Analog Levitron sa PWM. Gumagawa kami ng levitation effect gamit ang Arduino Levitron sa mga permanenteng magnet gamit ang aming sariling mga kamay

Prinsipyo ng pagtatrabaho: Sa circuit na ito, isang kaakit-akit na puwersa ay nabuo sa pagitan ng isang electromagnet at isang permanenteng magnet. Ang posisyon ng ekwilibriyo ay hindi matatag, at samakatuwid ang sistema ay ginagamit awtomatikong kontrol at pamamahala. Ang control sensor ay isang magnetically controlled position sensor batay sa Hall effect MD1. Matatagpuan ito sa gitna ng dulo ng coil at naka-secure. Ang likid ay sugat na may barnis na kawad na 0.35-04 mm, at may mga 550 na pagliko. Ipinapakita ng LED HL1 sa pamamagitan ng glow nito na gumagana ang circuit. Tinitiyak ng Diode D1 ang bilis ng coil.

Ang scheme ay gumagana tulad ng sumusunod. Kapag naka-on, ang kasalukuyang dumadaloy sa coil, na lumilikha ng magnetic field at umaakit sa magnet. Upang maiwasan ang pag-ikot ng magnet, ito ay nagpapatatag sa pamamagitan ng paglakip ng isang bagay dito mula sa ibaba. Ang magnet ay umaalis at naaakit sa electromagnet, ngunit kapag ang magnet ay nakarating sa hanay ng sensor ng posisyon (MD1), pinapatay ito kasama ang magnetic field nito. Ang sensor, sa turn, ay nagpapadala ng isang senyas sa isang transistor, na pinapatay ang electromagnet. Nahulog ang magnet. Ang pag-alis sa sensitivity zone ng sensor, ang electromagnet ay bubukas muli at ang magnet ay muling naaakit sa electromagnet. Kaya, ang sistema ay patuloy na umiikot sa isang tiyak na punto.

Scheme:

Para sa pagpupulong kailangan namin:

1) resistors 270Ohm at 1kOhm (0.125W)

2) transistor IRF 740

3) LED

4) diode 1N4007

5) Hall sensor AH443

6) development board

7) barnis na kawad 0.35-0.4mm

+ kaso, panghinang, atbp.

Scheme:

Binubuo namin ang coil. Maaaring gawin ang frame gamit ang isang manipis na sheet ng fiberglass at isang lumang felt-tip pen.

Gupitin: (tinatayang laki ng coil: taas - 22mm, diameter - 27mm)

Magdikit:

Humigit-kumulang 550 na pagliko namin: (varnished wire 0.35-0.4mm, nang maramihan, ngunit sinusubukan naming i-wind nang pantay-pantay)

Paghihinang ng control board: (Gumamit ako ng regular na 3.5 mm miniJack bilang power connector)

Tsokolevka:

Para sa kadalian ng pagpupulong, maaari mong gamitin ang mga pin connector:

Pinutol namin ang lahat ng kinakailangang mga butas sa katawan:

Ilagay natin ang lahat sa lugar nito:

Ngayon ay kailangan mong gumawa ng isang mount para sa coil:

I-screw namin ito sa katawan at ikabit ang coil:

Ito ay kung paano kailangan mong yumuko ang Hall sensor, maghinang ang mga wire dito:

Ikonekta natin ang lahat sa heap:

Pagkatapos naming alisin ang magnet, kailangan naming matukoy kung aling panig ang i-orient ito patungo sa electromagnet. Upang gawin ito, inilalagay namin at pansamantalang ayusin ang Hall sensor sa pinakailalim ng coil. Binuksan namin ang Levitron (dapat umilaw ang LED) at dalhin ang magnet. Kung ito ay naaakit sa likid, kung gayon ang magnet ay nakatuon nang tama, ngunit kung ang magnetic field ng likid ay itinulak ito, kung gayon ang magnet ay dapat na ibalik. Isang bagay na magaan ang kailangang ikabit sa ilalim ng magnet. Sa aking kaso ito ay isang LED.

Sa pamamagitan ng paglipat ng Hall sensor nakakamit namin ang matatag na pag-hover sa maximum na distansya mula sa coil. Ayusin natin ito:

Ang Levitron, tulad ng alam mo, ay isang tuktok na umiikot sa hangin sa itaas ng isang kahon kung saan gumagana ang isang source. magnetic field. Maaari kang gumawa ng Levitron mula sa isang sikat na sensor ng hall.

Ano ang Levitron

PANSIN! Isang ganap na simpleng paraan upang mabawasan ang pagkonsumo ng gasolina ay natagpuan! Huwag maniwala sa akin? Hindi rin naniwala ang isang mekaniko ng sasakyan na may 15 taong karanasan hanggang sa sinubukan niya ito. At ngayon nakakatipid siya ng 35,000 rubles sa isang taon sa gasolina!

Ang Levitron ay isang laruan. Walang saysay na bilhin ito kung alam mo ang mga opsyon sa pagmamanupaktura gawang bahay na aparato. Walang magiging kumplikado sa disenyo ng naturang Levitron, kung mayroon man regular na sensor hall, halimbawa, binili para sa isang distributor ng kotse, at umalis para magamit sa hinaharap.

Dapat mong malaman na ang epekto ng levitation ay palaging sinusunod sa isang medyo makitid na zone. Ang ganitong mga katotohanan ay medyo nililimitahan ang kalayaan ng pagkilos ng mga manggagawa, gayunpaman, nang may pasensya at oras, maaari mong palaging i-set up ang Levitron nang mahusay at epektibo. Halos hindi ito babagsak o talon.

