PWM-da analog Levitron. Biz o'z qo'llarimiz bilan doimiy magnitlarda Arduino Levitron yordamida levitatsiya effektini yaratamiz

Ish printsipi: Ushbu sxemada elektromagnit va doimiy magnit o'rtasida jozibador kuch hosil bo'ladi. Muvozanat holati beqaror, shuning uchun tizim ishlatiladi avtomatik boshqaruv va boshqaruv. Boshqaruv sensori MD1 Hall effektiga asoslangan magnit bilan boshqariladigan joylashuv sensori. U rulonning uchining markazida joylashgan va mahkamlangan. Bobin 0,35-04 mm laklangan sim bilan o'ralgan va taxminan 550 burilishga ega. LED HL1 o'zining porlashi bilan kontaktlarning zanglashiga olib ishlayotganligini ko'rsatadi. D1 diodi lasan tezligini ta'minlaydi.

Sxema quyidagicha ishlaydi. Yoqilganda, oqim lasan orqali o'tadi, bu magnit maydon hosil qiladi va magnitni tortadi. Magnitning ag'darilishiga yo'l qo'ymaslik uchun unga pastdan biror narsa biriktirish orqali barqarorlashtiriladi. Magnit uchib ketadi va elektromagnitga tortiladi, lekin magnit pozitsiya sensori (MD1) diapazoniga kirganda, uni magnit maydoni bilan o'chiradi. Sensor, o'z navbatida, tranzistorga signal yuboradi, bu esa elektromagnitni o'chiradi. Magnit tushadi. Sensorning sezgirlik zonasini tark etgandan so'ng, elektromagnit yana yoqiladi va magnit yana elektromagnitga tortiladi. Shunday qilib, tizim doimiy ravishda ma'lum bir nuqta atrofida tebranadi.

Sxema:

Yig'ish uchun bizga kerak:

1) rezistorlar 270Ohm va 1kOm (0,125W)

2) IRF 740 tranzistori

3) LED

4) diod 1N4007

5) Hall sensori AH443

6) rivojlanish kengashi

7) laklangan sim 0,35-0,4 mm

+ korpus, lehim temir va boshqalar.

Sxema:

Biz rulonni yig'amiz. Ramka ingichka shisha tolali varaq va eski flomaster yordamida amalga oshirilishi mumkin.

Kesish: (taxminan lasan o'lchami: balandligi - 22 mm, diametri - 27 mm)

Birga yopishtiring:

Biz taxminan 550 burilish qilamiz: (laklangan sim 0,35-0,4 mm, ommaviy, lekin biz ko'proq yoki kamroq teng ravishda shamollashga harakat qilamiz)

Boshqaruv platasini lehimlash: (Men quvvat ulagichi sifatida oddiy 3,5 mm miniJak ishlatardim)

Tsokolevka:

O'rnatish qulayligi uchun siz pinli ulagichlardan foydalanishingiz mumkin:

Biz tanadagi barcha kerakli teshiklarni kesib tashladik:

Keling, hamma narsani o'z joyiga qo'yaylik:

Endi siz lasan uchun o'rnatish qilishingiz kerak:

Biz uni tanaga vidalaymiz va lasanni biriktiramiz:

Xoll sensorini shunday egishingiz, unga simlarni lehimlashingiz kerak:

Keling, hamma narsani to'pga ulaymiz:

Magnitni olib tashlaganimizdan so'ng, uni elektromagnit tomon yo'naltirish uchun qaysi tomonni aniqlashimiz kerak. Buning uchun biz Hall sensorini bobinning eng pastki qismiga joylashtiramiz va vaqtincha o'rnatamiz. Biz Levitronni yoqamiz (LED yonishi kerak) va magnitni keltiramiz. Agar u lasanga tortilsa, magnit to'g'ri yo'naltirilgan, lekin agar bobinning magnit maydoni uni tashqariga chiqarib yuborsa, magnitni aylantirish kerak. Magnitning pastki qismiga engil narsa biriktirilishi kerak. Mening holatimda bu LED.

Hall sensorini siljitish orqali biz lasandan maksimal masofada barqaror suzishga erishamiz. Keling, tuzatamiz:

Ma'lumki, Levitron - bu manba ishlaydigan quti ustidagi havoda aylanadigan tepa. magnit maydon. Siz mashhur zal sensoridan Levitronni yasashingiz mumkin.

Levitron nima

DIQQAT! Yoqilg'i sarfini kamaytirishning mutlaqo oddiy usuli topildi! Menga ishonmaysizmi? 15 yillik tajribaga ega avtomexanik ham sinab ko'rmaguncha ishonmadi. Va endi u benzinda yiliga 35 000 rubl tejaydi!

Levitron - bu o'yinchoq. Agar siz ishlab chiqarish imkoniyatlarini bilsangiz, uni sotib olishning ma'nosi yo'q uy qurilishi qurilmasi. Bunday Levitronni loyihalashda hech qanday murakkab narsa bo'lmaydi, agar mavjud bo'lsa oddiy sensor zal, masalan, avtomobil distribyutori uchun sotib olingan va kelajakda foydalanish uchun qoldirilgan.

