسلط بر هنر پرتاب یک تاپ و قرار دادن آن در موقعیت شناور پایدار، به شما و اطرافیانتان تضمین می شود که شگفتی کامل را تجربه کنید. امروزه شناور شدن افراد زیادی را نگران کرده است. ما درخواست‌های متعددی از مشتریان با سؤالاتی در مورد شناورسازی و توضیح نحوه عملکرد Levitron دریافت می‌کنیم.

بسیاری صراحتاً متحیر هستند که اصلاً کار می کند، و اغلب از قضیه ارنشاو (1.2) به عنوان مدرکی برای عدم کارایی آن یاد می کنند. علاقه به Levitron همیشه در میان دانشمندان در حال جوش و خروش بوده است. اخیراً، قیاس‌هایی با تله‌های لویترون برای ذرات میکروسکوپی (به عنوان مثال، الکترون‌ها، نوترون‌ها) توسط دانشمندانی که در زمینه تحقیقاتی شگفت‌انگیزی کار می‌کنند، جایی که ماده دستکاری و مطالعه می‌شود، شناسایی شده است. اولین کسی که این قیاس را تشخیص داد دکتر مایکل دبلیو بری از دانشگاه بریستول بود. دکتر بری، با الهام از این شناخت، گزارش مفصلی از فیزیک عملیات لویترون (در 3) منتشر کرد. مقاله دکتر بری یکی از بهترین توضیحات موجود در مورد نحوه عملکرد Levitron است و او با مهربانی برای ما خلاصه‌ای از موضوعات اصلی را که در زیر ارائه می‌کنیم، آماده کرده است. کسانی که مایل به خواندن کامل نمایشگاه هستند باید یک نسخه از مقاله را از دکتر بری درخواست کنند.

چه چیزی او را عقب نگه می دارد؟

"ضد گرانش" نیرویی است که بالاها را از مغناطیس پایه دور می کند. هم قسمت بالایی و هم دال سنگین داخل جعبه پایه مغناطیسی می شوند، اما برعکس. یک آهنربای اصلی را در نظر بگیرید که قطب شمال آن به سمت بالا باشد، و یک آهنربای بالا مانند آهنربا با قطب شمال آن رو به پایین (شکل 1). اصل این است که دو قطب یکسان (مثلاً دو شمال) دفع می‌شوند و دو قطب مخالف جذب می‌شوند و وقتی قطب‌ها نزدیک‌تر هستند نیروها قوی‌تر می‌شوند. چهار نیروی مغناطیسی در بالا وجود دارد: در قطب شمال آن، دافعه از شمال به پایه و جاذبه از جنوب به پایه و در قطب جنوب آن، جاذبه از شمال به پایه و دافعه از جنوب به پایه است. پایه به دلیل اینکه نیروها به فاصله بستگی دارند، دافعه شمال به شمال غالب است و دافعه بالایی مغناطیسی است. در جایی که این دافعه رو به بالا نیروی گرانش به سمت پایین را متعادل می کند، آویزان می شود، یعنی در نقطه تعادلی که نیروی خالص صفر است.

چرا لویترون نیاز به چرخش دارد؟

برای جلوگیری از واژگونی قسمت بالا. میدان مغناطیسی پایه علاوه بر تامین نیروی کلی در راس، گشتاوری را فراهم می کند که تمایل دارد محور چرخش خود را بچرخاند. اگر قسمت بالایی در حال چرخش نباشد، این گشتاور مغناطیسی آن را برمی‌گرداند. سپس قطب جنوب آن به سمت پایین خواهد رفت و نیرویی که از پایه وارد می شود جذاب خواهد بود - یعنی در همان جهت گرانش - و بالا سقوط می کند. هنگامی که قسمت بالایی می‌چرخد، گشتاور به‌صورت ژیروسکوپی عمل می‌کند و محور به سمت بالا نمی‌چرخد، بلکه حول جهت (تقریباً عمودی) میدان مغناطیسی می‌چرخد. این چرخش را تقدم نامیده می شود (شکل 2). با لویترون، محور تقریباً عمودی است و انقباض به صورت لرزش قابل مشاهده است، که با کاهش سرعت بالا بیشتر مشخص می شود. اثربخشی اسپین در تثبیت رئوس دارای پشتیبان مغناطیسی، مانند لویترون، توسط روی ام. هریگان (4) کشف شد.