Levitron mula sa hall sensor

Ang Levitron para sa isang sensor ng hall at ang ideya ng paggawa nito ay simple, tulad ng lahat ng mapanlikha. Salamat sa puwersa ng magnetic field, ang isang piraso ng anumang materyal na may mga katangian ng electromagnetic ay tumataas sa hangin.

Upang lumikha ng epekto ng "pag-hover", lumulutang sa hangin, ang koneksyon ay ginawa sa mataas na dalas. Sa madaling salita, ang magnetic field ay tila itinaas at itinapon ang materyal.

Ang disenyo ng aparato ay masyadong simple, at kahit na ang isang mag-aaral na hindi naupo sa mga aralin sa pisika nang walang kabuluhan ay magagawang buuin ang lahat sa kanyang sarili.

1. Kailangan mo ng LED (pinili ang kulay nito depende sa mga indibidwal na kagustuhan).
2. Transistors RFZ 44N (bagaman ang anumang field device na malapit sa mga parameter na ito ay gagawin).
3. Diode 1N 4007.
4. Resistors 1 kOhm at 330 Ohm.
5. Sa totoo lang, ang hall sensor mismo (A3144 o iba pa).
6. Copper winding wire na may sukat na 0.3-0.4 mm (mga 20 metro ang magiging sapat).
7. Neodymium magnet sa anyo ng isang tablet na 5x1 mm.
8. 5-volt charger na idinisenyo para sa mga mobile phone.

Ngayon sa detalye tungkol sa kung paano isinasagawa ang pagpupulong:

• Ang isang frame para sa electromagnet ay ginawa gamit ang eksaktong parehong mga parameter tulad ng sa larawan. 6 mm ang diameter, mga 23 mm ang haba ng paikot-ikot, 25 mm ang diameter ng mga pisngi na may margin. Ang frame ay gawa sa karton at isang regular na notebook sheet, gamit ang superglue.

• Tapusin kawad na tanso ay naayos sa reel, at pagkatapos ay isinasagawa ang paikot-ikot (humigit-kumulang 550 pagliko). Hindi mahalaga kung saang paraan mo ito iikot. Ang kabilang dulo ng wire ay naayos din, ang coil ay itabi sa ngayon.
• Hinangin namin ang lahat ayon sa diagram.

• Ang sensor ng hall ay ibinebenta sa mga wire at pagkatapos ay inilagay sa likid. Kailangan mong ipasok ito sa loob ng coil at i-secure ito sa mga improvised na paraan.

Pansin. Ang sensitibong lugar ng sensor (maaari itong matukoy mula sa dokumentasyon para sa sensor ng bulwagan) ay dapat magmukhang parallel sa lupa. Samakatuwid, bago ipasok ang sensor sa likid, inirerekumenda na yumuko ang lugar na ito nang kaunti.

• Ang coil ay nasuspinde at ang kapangyarihan ay ibinibigay dito sa pamamagitan ng isang dating soldered board. Ang coil ay naayos gamit ang isang tripod.

Ngayon ay maaari mong suriin kung paano gumagana ang Levitron. Ang anumang nakuryenteng materyal ay maaaring dalhin sa likaw mula sa ibaba. Maaakit ito sa coil o maitaboy, depende sa polarity. Ngunit kailangan natin ang materyal na nakabitin sa hangin, upang lumutang. Ito ang mangyayari kung ang hugis ng materyal ay hindi masyadong maliit na may kaugnayan sa likid.

Tandaan. Kung maliit ang hugis-tablet na magnet, hindi ito mag-levitate nang napakabisa. Baka mahulog. Upang maalis ang mga bahid sa trabaho, kailangan mong ilipat ang sentro ng grabidad ng materyal sa ibaba - isang ordinaryong piraso ng papel ang gagawin bilang isang pagkarga.

Tulad ng para sa LED, hindi mo kailangang i-install ito. Sa kabilang banda, kung gusto mo ng higit na epekto, maaari kang mag-ayos ng isang backlit na palabas.

Homemade Levitron sa isang klasikong bersyon na walang sensor

Tulad ng nakikita mo, salamat sa pagkakaroon ng isang sensor ng bulwagan, posible na gumawa ng isang medyo kahanga-hangang laruan. Gayunpaman, hindi ito nangangahulugan na hindi ito magagawa nang walang sensor. Sa kabaligtaran, ang isang homemade Levitron sa klasikong bersyon ay isang malaking magnet mula sa speaker (13-15 cm ang lapad) at isang maliit na ring magnet para sa tuktok (2-3 cm ang lapad), nang hindi gumagamit ng sensor.

Ang axis ng tuktok ay karaniwang ginawa mula sa lumang panulat o lapis. Ang pangunahing bagay ay ang baras ay napili upang ito ay magkasya nang mahigpit sa gitna ng ring magnet. Ang labis na bahagi ng hawakan ay pagkatapos ay putulin (mga 10 cm ang haba kasama ang nakakabit na magnet para sa tuktok, na kung ano ang kailangan mo).

Ang klasikong pamamaraan ng pagmamanupaktura para sa isang Levitron ay nagpapahiwatig din ng pagkakaroon ng isang dosenang iba't ibang mga washer na pinutol makapal na papel. Ano ang kailangan nila? Kung sa kaso na inilarawan sa itaas, ginamit din ang papel, at bilang naaalala natin - upang ilipat ang sentro ng grabidad pababa o, mas simple, para sa pagsasaayos. Ganun din dito. Kakailanganin ang mga washers para sa perpektong pagsasaayos ng tuktok (kung kinakailangan, inilalagay ang mga ito pagkatapos ng ring magnet sa baras).

Pansin. Upang ang isang homemade na tuktok ay ganap na lumutang, bilang karagdagan sa pagsasaayos nito sa mga washers, kailangan mong hindi magkamali sa polarity. Sa madaling salita, i-install ang ring magnet coaxially gamit ang malaking magnet.