Siz bilishingiz kerakki, levitatsiya effekti har doim juda tor zonada kuzatiladi. Bunday haqiqatlar hunarmandlarning harakat erkinligini biroz cheklaydi, ammo sabr va vaqt bilan siz har doim Levitronni samarali va samarali o'rnatishingiz mumkin. U amalda yiqilmaydi yoki sakramaydi.

Hall sensoridan Levitron

Zal sensori uchun Levitron va uni ishlab chiqarish g'oyasi hamma narsa kabi oddiy. Magnit maydon kuchi tufayli elektromagnit xususiyatlarga ega har qanday materialning bir qismi havoga ko'tariladi.

Havoda suzuvchi "hoving" effektini yaratish uchun ulanish amalga oshiriladi yuqori chastotali. Boshqacha qilib aytganda, magnit maydon materialni ko'tarib tashlaganga o'xshaydi.

Qurilmaning dizayni juda sodda, hatto fizika darslarini behuda o'tkazmagan maktab o'quvchisi ham hamma narsani o'zi qura oladi.

1. Sizga LED kerak (uning rangi individual imtiyozlarga qarab tanlanadi).
2. RFZ 44N tranzistorlari (garchi bu parametrlarga yaqin bo'lgan har qanday dala moslamasi ishlaydi).
3. Diyot 1N 4007.
4. Rezistorlar 1 kOhm va 330 Ohm.
5. Aslida, zal sensori o'zi (A3144 yoki boshqa).
6. 0,3-0,4 mm o'lchamdagi mis o'rash simi (taxminan 20 metr etarli bo'ladi).
7. 5x1 mm planshet shaklida neodim magnit.
8. Mobil telefonlar uchun mo'ljallangan 5 voltli zaryadlovchi.

Endi yig'ish qanday amalga oshirilishi haqida batafsil:

• Elektromagnit uchun ramka fotosuratda bo'lgani kabi bir xil parametrlar bilan qilingan. 6 mm - diametri, taxminan 23 mm - o'rash uzunligi, 25 mm - chekka bilan yonoqlarning diametri. Ramka kartondan va oddiy daftar varag'idan superglue yordamida qilingan.

• Oxiri mis sim g'altakning ustiga o'rnatiladi va keyin o'rash amalga oshiriladi (taxminan 550 burilish). Uni qaysi tomonga o'tkazishingiz muhim emas. Telning boshqa uchi ham mahkamlangan, lasan hozircha chetga qo'yilgan.
• Biz hamma narsani diagramma bo'yicha lehimlaymiz.

• Zal sensori simlarga lehimlanadi va keyin lasan ustiga qo'yiladi. Siz uni lasan ichiga kiritishingiz va uni doğaçlama vositalar bilan mahkamlashingiz kerak.

Diqqat. Sensorning sezgir maydoni (uni zal sensori uchun hujjatlardan aniqlash mumkin) erga parallel ko'rinishi kerak. Shuning uchun, sensorni lasanga kiritishdan oldin, bu joyni biroz egish tavsiya etiladi.

• Bobin to'xtatiladi, unga quvvat oldindan lehimlangan taxta orqali beriladi. Bobin tripod yordamida o'rnatiladi.

Endi siz Levitron qanday ishlashini tekshirishingiz mumkin. Har qanday elektrlashtirilgan material pastdan lasanga keltirilishi mumkin. U qutbga qarab lasanga tortiladi yoki qaytariladi. Ammo havoda osilib turish, suzish uchun bizga material kerak. Agar materialning shakli lasanga nisbatan juda kichik bo'lmasa, bu shunday bo'ladi.

Eslatma. Agar planshet shaklidagi magnit kichik bo'lsa, unda u juda samarali ko'tarilmaydi. U tushishi mumkin. Ishdagi xatolarni bartaraf qilish uchun siz materialning og'irlik markazini pastga siljitishingiz kerak - oddiy qog'oz parchasi yuk sifatida ishlaydi.

LEDga kelsak, uni o'rnatishingiz shart emas. Boshqa tomondan, agar siz ko'proq effekt olishni istasangiz, orqadan yoritilgan shouni tashkil qilishingiz mumkin.

Sensorsiz klassik versiyada uy qurilishi Levitron

Ko'rib turganingizdek, zal sensori mavjudligi tufayli juda ta'sirli o'yinchoq ishlab chiqarish mumkin edi. Biroq, bu sensorsiz amalga oshirilmaydi degani emas. Aksincha, klassik versiyada uy qurilishi Levitron - bu faqat dinamikdan katta magnit (diametri 13-15 sm) va yuqori qismi uchun kichik halqali magnit (diametri 2-3 sm), sensordan foydalanmasdan.