چرا لویترون به پهلو نمی لغزد؟

برای یکی از بالا، آن را به حالت تعلیق باقی می ماند به تنهایی کافی نیست. تعادل همچنین باید پایدار باشد، به طوری که یک حرکت کوچک افقی یا عمودی باعث ایجاد نیرویی شود که به سمت بالا به عقب به سمت نقطه تعادل فشار می آورد. برای لویترون، دستیابی به ثبات دشوار است. این بستگی به این دارد که با حرکت جانبی بالا، دور از محور آهنربای اصلی، میدان مغناطیسی پایه، که محور بالا در اطراف آن قرار گرفته است، کمی از عمودی منحرف شود (شکل 2). اگر قسمت بالا تقریباً عمودی باشد، فیزیک میدان های مغناطیسی تعادل را ناپایدار می کند. از آنجایی که میدان بسیار نزدیک به عمودی است، تعادل فقط در محدوده کوچکی از ارتفاعات پایدار است - از حدود 1.25 اینچ تا 1.75 اینچ بالاتر از مرکز پایه. (2.5 تا 3.0 اینچ برای سرگرمی های "سوپر لویترون" قضیه ارنشاو با رفتار لویترون نقض نمی شود. گرانش نیرو این در مورد لویترون صدق نمی کند، زیرا آهنربا (در بالا) می چرخد ​​و بنابراین به صورت دینامیکی به میدان از پایه واکنش نشان می دهد.

چرا وزن لویترون مهم است (و چرا باید آن را تنظیم کرد)؟

وزن بالا و نیروهای مغناطیسی پایه و بالا تعیین کننده ارتفاع تعادل است، جایی که مغناطیس گرانش را متعادل می کند. این ارتفاع باید در محدوده پایدار باشد. تغییرات جزئی دما باعث تغییر مغناطش در پایه و بالا می شود. (با افزایش دما، جهت های آهنربای اتمی تصادفی می شود و میدان ضعیف می شود). اگر وزن برای جبران تنظیم نشود، تعادل خارج از محدوده پایدار قرار می گیرد و قسمت بالا سقوط می کند. از آنجایی که محدوده پایدار بسیار کوچک است، این تنظیم ظریف است—سبک ترین واشر تنها حدود 0.3 درصد وزن رویه را دارد.

چرا لویترون بالاخره سقوط می کند؟

چرخش بالایی در محدوده تقریباً 20 تا 35 دور در ثانیه (RPS) پایدار است. بالای 35-40 RPS و زیر 18 RPS کاملاً ناپایدار است. هنگامی که قسمت بالا چرخیده و معلق می شود، به دلیل مقاومت هوا، سرعت آن کاهش می یابد. چند دقیقه دیگر او خواهد رسید حد پایین ترپایداری (18 RPS) و سقوط. طول عمر چرخش لویترون را می توان با قرار دادن آن در خلاء افزایش داد. در طی چندین آزمایش خلاء که انجام شد، قسمت بالایی آن پس از حدود 30 دقیقه افتاد. چرا او این کار را می کند مشخص نیست. شاید وقتی دما تغییر می کند، تعادل را از محدوده پایدار خارج می کند. شاید مقداری ناپایداری درازمدت باقیمانده کوچک وجود داشته باشد زیرا بالا به اندازه کافی سریع نمی چرخد. یا شاید ارتعاش تجهیزات خلاء از میدان عبور می کند و به تدریج محور تقدم را از جهت میدان مغناطیسی دور می کند. می توان با دمیدن هوا با یقه دندانه دار هوای مناسب که در اطراف حاشیه بالا قرار دارد، به طور قابل توجهی طولانی تر شد تا فرکانس چرخش در یک محدوده پایدار حفظ شود. اخیراً تاپ Levitron برای چند روز به این روش در حال چرخش بود. اما موفق‌ترین وسیله برای طولانی‌تر کردن شناور بالا، یک دستگاه پالس الکترومغناطیسی جدید است که می‌تواند بالا را برای روزها یا حتی هفته‌ها معلق نگه دارد.

اصل لویترون چگونه استفاده می شود؟

در دهه های گذشتهذرات میکروسکوپی با گرفتن آنها از میدان های مغناطیسی و/یا الکتریکی مورد مطالعه قرار گرفته اند. چندین نوع تله وجود دارد. به عنوان مثال، نوترون ها را می توان در یک میدان مغناطیسی هدایت کرد، توسط سیستم ایجاد شده استکویل ها نوترون ها ذرات مغناطیسی در حال چرخش هستند، بنابراین قیاس چنین تله نوترونی با لویترون نزدیک است.