Ngunit hindi lang iyon. Parehong sa unang kaso (gamit ang isang hall sensor) at sa pangalawa, ito ay kinakailangan upang makamit ang perpektong pagkakapantay-pantay ng pinagmulan ng atraksyon. Sa madaling salita, ang paglalagay ng malaking magnet sa isang ideal patag na ibabaw. Upang makamit ito, gamitin mga coaster na gawa sa kahoy ng iba't ibang kapal. Kung ang magnet ay hindi umupo sa antas, ang mga stand ay inilalagay sa isang gilid o sa ilang mga gilid, kaya inaayos ang pantay.

Mga Platform na Levitron

Ang platform circuit ng Levitron ay naiiba, bilang isang panuntunan, sa pamamagitan ng pagkakaroon ng hindi isa, ngunit ilang mga pinagmulang magnet. Sa kasong ito, ang materyal na lumulutang sa hangin o isang tuktok ay malamang na mahulog sa isa sa mga magnet, na gumagalaw nang may patayong axis. Upang maiwasan ito, kailangan mong ma-adjust ang gitnang zone ng atraksyon, at gawin itong ganap na tumpak.

At narito ang parehong mga coil ay dumating upang iligtas, na may isang sensor ng hall na nakapasok sa loob. Hayaang magkaroon ng dalawang tulad na mga coils, at dapat silang ilagay nang eksakto sa gitna ng platform, sa pagitan ng mga magnet. Sa diagram ito ay magiging ganito (1 at 2 ay mga magnet).

Mula sa diagram ay nagiging malinaw na ang layunin ng pagkontrol sa mga coils ay upang lumikha ng isang pahalang na puwersa, isang sentro ng atraksyon. Ang puwersang ito ay pormal na tinatawag na Fss, at ito ay nakadirekta patungo sa equilibrium axis kapag may naganap na displacement, na ipinahiwatig sa diagram bilang X.

Kung ikinonekta mo ang mga coils upang ang pulso ay lumikha ng isang zone na may reverse polarity, pagkatapos ay maaari mong lutasin ang isyu sa offset. Ang sinumang physicist ay kumpirmahin ito.

Anumang lumang DVD player ay maaaring gamitin bilang isang pabahay para sa disenyo ng platform na Levitron. Ang lahat ng "insides" ay tinanggal mula dito, ang mga magnet at coils ay naka-install, at para sa mga layunin ng kagandahan, ang itaas na bahagi ay sarado na may praktikal na takip na gawa sa manipis, transparent na materyal(pagpapadala ng magnetic field).

Ang mga sensor ng hall ay dapat na nakausli sa mga butas ng platform at dapat na soldered sa tuwid na mga binti ng mga konektor.

Tulad ng para sa mga magnet, maaari itong maging bilog na mga elemento 4 mm ang kapal. Ito ay kanais-nais na ang isa sa mga magnet ay mas malaki ang lapad kaysa sa pangalawa. Halimbawa, 25 at 30 mm.

Mayroon ding mas kumplikadong mga bersyon ng Levitrons, na ginawa ayon sa pamamaraan ng pag-ikot ng tuktok na matatagpuan sa loob ng isang maliit na globo. Ang mga Levitron na ito ay maaari ding itayo gamit ang Hall sensors - mga epektibong bahagi na gumawa ng isang buong rebolusyon sa industriya ng automotive at iba pang mga lugar ng aktibidad ng tao.

Narito kami ay nagsasabi at nagpapakita kung paano gumawa ng isang cool na Levitron gamit ang iyong sariling mga kamay!

Napilitan akong i-assemble ang craft na ito sa unibersidad :)

Ginawa ko ito kasama ang isang kaklase, na ang gawain ay gumawa ng isang nakatutuwang kaso, at para sa akin - ang elektronikong pagpuno.

Kung gaano kahusay ang lahat - hukom para sa iyong sarili, magsulat ng mga komento, magiging kawili-wiling basahin at talakayin.

Hindi ko maalala nang eksakto kung paano kami nagkaroon ng ideya ng paggawa ng Levitron, ang tema ng bapor ay malayang anyo. Ang disenyo ay tila simple, ngunit ito ay umaakit sa mata.

Sa pangkalahatan, ang Levitron mismo ay isang aparato na sumusuporta sa anumang bagay sa isang daluyan na hindi nakikipag-ugnayan sa anumang ibabaw maliban sa pamamagitan ng hangin. Ito ay gagana rin sa isang vacuum.

SA sa kasong ito Ang electronics ay nagpapalutang ng magnet, at ang magnet ay maaari nang idikit sa, halimbawa, isang lata ng masarap na murang inumin :)

Kung maingat kang maghanap sa Internet, marami kang makikita iba't ibang mga pagpipilian electromagnetic levitron, halimbawa:

Maaari silang nahahati sa suspendido at salungat. Kung sa unang kaso ay kinakailangan lamang na magbayad para sa puwersa ng grabidad, kung gayon sa pangalawa ay mayroon ding pag-aalis sa pahalang na eroplano, dahil ayon sa teorama ni Earnshaw, "bawat pagsasaayos ng balanse mga singil sa punto hindi matatag kung walang kumikilos sa kanila maliban sa Coulomb forces of attraction and repulsion." - quote mula sa wiki.

Ito ay sumusunod mula dito na ang isang nasuspinde na levitron ay mas madaling gawin at i-configure, kung kinakailangan sa lahat. Hindi ko nais na mag-abala nang labis, kaya para sa unibersidad ay gumawa sila ng isang nakabitin na Levitron, na tinalakay dito, at gumawa na ako ng isang kasuklam-suklam para sa aking sarili para sa aking minamahal :) Ito ay isusulat tungkol sa isa pang artikulo. Maya-maya ay tatanggalin ko ang tekstong ito at magbibigay ng link dito. Gumagana ito nang mahusay, ngunit mayroon din itong mga downside.