Ustki qismning o'qi odatda undan tayyorlanadi eski qalam yoki qalam. Asosiysi, novda halqa magnitining markaziga mahkam joylashishi uchun tanlangan. Keyin tutqichning ortiqcha qismi kesiladi (taxminan 10 sm uzunlikdagi tepalik uchun biriktirilgan magnit bilan birga, sizga kerak bo'lgan narsa).

Levitron uchun klassik ishlab chiqarish sxemasi, shuningdek, o'nlab turli xil yuvish vositalarining mavjudligini nazarda tutadi. qalin qog'oz. Ular nima uchun kerak? Agar yuqorida tavsiflangan holatda qog'oz ham ishlatilgan bo'lsa va biz eslaganimizdek - tortishish markazini pastga siljitish yoki oddiyroq qilib aytganda, sozlash uchun. Bu yerda ham xuddi shunday. Yuqori qismni ideal sozlash uchun yuvish vositalari kerak bo'ladi (agar kerak bo'lsa, ular novda ustidagi halqa magnitidan keyin joylashtiriladi).

Diqqat. Uy qurilishi ustki qismi mukammal darajada ko'tarilishi uchun uni yuvish vositalari bilan sozlashdan tashqari, siz polarit bilan xato qilmasligingiz kerak. Boshqacha qilib aytganda, halqa magnitini katta magnit bilan koaksiyal ravishda o'rnating.

Lekin bu hammasi emas. Birinchi holatda ham (zal sensori yordamida), ikkinchisida ham diqqatga sazovor joyning ideal tekisligiga erishish kerak. Boshqacha qilib aytganda, idealga katta magnit qo'yish tekis sirt. Bunga erishish uchun foydalaning yog'och kostryulkalar har xil qalinlikdagi. Agar magnit bir tekisda o'tirmasa, stendlar bir tomonga yoki bir necha tomonga joylashtiriladi, shuning uchun tekislikni moslashtiradi.

Levitron platformasi

Levitronning platforma sxemasi, qoida tariqasida, bitta emas, balki bir nechta manba magnitlarining mavjudligi bilan ajralib turadi. Bunday holda, havoda yoki tepada suzuvchi material magnitlardan biriga tushib, ular bilan harakatlanadi vertikal o'q. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun siz diqqatni jalb qilishning markaziy zonasini moslashtira olishingiz va uni juda aniq bajarishingiz kerak.

Va bu erda o'sha rulonlar yordamga keladi, ichiga zal sensori o'rnatilgan. Ikkita shunday rulon bo'lsin va ular platformaning o'rtasiga, magnitlar orasiga joylashtirilishi kerak. Diagrammada u shunday ko'rinadi (1 va 2 magnitlar).

Diagrammadan ma'lum bo'ladiki, bobinlarni boshqarishdan maqsad gorizontal kuch, tortishish markazini yaratishdir. Bu kuch rasmiy ravishda Fss deb ataladi va diagrammada X sifatida ko'rsatilgan siljish sodir bo'lganda muvozanat o'qi tomon yo'naltiriladi.

Agar siz sarg'ishlarni impuls teskari polariteli zona hosil qiladigan tarzda ulasangiz, muammoni ofset bilan hal qilishingiz mumkin. Buni har qanday fizik tasdiqlaydi.

Har qanday eski DVD pleer Levitron platformasi dizayni uchun korpus sifatida ishlatilishi mumkin. Undan barcha "ichki qismlar" chiqariladi, magnitlar va rulonlar o'rnatiladi va go'zallik maqsadida yuqori qismi yupqadan yasalgan amaliy qopqoq bilan yopiladi, bo'lishi mumkin. shaffof material(magnit maydonni uzatuvchi).

Hall datchiklari platformaning teshiklari orqali chiqib ketishi kerak va ulagichlarning tekislangan oyoqlarida lehimlangan bo'lishi kerak.

Magnitlarga kelsak, ular bo'lishi mumkin dumaloq elementlar 4 mm qalinligi. Magnitlardan biri diametri ikkinchisidan kattaroq bo'lishi maqsadga muvofiqdir. Masalan, 25 va 30 mm.

Levitronlarning kichik globus ichida joylashgan tepani aylantirish sxemasi bo'yicha ishlab chiqarilgan yanada murakkab versiyalari ham mavjud. Ushbu Levitronlarni Hall datchiklari - avtomobil sanoatida va inson faoliyatining boshqa sohalarida butun inqilobni amalga oshirgan samarali komponentlar yordamida ham qurish mumkin.

Bu erda biz o'z qo'llaringiz bilan salqin Levitronni qanday qilishni aytamiz va ko'rsatamiz!

Men bu hunarmandchilikni universitetda yig'ishga majbur bo'ldim :)

Men buni sinfdoshim bilan birga qildim, uning vazifasi aqldan ozish edi, men uchun esa elektron plomba.