Sa turn, ang lahat ng pendant levitrons ay maaari ding hatiin sa digital at analog ayon sa paraan ng paghawak ng isang bagay sa parehong distansya. At ayon sa uri ng mga sensor, maaari silang nahahati sa optical, electromagnetic, tunog at, marahil, lahat.

Iyon ay, nakakatanggap kami ng analog signal tungkol sa distansya ng magnet sa Levitron, at inaayos namin ang puwersa ng impluwensya sa magnet nang digital. Hi-tech, gayunpaman.

Ang ideya mismo ay hiniram mula sa website ng geektimes, at PCB ay ginawa nang personal para sa aming hanay ng mga bahagi. Gayundin sa orihinal na proyekto, ginamit ang mga tatlong-terminal na SS49 na sensor, ngunit ang mga deadline ay napakahigpit, sila ay, upang ilagay ito nang mahinahon, hindi makatwirang mahal ($4 bawat piraso kumpara sa $6 para sa 10 piraso sa China - halimbawa ng link), kaya kami gumamit ng four-terminal Hall sensor. Kinailangan kong baguhin ang circuit at gumawa ng mga structural na karagdagan sa device. Gayundin, para sa higit na pagpapakita, isang bloke ng mga LED ang idinagdag na maayos na lumiwanag kapag ang isang magnet ay dinala, iyon ay, kapag ang Levitron ay nagsimulang gumana at maayos na lumiliko kapag ang magnet ay tinanggal. Ang lahat ng ito ay makikita sa diagram.

Sa totoo lang, ang Levitron circuit na may apat na terminal na sensor:

At isang Levitron circuit na may tatlong-terminal na sensor at mas simpleng backlighting:

Ang prinsipyo ng operasyon ay medyo simple. Ang coil, na isang electromagnet, kapag inilapat ang kapangyarihan, umaakit sa magnet - ang bagay ay naaakit. Nakikita ng isang sensor na nakakabit sa pagitan ng magnet at ng coil ang pagtaas magnetic flux, na ang ibig sabihin ay papalapit na ang magnet. Sinusubaybayan ito ng electronics at idiskonekta ang coil mula sa pinagmumulan ng boltahe. Ang magnet ay nagsisimulang mahulog sa ilalim ng impluwensya ng grabidad. Nakikita ng sensor ang pagbaba sa magnetic flux, na agad na napansin ng electronics at ang boltahe ay inilapat sa electromagnet, ang magnet ay naaakit - at ito ay nangyayari nang madalas - mga 100 libong beses bawat segundo. Lumilitaw ang isang dinamikong ekwilibriyo. Ang mata ng tao ay walang oras upang mapansin ito. Ang dalas ng generator ay itinakda ng isang risistor at kapasitor sa mga pin 5 at 6 ng TL494 microcircuit.

Ang pangalawang sensor sa kabilang panig ng electromagnet ay kinakailangan upang mabayaran ang magnetic field na nilikha ng coil mismo. Iyon ay, kung ang pangalawang sensor na ito ay hindi umiiral, kapag ang electromagnet ay naka-on, ang sistema ay hindi magagawang makilala ang intensity ng magnetic field ng neodymium magnet mula sa magnetic field na nilikha ng electromagnet mismo.

Kaya, mayroon kaming isang sistema ng dalawang sensor, ang signal mula sa kung saan ay pinapakain sa isang operational amplifier sa isang differential connection. Nangangahulugan ito na ang pagkakaiba lamang ng boltahe na natanggap mula sa mga sensor ay lilitaw sa output ng operational amplifier.

Halimbawa. Sa isa sa mga sensor ang output boltahe ay 2.5 V, at sa isa pa - 2.6 V. Ang output ay magiging 0.1 V. Ang kaugaliang signal na ito ay matatagpuan sa pin 14 ng LM324 chip ayon sa circuit.

Susunod, ang signal na ito ay pinapakain sa susunod na dalawang operational amplifier - OP1.1, OP 1.3, ang mga output signal na kung saan ay dumaan sa isang diode valve sa pin 4 ng TL494 chip. Ang balbula ng diode sa diodes D1, D2 ay pumasa lamang sa isa sa mga boltahe - ang isa na mas mataas kaysa sa nominal na halaga. Pin No. 4 ng PWM controller ay nag-mamaneho tulad ng sumusunod - mas mataas ang boltahe sa pin na ito, mas mababa ang duty cycle ng mga pulso. Ang Resistor R9 ay idinisenyo upang sa isang sitwasyon kung saan ang boltahe sa mga input ng diode valve ay mas mababa sa 0.6 V - ang pin No. 4 ay malinaw na hinila sa lupa - habang ang PWM ay gagawa ng maximum na duty cycle.

Bumalik tayo sa mga operational amplifier OP1.1, OP 1.3. Ang una ay nagsisilbing patayin ang PWM controller habang ang magnet ay naka-on nang sapat mahabang distansya mula sa sensor upang ang likid ay hindi gumana sa maximum na idle.

Gamit ang OP 1.3, itinakda namin ang nakuha ng differential signal - mahalagang nagtatakda ng lalim ng feedback (Feedback). Ang mas malakas puna- mga mas malakas na sistema ay tutugon sa paglapit ng isang magnet. Kung ang lalim ng OS ay hindi sapat, ang magnet ay maaaring ilapit, at ang aparato ay hindi magsisimulang bawasan ang power pumped sa electromagnet. At kung ang lalim ng OS ay masyadong malaki, pagkatapos ay ang duty cycle ay magsisimulang mahulog bago ang kaakit-akit na puwersa ng magnet ay maaaring hawakan ito sa layo na ito.

Hindi kinakailangang mag-install ng variable na risistor P3 - ginagamit ito upang ayusin ang dalas ng generator.

Ang OP1.2 ay isang 2.5V boltahe generator na kinakailangan para sa mga sensor na may apat na pin. Hindi ito kailangan para sa tatlong-pin na SS49 type na sensor.

Nakalimutan kong banggitin ang mga elementong C1, R6 at R7. Ang kanilang lansihin ay ang patuloy na signal dito ay pinutol ng 10 beses dahil sa mga resistors, at ang variable na signal ay tahimik na dumadaan dahil sa kapasitor, sa gayon ay nakakamit ang diin ng circuit sa mga biglaang pagbabago sa distansya ng magnet sa sensor.

Diode SD1 ay dinisenyo upang sugpuin ang mga reverse emissions kapag ang boltahe sa electromagnet ay naka-off.

Ang node sa T2 ay nagbibigay-daan sa iyo upang maayos na i-on at i-off ang linya ng LED kapag lumitaw ang mga pulso sa electromagnet.

Lumipat tayo sa disenyo.

Isa sa mahahalagang punto sa Levitron ay isang electromagnet. Gumawa kami ng isang frame batay sa ilang uri ng bolt ng konstruksiyon, kung saan pinutol ang mga bilog na gilid ng playwud.

Ang magnetic flux dito ay nakasalalay sa ilang mga pangunahing salik:

• pagkakaroon ng isang core;
• coil geometry;
• kasalukuyang likid

Sa madaling salita, mas malaki ang coil at mas malaki ang kasalukuyang dumadaloy dito, mas malakas itong umaakit ng mga magnetic na materyales.

Ang PEL wire 0.8 mm ay ginamit bilang paikot-ikot. Inikot nila ito sa mata hanggang sa ang laki ng coil ay tila kahanga-hanga. Ang resulta ay ang mga sumusunod:

Maaaring hindi posible na mahanap ang kinakailangang wire sa aming lugar, ngunit medyo madaling mahanap sa mga online na tindahan - 0.4 mm wire para sa paikot-ikot na coil.

Habang ang likaw ay paikot-ikot, ang board ay inihanda at nakaukit. Ginawa ito gamit ang teknolohiya ng LUT, ang board drawing ay ginawa sa Sprint LayOut program. Maaari mong i-download ang Levitron board mula sa link.

Ang board ay nakaukit sa ammonium persulfate residues, walang laman na garapon na matagumpay na nailapat pa sa proyektong ito :)

Nais kong tandaan na ang paglalagay ng mga bahagi, pati na rin ang pagruruta ng mga track, ay nagpapahiwatig ng napakaingat na paghihinang, dahil madaling gumawa ng mga koneksyon kung saan hindi sila dapat. Kung wala kang ganoong mga kasanayan, medyo posible na gawin ito sa mga malalaking bahagi para sa breadboard, tulad nito, at ang mga koneksyon ay ginagawa gamit ang mga wire mula sa reverse side.

Bilang isang resulta, ang board ay naging ganito:

Ang board ay magkasya nang napaka ergonomically sa mga sukat ng coil at naka-attach nang direkta dito gamit ang malakas na hot-melt adhesive, sa gayon ay nagiging isang monoblock - ikonekta ang kapangyarihan, i-configure ito, at gumagana ang system.

Ngunit nangyari ang lahat ng ito bago pa handa ang electromagnet. Ang board ay ginawa nang kaunti nang mas maaga at upang kahit papaano ay masubukan ang pag-andar ng device, isang mas maliit na coil ang pansamantalang nakakonekta. Ang unang resulta ay kasiya-siya.

Ang mga sensor, tulad ng nakasulat sa itaas, ay ginagamit mula sa mga sistema ng pagsubaybay sa posisyon ng BLDC motors, apat na pin. Dahil hindi posible na makahanap ng dokumentasyon sa mga ito, kailangan kong malaman kung aling mga pin ang responsable para sa kung ano. Ang form factor ay naging:

Samantala, dumating ang isang malaking electromagnet. Ang bagay na ito ay nagbigay sa akin ng maraming pag-asa :)

Ang mga unang pagsubok na may malaking electromagnet ay nagpakita ng medyo malaking distansya sa pagtatrabaho. Mayroong isang nuance dito - ang sensor, na matatagpuan sa gilid ng neodymium magnet, ay dapat na medyo malayo mula sa coil para sa maaasahang operasyon ng electronics.

Ang huling larawan ay mukhang tiyak satellite ng kalawakan. Sa pamamagitan ng paraan, ito ay eksakto kung paano idinisenyo ang Levitron na ito. At para sa mga nagnanais na ulitin ang disenyo, ang lahat ay nasa unahan :)

Napagpasyahan na gumamit ng isang lata ng malambot na inumin bilang isang bagay na lumulutang. Let's sculpt on double sided tape magnet sa garapon, suriin.

Ito ay mahusay na gumagana, sa pangkalahatan, ang aparato ay maaaring ituring na handa na. Kaliwa panlabas na disenyo. Ang isang support beam ay ginawa mula sa mga bar at stick, ang katawan ng aming monoblock ay ginawa mula sa parehong walang laman plastik na garapon mula sa ammonium persulfate. Mayroon lamang dalawang wire na lumalabas sa monoblock para sa power supply, gaya ng nilayon.

Sa oras na ito ay naka-solder na ito nakadikit sa dingding diagram ng maayos na paglipat sa isang linya ng LEDs;

Ang power supply ay isang unit na hiniram mula sa ilang printer, na na-convert mula 42 V hanggang 12 V.