Hammasi qanday ajoyib bo'ldi - o'zingiz baho bering, sharhlar yozing, o'qish va muhokama qilish qiziqarli bo'ladi.

Levitronni yaratish g'oyasiga qanday kelganimizni aniq eslay olmayman, hunarmandchilik mavzusi erkin shaklda edi. Dizayn oddiy ko'rinadi, lekin u ko'zni tortadi.

Umuman olganda, Levitronning o'zi havodan tashqari hech qanday sirt bilan aloqa qilmaydigan muhitdagi har qanday ob'ektni qo'llab-quvvatlaydigan qurilma. U vakuumda ham ishlaydi.

IN Ushbu holatda elektronika magnitni suzuvchi qiladi va magnitni allaqachon, masalan, mazali arzon ichimlik qutisiga yopishtirish mumkin :)

Internetni diqqat bilan qidirsangiz, ko'p narsalarni ko'rishingiz mumkin turli xil variantlar elektromagnit levitron, masalan:

Ularni to'xtatilgan va jirkanchlarga bo'lish mumkin. Agar birinchi holatda tortishish kuchini shunchaki kompensatsiya qilish kerak bo'lsa, ikkinchisida gorizontal tekislikda siljish ham mavjud, chunki Ernshou teoremasiga ko'ra, "har bir muvozanat konfiguratsiyasi ball to'lovlari Agar ularga Kulon tortishish va itarish kuchlaridan boshqa hech narsa ta'sir qilmasa, beqaror." - wikidan iqtibos.

Bundan kelib chiqadiki, agar kerak bo'lsa, to'xtatilgan levitronni ishlab chiqarish va sozlash osonroq. Men juda ko'p bezovta qilishni xohlamadim, shuning uchun universitet uchun ular bu erda muhokama qilinadigan osilgan Levitronni yasashdi va men allaqachon sevgilim uchun o'zim uchun jirkanch narsa qildim :) Bu boshqa maqolada yoziladi. Biroz vaqt o'tgach, men ushbu matnni o'chirib tashlayman va bu erda unga havolani taqdim etaman. Bu ajoyib ishlaydi, lekin uning kamchiliklari ham bor.

O'z navbatida, ob'ektni bir xil masofada ushlab turish usuliga ko'ra, barcha marjon levitronlari ham raqamli va analoglarga bo'linishi mumkin. Va sensorlar turiga ko'ra, ularni optik, elektromagnit, tovush va, ehtimol, hamma narsaga bo'lish mumkin.

Ya'ni, biz magnitning Levitrongacha bo'lgan masofasi haqida analog signalni olamiz va magnitga ta'sir kuchini raqamli ravishda moslashtiramiz. Biroq, yuqori texnologiyali.

G'oyaning o'zi geektimes veb-saytidan olingan va PCB bizning qismlar to'plamimiz uchun allaqachon shaxsan tayyorlangan. Bundan tashqari, dastlabki loyihada uchta terminalli SS49 datchiklari ishlatilgan, ammo muddatlar juda qattiq edi, ular, yumshoq qilib aytganda, asossiz qimmatga tushdi (Xitoyda 10 dona uchun 6 dollarga nisbatan 4 dollar, masalan, havola), shuning uchun biz to'rt terminalli Hall datchiklari ishlatilgan. Men sxemani o'zgartirishim va qurilmaga tizimli qo'shimchalar kiritishim kerak edi. Bundan tashqari, ko'proq namoyish qilish uchun LEDlar bloki qo'shildi, ular magnit ko'tarilganda, ya'ni Levitron ishlay boshlaganda silliq yonadi va magnit olib tashlanganida muammosiz o'chadi. Bularning barchasi diagrammada aks etadi.

Aslida, to'rt terminalli sensorli Levitron sxemasi:

Uch terminalli datchiklar va oddiyroq yoritgichli Levitron sxemasi:

Operatsion printsipi juda oddiy. Elektromagnit bo'lgan lasan, kuch qo'llanilganda, magnitni tortadi - ob'ekt jalb qilinadi. Magnit va bobin orasiga o'rnatilgan sensor o'sishni qayd etadi magnit oqimi, bu magnit yaqinlashayotganini anglatadi. Elektronika buni nazorat qiladi va lasanni kuchlanish manbasidan ajratadi. Magnit tortishish kuchi ta'siriga tusha boshlaydi. Sensor magnit oqimining pasayishini aniqlaydi, bu darhol elektronika tomonidan aniqlanadi va elektromagnitga kuchlanish qo'llaniladi, magnit tortiladi - va bu juda tez-tez sodir bo'ladi - soniyada taxminan 100 ming marta. Dinamik muvozanat yuzaga keladi. Inson ko'zining buni payqashga vaqti yo'q. Jeneratör chastotasi TL494 mikrosxemasining 5 va 6-pinlarida rezistor va kondansatör tomonidan o'rnatiladi.