Ipapakita ko rin sa iyo ang hitsura ng power supply :)

Susunod, ang isang stand ay ginawa mula sa playwud, kung saan inilagay ang power supply at isang connector para sa pagkonekta ng 220 V Ang isang tela na tela ay nakadikit sa tuktok para sa kagandahan, ang buong istraktura ay pininturahan ng dilaw at itim. Ang garapon ay pinalitan dahil ito ay bahagyang natupi sa panahon ng mga eksperimento.

Mula sa lahat ng ito, bilang karagdagan sa epekto ng levitation, isang napakagandang ilaw sa gabi ay lumabas.

Magdaragdag ako ng isang video sa ibang pagkakataon, ngunit sa ngayon, para maitaas ang lahat, gusto kong sabihin na ang aking disenyo ay madaling naulit ng isang 13-taong-gulang na estudyante sa aking radio club.

Hindi pa hitsura hindi pa tapos, pero elektronikong pagpuno gumagana gaya ng inaasahan. Larawan ng disenyo nito:

Sa ilang mga advanced na tindahan, makikita mo ang pagpapakita ng mga stand ng advertising pinaka-kagiliw-giliw na mga epekto kapag ang isang bagay mula sa isang display window o isang item na may imahe ng tatak ay lumutang. Minsan ay idinagdag ang pag-ikot. Ngunit kahit na ang isang tao na walang gaanong karanasan sa mga produktong gawa sa bahay ay maaaring gumawa ng gayong pag-install. Upang gawin ito, kailangan mo ng neodymium magnet, na matatagpuan sa mga bahagi ng computer.

Ang mga katangian ng isang magnet ay kamangha-manghang. Ang isa sa mga katangiang ito ng pagiging repelled ng mga katulad na poste ay ginagamit sa mga bagay na ginagamit tulad ng magnetic levitation train, nakakatawang mga laruan o ang batayan para sa mga nakamamanghang bagay sa disenyo, atbp. Paano gumawa ng isang levitating object batay sa mga magnet?

Magnetic levitation sa video

Levitation ng isang tuktok na higit sa limang puntong neodymium magnet. Magnetic Levitation, magnétismo, magnetic experiment, truco magnética, moto perpetuo, kamangha-manghang laro. Nakakaaliw na pisika.

Pagtalakay

lawin
Kapag umiikot ang magnet, nangyayari ang levitation, at kung bumababa ang bilis ng magnet, bumababa ito mula sa orbit... bigyang-katwiran ang epektong ito. Ang pakikipag-ugnayan ng mga magnetic field sa pagitan ng mga magnet ay malinaw, ngunit ano ang papel ng pag-ikot. Maaari ka ring humawak ng magnet sa hangin gamit ang isang alternating magnetic field mula sa mga coils.

pukla777
Mangyaring magtrabaho sa paksa - generator ng flywheel. Sa tingin ko magkakaroon ito ng mga kapaki-pakinabang na praktikal na aplikasyon. Bilang karagdagan, kinunan mo ito ng video sa mahabang panahon, ngunit napakakaunti at walang impormasyon.

Pangulo ng Russia
Paano kung:
Ilunsad ang tuktok na ito sa isang uri ng kubo at lumikha ng isang Vacuum doon, ayon sa ideya na walang air resistance at ito ay iikot nang halos walang katapusang! At kung hindi rin upang maayos na wind ang tanso at alisin ang enerhiya?

Evgeniy Petrov
Binasa ko ang mga komento, nagulat ako, anong thread!? Lahat ng nandoon ay parang magnetic top, binigyan nila ito ng balahibo. Ang enerhiya ay ang patuloy na magnetic field ng tuktok, kapag ito ay umiikot, ang magnetic field ay umiikot din, ngunit ang pangunahing bagay ay kung paano! Sa mga magnet, ang mga domain ay hindi naka-pack na pantay-pantay na ipinamahagi; malakas na punto kung saan ang pagkakaiba ay karaniwang bale-wala, kaya hindi pinapayagan ng pag-ikot ng field na gawin ito.

Vyacheslav Subbotin
Ang isa pang ideya, paano kung patuloy mong pinapakinang ang laser sa isang tabi? Magbabago ba ang oras ng pag-ikot ng tuktok dahil sa magaan na presyon? Kung kukuha ka ng isang malakas na laser, maaari mong gawin ang tuktok na hindi tumigil sa lahat.

Walang hindi kilala
Isang lumang laruan... Naaalala ko ang tuktok na ito at ang plato sa ilalim nito sa mga ferrite magnet, sa neodymium ay nakakainip na, at ang ilalim na magnet ng base ay isang solidong plato, at hindi limang magkahiwalay na magnet, tanging ito ay na-magnetize sa isang matalino paraan...

Aligarh Leopold
Igor Beletsky, maaari kang gumawa ng isang takip kung saan ang tuktok ay makakarating, upang hindi ito mahuli. Posible bang magdagdag ng umiikot na magnetic field dito upang mapanatili ang pag-ikot? halimbawa, kung paikutin mo ang magnetic table nito..

Timur Aminev
Mangyaring sabihin sa amin kung paano bumabagal ang magnetic field ng Earth sa tuktok? Sa kahulugan kung anong mga sandali ng mga puwersa na nakadirekta laban sa pag-ikot ay lumitaw at bakit.

Alexander Vasilievich
Kung ikabit mo ang isang likid sa itaas ng magnet (o sa ibaba nito ay talagang napakarilag!) at i-twist ang tuktok kasama nito, magkakaroon ka ng ilang uri ng motor sa magnetic suspension. Ang bagay ay ganap na hangal, ngunit maganda. Iikot ito hanggang sa maalis ang pinagmumulan ng kuryente))

Ivan Petrov
Well, nakita na natin ito. Gawin ang magnet na lumutang nang hindi umiikot! (at walang mga suporta at likidong nitrogen, siyempre).

Mataas na Duwende
Isang scam para sa mga mahihirap na mag-aaral, maaari itong tawaging levitation kung ang magnet ay hindi kailangang untwisted. Ang magnet mismo, sa itaas, ay dudulas kung hindi ito bibigyan ng pag-ikot.

Andrey Solomennikov
Paano kung ikabit mo ang isang apoy sa plataporma, at mga propeller sa gyroscope (Yula), upang ito ay umiikot habang ang apoy sa ibaba ay nagniningas. Hindi ko matandaan ang pangalan ng makina, ngunit ang kakanyahan nito ay ang pag-ikot, wika nga, ng isang rotor gamit ang init.

Volzhanin
Igor, may ideya... Wala kang unipormeng magnetic field sa iyong mesa, ngunit kung gagawa ka ng tuktok mula sa ilang magnet at paikutin ang mesa... Baka hindi mawawala ang bilis ng tuktok... Ano sa tingin mo?..

Anton Simovskikh
Igor Beletsky, naisip mo na ba ang pisika ng proseso? Bakit posible lamang ang levitation sa dynamics? Nakakaapekto ba ang mga alon ng Foucauldian na lumabas dito sa pagpapapanatag ng tuktok?

Ang pinakasimpleng pag-install na may isang levitating object sa isang magnet

Para dito kakailanganin mo: isang CD box, isa o dalawang disk, maraming ring magnet at super glue. Maaari kang bumili ng anumang magnet sa isang Chinese online na tindahan.

Kapag binisita ka ng iyong mga kaibigan, magugulat sila sa kamangha-manghang disenyo na ikaw mismo ang gumawa.

Paano gumagana ang Levitron?

Ngayong naging interesado ka na sa levitation sa pamamagitan ng paglikha o pagbili ng iyong unang Levitron, ang kailangan mo lang gawin ay makabisado ang sining ng paglulunsad, tutulungan ka namin dito sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa prinsipyo ng pagpapatakbo. At ituturo namin sa iyo ang sining ng paglulunsad ng Levitron, na nagsasabi sa iyo tungkol sa mga lihim at salimuot ng teknolohiyang ito.

Sa pamamagitan ng pagiging dalubhasa sa sining ng paglulunsad ng isang tuktok at paglalagay nito sa isang posisyon ng matatag na paglutang, ikaw at ang mga nakapaligid sa iyo ay garantisadong makakaranas ng ganap na pagkamangha. Ngayon, ang levitation ay nag-aalala sa maraming tao. Nakatanggap kami ng maraming kahilingan mula sa mga customer na may mga tanong tungkol sa levitation at mga paliwanag kung paano gumagana ang Levitron.

Marami ang hayagang naguguluhan na ito ay talagang gumagana, madalas na binabanggit ang Earnshaw's theorem (1.2) bilang katibayan na hindi ito dapat gumana. Ang interes sa Levitron ay palaging umuusok sa mga siyentipiko. Kamakailan, ang mga pagkakatulad sa levitron traps para sa mga microscopic na particle (hal., mga electron, neutron) ay kinilala ng mga siyentipiko na nagtatrabaho sa kaakit-akit na larangan ng pananaliksik kung saan ang bagay ay minamanipula at pinag-aaralan, isa sa mga microscopic na particle sa isang pagkakataon. Ang unang nakilala ang pagkakatulad ay si Dr Michael W. Berry ng Unibersidad ng Bristol. Si Dr. Berry, na inspirasyon ng pagkilalang ito, ay naglathala ng isang detalyadong account ng physics ng Levitron operation (sa 3). Ang papel ni Dr. Berry ay isa sa mga pinakamahusay na umiiral na paliwanag kung paano gumagana ang Levitron at mabait siyang naghanda para sa amin ng isang maikling encapsulation ng mga pangunahing paksa na ipinakita namin sa ibaba. Ang mga nagnanais na basahin ang buong paglalahad ay dapat humiling ng isang kopya ng papel mula kay Dr. Berry.

Ano ang pumipigil sa kanya?

Ang "Antigravity" ay ang puwersa na nagtutulak sa mga tuktok palayo sa base magnetism. Parehong ang tuktok at ang mabigat na slab sa loob ng base box ay magnetized, ngunit sa kabaligtaran na paraan. Mag-isip ng isang pangunahing magnet na may north pole nito na nakaturo pataas, at isang top na parang magnet na may north pole na nakaturo pababa (Figure 1). Ang prinsipyo ay ang dalawang magkatulad na pole (hal. dalawang North) ay nagtataboy at ang dalawang magkasalungat na pole ay umaakit, na may mga puwersa na nagiging mas malakas kapag ang mga pole ay mas malapit. Mayroong apat na magnetic forces sa itaas: sa north pole nito, repulsion mula sa hilaga hanggang sa base at atraksyon mula sa south hanggang sa base, at sa south pole nito, attraction mula sa hilaga hanggang sa base at repulsion mula sa timog hanggang sa base. Dahil sa paraan na nakadepende ang mga puwersa sa distansya, nangingibabaw ang north-north repulsion, at ang top repulsion ay magnetic. Ito ay nakabitin kung saan ang paitaas na pagtanggi na ito ay nagbabalanse sa pababang puwersa ng grabidad, iyon ay, sa punto ng equilibrium kung saan ang netong puwersa ay zero.

Bakit kailangang paikutin ang Levitron?