Bobinning o'zi tomonidan yaratilgan magnit maydonni qoplash uchun elektromagnitning boshqa tomonidagi ikkinchi sensor kerak. Ya'ni, agar bu ikkinchi sensor mavjud bo'lmasa, elektromagnit yoqilganda, tizim neodimiyum magnitining magnit maydonining intensivligini elektromagnitning o'zi tomonidan yaratilgan magnit maydondan ajrata olmaydi.

Shunday qilib, bizda ikkita sensorli tizim mavjud bo'lib, ulardan signal differentsial ulanishdagi operatsion kuchaytirgichga beriladi. Bu shuni anglatadiki, operatsion kuchaytirgichning chiqishida faqat sensorlardan olingan kuchlanish farqi paydo bo'ladi.

Masalan. Datchiklarning birida chiqish kuchlanishi 2,5 V, ikkinchisida - 2,6 V. Chiqish 0,1 V bo'ladi. Ushbu differentsial signal sxema bo'yicha LM324 chipining 14-pinida joylashgan.

Keyinchalik bu signal keyingi ikkita operatsion kuchaytirgichga - OP1.1, OP 1.3 ga beriladi, ularning chiqish signallari diodli valf orqali TL494 chipining 4-piniga o'tadi. D1, D2 diodlaridagi diodli klapan faqat bitta kuchlanishdan o'tadi - nominal qiymatdan yuqori bo'lgan kuchlanish. PWM tekshirgichining 4-pin drayveri quyidagicha ishlaydi - bu pindagi kuchlanish qanchalik baland bo'lsa, impulslarning ish aylanishi shunchalik past bo'ladi. Rezistor R9 shunday mo'ljallanganki, diodli klapanning kirishlarida kuchlanish 0,6 V dan kam bo'lgan vaziyatda - pin № 4 aniq erga tortiladi - PWM maksimal ish aylanishini ishlab chiqaradi.

OP1.1, OP 1.3 operatsion kuchaytirgichlariga qaytaylik. Birinchisi, magnit etarli darajada yoqilgan bo'lsa, PWM tekshirgichini o'chirishga xizmat qiladi uzoq masofa lasan maksimal bo'sh ishlamasligi uchun sensordan.

OP 1.3 dan foydalanib, biz differentsial signalning kuchayishini o'rnatamiz - mohiyatiga ko'ra, u fikr-mulohazalarning chuqurligini o'rnatadi (Tekshiruv). Qanchalik kuchliroq fikr-mulohaza- bular kuchliroq tizim magnit yaqinlashganda reaksiyaga kirishadi. Agar OS chuqurligi etarli bo'lmasa, magnitni yaqinlashtirish mumkin va qurilma elektromagnitga pompalanadigan quvvatni kamaytirishni boshlamaydi. Va agar OS chuqurligi juda katta bo'lsa, u holda ish aylanishi magnitning jozibador kuchi uni bu masofada ushlab turishidan oldin pasayishni boshlaydi.

O'zgaruvchan qarshilik P3 ni o'rnatish shart emas - u generatorning chastotasini sozlash uchun ishlatiladi.

OP1.2 - to'rt pinli sensorlar uchun zarur bo'lgan 2,5V kuchlanish generatori. Uch pinli SS49 tipidagi sensorlar uchun bu kerak emas.

Men C1, R6 va R7 elementlarini eslatishni unutibman. Ularning hiylasi shundan iboratki, bu erda doimiy signal rezistorlar tufayli 10 marta kesiladi va o'zgaruvchan signal kondansatör tufayli jimgina o'tadi va shu bilan magnitning sensorgacha bo'lgan masofasining keskin o'zgarishiga kontaktlarning zanglashiga erishadi.

SD1 diodi elektromagnitdagi kuchlanish o'chirilganda teskari emissiyalarni bostirish uchun mo'ljallangan.

T2-dagi tugun elektromagnitda impulslar paydo bo'lganda LED chizig'ini muammosiz yoqish va o'chirish imkonini beradi.

Keling, dizaynga o'tamiz.

biri asosiy fikrlar Levitronda elektromagnit mavjud. Biz qandaydir qurilish murvatiga asoslangan ramka yasadik, uning ustiga dumaloq kontrplak tomonlari kesilgan.

Bu erda magnit oqim bir necha asosiy omillarga bog'liq:

• yadro mavjudligi;
• g'altakning geometriyasi;
• lasan oqimi

Oddiy qilib aytganda, lasan qanchalik katta bo'lsa va undagi oqim qanchalik katta bo'lsa, magnit materiallarni shunchalik kuchliroq tortadi.

O'rash sifatida 0,8 mm PEL sim ishlatilgan. Ular g'altakning o'lchami ta'sirli bo'lib tuyulmaguncha, uni ko'z bilan o'rashdi. Natija quyidagicha:

Bizning hududimizda kerakli simni topishning iloji bo'lmasligi mumkin, ammo uni onlayn-do'konlarda topish juda oson - lasanni o'rash uchun 0,4 mm sim.

Bobin o'ralgan paytda, taxta tayyorlangan va chizilgan. U LUT texnologiyasidan foydalangan holda yaratilgan, taxtali chizma Sprint LayOut dasturida qilingan. Levitron platasini havoladan yuklab olishingiz mumkin.

Taxta ammoniy persulfat qoldiqlari bilan qoplangan, bo'sh idish bu loyihada muvaffaqiyatli qo'llanildi :)

Shuni ta'kidlashni istardimki, qismlarni joylashtirish, shuningdek, yo'llarni yo'naltirish juda ehtiyotkorlik bilan lehimlashni talab qiladi, chunki ular bo'lmasligi kerak bo'lgan joylarda ulanishlarni o'rnatish oson. Agar sizda bunday ko'nikmalar bo'lmasa, buni katta o'lchamli komponentlar bilan qilish juda mumkin non taxtasi, bu kabi va ulanishlar teskari tomondan simlar yordamida amalga oshiriladi.

Natijada kengash shunday bo'lib chiqdi:

Kengash rulonning o'lchamlariga juda ergonomik tarzda mos keladi va unga kuchli issiq erituvchi yopishtiruvchi yordamida to'g'ridan-to'g'ri biriktirilgan va shu bilan bitta monoblokga aylangan - quvvatni ulang, uni sozlang va tizim ishlaydi.

Ammo bularning barchasi elektromagnit tayyor bo'lgunga qadar sodir bo'ldi. Doska biroz oldinroq qilingan va qurilmaning ishlashini qandaydir tarzda sinab ko'rish uchun vaqtincha kichikroq bobin ulangan. Birinchi natija quvonarli edi.

Sensorlar, yuqorida yozilganidek, to'rt pinli BLDC motorlarining pozitsiyasini kuzatish tizimlaridan foydalaniladi. Ular bo'yicha hujjatlarni topishning iloji bo'lmaganligi sababli, men qaysi pinlar nima uchun javobgar ekanligini empirik tarzda aniqlashim kerak edi. Forma omili quyidagicha bo'ldi:

Bu orada katta elektromagnit keldi. Bu narsa menga katta umid baxsh etdi :)

Katta elektromagnit bilan birinchi sinovlar juda katta ish masofasini ko'rsatdi. Bu erda bitta nuance bor - neodim magnitining yon tomonida joylashgan sensor elektronikaning ishonchli ishlashi uchun bobindan bir oz uzoqroq bo'lishi kerak.

Oxirgi fotosurat aniqroq ko'rinadi kosmik sun'iy yo'ldosh. Aytgancha, bu Levitronni aynan shunday loyihalash mumkin edi. Dizaynni takrorlamoqchi bo'lganlar uchun hammasi oldinda :)

Ko'taruvchi ob'ekt sifatida alkogolsiz ichimlik qutisidan foydalanishga qaror qilindi. Keling, haykaltaroshlik qilaylik ikki tomonlama lenta bankaga magnit, tekshiring.

Bu ajoyib ishlaydi, umuman olganda, qurilma tayyor deb hisoblanishi mumkin. Chapga tashqi dizayn. Qo'llab-quvvatlash nuri bar va tayoqlardan yasalgan, bizning monoblokning tanasi xuddi shu bo'sh qismdan qilingan. plastik idish ammoniy persulfatdan. Monoblokdan mo'ljallangan elektr ta'minoti uchun faqat ikkita sim chiqadi.

Bu vaqtga kelib u allaqachon lehimlangan edi devorga o'rnatilgan LED chizig'ini silliq yoqish diagrammasi chiziqning o'zi hamma joyda mavjud bo'lgan issiq erituvchi yopishtiruvchiga muvaffaqiyatli o'rnatiladi;

Quvvat manbai - 42 V dan 12 V ga o'zgartirilgan ba'zi bir printerdan olingan birlik.

Men sizga quvvat manbai ko'rinishini ham ko'rsataman :)

Keyinchalik, kontrplakdan stend yasaldi, unda quvvat manbai va 220 V ulash uchun ulagich o'rnatildi, go'zallik uchun yuqoriga mato mato yopishtirildi, butun tuzilish sariq va qora rangga bo'yalgan. Idish tajribalar davomida biroz egilib qolgani uchun almashtirildi.

Bularning barchasidan, levitatsiya effektiga qo'shimcha ravishda, juda ajoyib tungi yorug'lik paydo bo'ldi.

Videoni birozdan keyin qo'shaman, lekin hozircha, barchasini yakunlash uchun, mening dizaynimni radio klubimdagi 13 yoshli talaba osongina takrorlaganligini aytmoqchiman.