Para hindi tumagilid ang tuktok. Bilang karagdagan sa pagbibigay ng pangkalahatang puwersa sa tuktok, ang magnetic field ng base ay nagbibigay ng isang metalikang kuwintas na may posibilidad na paikutin ang axis ng pag-ikot nito. Kung ang tuktok ay hindi umiikot, ang magnetic torque na ito ay i-flip ito. Pagkatapos ang timog na poste nito ay ituturo pababa, at ang puwersa mula sa base ay magiging kaakit-akit - iyon ay, sa parehong direksyon ng gravity - at ang tuktok ay babagsak. Kapag ang tuktok ay umiikot, ang torque ay kumikilos nang gyroscopically at ang axis ay hindi tumaob, ngunit umiikot sa paligid ng (halos patayo) na direksyon ng magnetic field. Ang pag-ikot na ito ay tinatawag na precession (Fig. 2). Sa Levitron, ang axis ay halos patayo at ang precession ay makikita bilang isang pagyanig, na nagiging mas malinaw habang ang tuktok ay bumagal. Ang pagiging epektibo ng spin sa pag-stabilize ng magnetically supported vertices, tulad ng Levitron, ay natuklasan ni Roy M. Harrigan (4).

Bakit hindi umiikot ang Levitron?

Para sa itaas, ito ay nananatiling suspendido lamang ay hindi sapat. Ang ekwilibriyo ay dapat ding maging matatag, upang ang isang maliit na pahalang o patayong paggalaw ay makabuo ng puwersang tumutulak pataas pabalik patungo sa punto ng ekwilibriyo. Para sa Levitron, mahirap makamit ang katatagan. Ito ay nakasalalay sa katotohanan na habang ang tuktok ay gumagalaw sa gilid, palayo sa axis ng pangunahing magnet, ang magnetic field ng base, kung saan ang axis ng tuktok ay nauna, bahagyang lumihis mula sa vertical (Larawan 2). Kung ang tuktok ay mauuna tungkol sa eksaktong patayo, ang physics ng magnetic field ay gagawing hindi matatag ang equilibrium. Dahil ang field ay napakalapit sa patayo, ang balanse ay stable lamang sa isang maliit na hanay ng taas - mula humigit-kumulang 1.25 pulgada hanggang 1.75 pulgada sa itaas ng gitna ng base. (2.5 hanggang 3.0 pulgada para sa mga "bagong Super Levitron" na libangan). of force gravity Hindi ito nalalapat sa Levitron, dahil ang magnet (sa itaas) ay umiikot at kaya dynamic na tumutugon sa field mula sa base.

Bakit mahalaga ang timbang ng Levitron (at bakit ito dapat ayusin)?

Ang bigat ng tuktok at ang magnetizing forces ng base at tuktok ay tumutukoy sa taas ng equilibrium, kung saan binabalanse ng magnetism ang gravity. Ang taas na ito ay dapat nasa loob ng isang matatag na hanay. Binabago ng maliliit na pagbabago sa temperatura ang magnetization sa base at tuktok. (Habang tumataas ang temperatura, ang mga direksyon ng atomic magnet ay randomize at humihina ang field). Kung ang timbang ay hindi nababagay upang makabawi, ang balanse ay babagsak sa labas ng matatag na hanay at ang tuktok ay babagsak. Dahil napakaliit ng stable range, maselan ang pagsasaayos na ito—ang pinakamagaan na washer ay halos 0.3% lang ng bigat ng tuktok.

Bakit tuluyang bumagsak ang Levitron?

Ang mga nangungunang spin ay matatag sa hanay ng humigit-kumulang 20 hanggang 35 revolutions per second (RPS). Ito ay ganap na hindi matatag sa itaas ng 35-40 RPS at mas mababa sa 18 RPS. Kapag ang tuktok ay pinaikot at na-levitated, ito ay bumagal dahil sa air resistance. Ilang minuto pa ay makakarating na siya mababang limitasyon katatagan (18 RPS) at pagbagsak. Ang buhay ng pag-ikot ng isang Levitron ay maaaring pahabain sa pamamagitan ng paglalagay nito sa isang vacuum. Sa ilang mga eksperimento sa vacuum na ginawa, ang tuktok ay nahulog pagkatapos ng humigit-kumulang 30 minuto. Kung bakit niya ito ginagawa ay hindi malinaw; marahil kapag nagbago ang temperatura, itinutulak ang ekwilibriyo mula sa matatag na hanay; marahil mayroong ilang maliliit na natitirang pangmatagalang kawalang-tatag dahil ang tuktok ay hindi sapat na mabilis na umiikot; o marahil ang panginginig ng boses ng mga kagamitan sa vacuum ay dumadaloy sa field at unti-unting itinataboy ang precession axis palayo sa direksyon ng magnetic field. Ang Levitation ay maaaring makabuluhang mapahaba sa pamamagitan ng pag-ihip ng hangin na may angkop na air toothed collar na matatagpuan sa paligid ng periphery ng tuktok, upang mapanatili ang dalas ng pag-ikot sa isang matatag na hanay. Kamakailan, ang tuktok ng Levitron ay pinananatiling umiikot nang ilang araw sa ganitong paraan. Ngunit ang pinakamatagumpay na paraan ng pagpapahaba ng levitation ng isang tuktok ay isang bagong, electromagnetic pulse device na maaaring panatilihin ang tuktok levitating para sa mga araw o kahit na linggo.

Paano ginagamit ang prinsipyo ng Levitron?

SA huling mga dekada, Ang mga microscopic na particle ay pinag-aralan sa pamamagitan ng pagkuha ng mga ito mula sa magnetic at/o electric field. Mayroong ilang mga uri ng mga bitag. Halimbawa, ang mga neutron ay maaaring isagawa sa isang magnetic field, nilikha ng system mga coils Ang mga neutron ay umiikot na mga magnetic particle, kaya malapit ang pagkakatulad ng naturang neutron trap sa Levitron.