Hali emas ko'rinish hali tugamagan, lekin elektron to'ldirish kutilganidek ishlaydi. Uning dizayni fotosurati:

Ba'zi ilg'or do'konlarda siz reklama stendlarini ko'rishingiz mumkin eng qiziqarli effektlar displey oynasidan biror narsa yoki brend tasviri bo'lgan narsa ko'tarilganda. Ba'zan aylanish qo'shiladi. Ammo uy qurilishi mahsulotlarida katta tajribaga ega bo'lmagan odam ham bunday o'rnatishni amalga oshirishi mumkin. Buning uchun sizga neodim magnit kerak bo'ladi, uni kompyuter qismlarida topish mumkin.

Magnitning xususiyatlari hayratlanarli. O'xshash qutblar tomonidan qaytarilishning ushbu xususiyatlaridan biri magnit levitatsiya poezdlari kabi ishlatiladigan ob'ektlarda qo'llaniladi, kulgili o'yinchoqlar yoki ajoyib dizayn ob'ektlari uchun asos va hokazo. Magnitlarga asoslangan levitatsiya ob'ektini qanday qilish kerak?

Video bo'yicha magnit levitatsiya

Besh nuqtadan yuqori neodim magnitlarining levitatsiyasi. Magnit Levitatsiya, magnétismo, magnit eksperiment, truco magnética, moto perpetuo, ajoyib o'yin. Qiziqarli fizika.

Munozara

kalxat
Magnit aylanganda, levitatsiya sodir bo'ladi va magnitning tezligi pasaysa, u orbitadan tushadi ... bu ta'sirni oqlang. Magnitlar orasidagi magnit maydonlarning o'zaro ta'siri aniq, ammo aylanishning roli qanday. Bundan tashqari, bobinlardan o'zgaruvchan magnit maydon yordamida magnitni havoda ushlab turishingiz mumkin.

pukla777
Iltimos, mavzu ustida ishlang - volan generatori. O'ylaymanki, u foydali amaliy dasturlarga ega bo'ladi. Bundan tashqari, siz uni uzoq vaqt oldin videoga tushirgansiz, lekin juda kam va ma'lumotsiz.

Rossiya Prezidenti
Agar .. bo'lsa nima bo'ladi:
Ushbu tepani qandaydir kubga aylantiring va u erda vakuum yarating, fikrga ko'ra, havo qarshiligi bo'lmaydi va u deyarli cheksiz aylanadi! Va agar misni to'g'ri o'rash va energiyani olib tashlash bo'lmasa?

Evgeniy Petrov
Fikrlarni o'qidim, hayronman, qanaqa mavzu!? U erda hamma narsa magnit tepaga o'xshaydi, ular unga mo'yna berishdi. energiya tepalikning doimiy magnit maydonidir, u aylanganda magnit maydon ham aylanadi, lekin asosiysi qanday! Magnitlarda domenlar teng taqsimlanmagan; kuchli nuqta bu erda farq umuman ahamiyatsiz, shuning uchun maydonning aylanishi buni amalga oshirishga imkon bermaydi.

Vyacheslav Subbotin
Yana bir fikr, agar siz lazerni doimiy ravishda bir tomondan porlasangiz nima bo'ladi? Engil bosim tufayli tepaning aylanish vaqti o'zgaradimi? Agar siz kuchli lazerni olsangiz, tepaning umuman to'xtamasligiga erishishingiz mumkin.

Hech kim noma'lum
Eski o'yinchoq... Men bu ustki va uning ostidagi plastinkani ferrit magnitlarida eslayman, neodimiyda u allaqachon zerikarli va taglikning pastki magniti bitta qattiq plastinka edi va beshta alohida magnit emas, faqat u aqlli magnitlangan. yo'l ...

Aligarx Leopold
Igor Beletskiy, siz uni ushlamaslik uchun tepaga tushadigan qalpoq yasashingiz mumkin. Aylanishni saqlab qolish uchun unga aylanadigan magnit maydon qo'shish mumkinmi? Misol uchun, agar siz uning magnit stolini aylantirsangiz ...

Timur Aminev
Iltimos, ayting-chi, Yerning magnit maydoni tepalikni qanday sekinlashtiradi? Aylanishga qarshi qaratilgan kuchlarning qanday momentlari va nima uchun paydo bo'lishi ma'nosida.

Aleksandr Vasilevich
Agar siz magnit ustiga lasan (yoki pastda u juda ajoyib bo'lardi!) o'rnatsangiz va uning yuqori qismini burasangiz, siz qandaydir motorni ishga tushirasiz. magnit suspenziya. Bu narsa mutlaqo ahmoq, lekin chiroyli. Quvvat manbai olib tashlanmaguncha u aylanadi))

Ivan Petrov
Xo'sh, biz buni allaqachon ko'rganmiz. Magnitni aylanmasdan ko'taring! (va tayanchlarsiz va suyuq azotsiz, albatta).

Oliy elf
Kambag'al talabalar uchun firibgarlik, agar magnitni burish kerak bo'lmasa, uni levitatsiya deb atash mumkin. Magnitning o'zi, tepada, agar unga aylanish berilmasa, siljiydi.

Andrey Solomennikov
Agar siz platformaga o't qo'ysangiz va parvonalarni giroskopga (Yula) qo'ysangiz nima bo'ladi, shunda u pastda olov yonayotganda aylanadi. Dvigatelning nomini eslay olmayman, lekin uning mohiyati issiqlikdan foydalanadigan rotorning aylanishidir.

Voljanin
Igor, bir fikr bor... Stolingizda bir xil magnit maydon yo‘q, lekin bir nechta magnitdan tepa yasasangiz va stolni aylantirsangiz... Balki tepa tezlikni yo‘qotmas... Nima? deb o'ylaysizmi?..

Anton Simovskix
Igor Beletskiy, jarayonning fizikasini tushundingizmi? Nima uchun levitatsiya faqat dinamikada mumkin? Unda paydo bo'lgan Foucaldian oqimlari tepalikning barqarorlashuviga ta'sir qiladimi?

Magnit ustidagi levitatsiya ob'ekti bilan eng oddiy o'rnatish

Buning uchun sizga kerak bo'ladi: CD qutisi, bir yoki ikkita disk, ko'plab halqa magnitlari va super elim. Har qanday magnitni Xitoy onlayn-do'konida xarid qilishingiz mumkin.

Do'stlaringiz sizni ziyorat qilish uchun kelganlarida, ular o'zingiz yaratgan ajoyib dizayndan hayratda qoladilar.

Levitron qanday ishlaydi?

Endi siz birinchi Levitronni yaratish yoki sotib olish orqali levitatsiyaga qiziqib qolgansiz, siz faqat ishga tushirish san'atini o'rganishingiz kerak, biz ishlash tamoyilini hisobga olgan holda sizga yordam beramiz. Va biz sizga Levitronni ishga tushirish san'atini o'rgatamiz, sizga ushbu texnologiyaning sirlari va nozik tomonlari haqida gapirib beramiz.

Tepani ishga tushirish san'atini o'zlashtirib, uni barqaror levitatsiya holatiga qo'yish orqali siz va atrofingizdagilar butunlay hayratga tushishingiz kafolatlanadi. Bugungi kunda levitatsiya ko'pchilikni tashvishga solmoqda. Biz mijozlardan levitatsiya va Levitron qanday ishlashini tushuntirishga oid savollar bilan ko'plab so'rovlarni olamiz.

Ko'pchilik uning umuman ishlashidan hayron bo'ladi va ko'pincha Ernshou teoremasini (1.2) ishlamasligi kerakligiga dalil sifatida keltiradi. Olimlar orasida Levitronga bo'lgan qiziqish doimo kuchaygan. So'nggi paytlarda mikroskopik zarralar (masalan, elektronlar, neytronlar) uchun levitron tuzoqlariga o'xshashlik materiya manipulyatsiya qilinadigan va o'rganiladigan qiziqarli tadqiqot sohasida ishlaydigan olimlar tomonidan tan olingan, bir vaqtning o'zida shunday mikroskopik zarralar. O'xshashlikni birinchi bo'lib Bristol universitetidan doktor Maykl V. Berri tanigan. Doktor Berri bu e'tirofdan ilhomlanib, Levitron operatsiyasining fizikasi haqida batafsil ma'lumotni nashr etdi (3-da). Doktor Berrining maqolasi Levitronning qanday ishlashi haqida mavjud eng yaxshi tushuntirishlardan biri bo'lib, u biz uchun quyida taqdim etadigan asosiy mavzularning qisqacha mujassamini tayyorladi. To'liq ekspozitsiyani o'qishni istaganlar doktor Berridan qog'oz nusxasini so'rashlari kerak.

Uni nima ushlab turibdi?

"Antigravitatsiya" - bu tepalarni asosiy magnitlanishdan uzoqlashtiradigan kuch. Asosiy quti ichidagi yuqori va og'ir plita magnitlangan, ammo aksincha. Shimoliy qutbi yuqoriga qaragan asosiy magnitni va shimoliy qutbi pastga qaragan tepaga o'xshash magnitni tasavvur qiling (1-rasm). Prinsip shundan iboratki, ikkita bir xil qutb (masalan, ikkita Shimol) itariladi va ikkita qarama-qarshi qutb tortiladi, qutblar yaqinroq bo'lganda kuchlar kuchliroq bo'ladi. Yuqorida to'rtta magnit kuch mavjud: uning shimoliy qutbida shimoldan poydevorga va janubdan poydevorga tortishish va janubiy qutbda shimoldan poydevorga tortishish va janubdan janubga tortishish. asos. Kuchlar masofaga bog'liq bo'lganligi sababli, shimoldan shimolga itarish ustunlik qiladi va yuqori itarish magnitdir. U yuqoriga ko'tarilgan bu tortishish tortishish kuchini muvozanatlashtirgan joyda, ya'ni aniq kuch nolga teng bo'lgan muvozanat nuqtasida osilgan.

Nima uchun Levitron aylanishi kerak?

Yuqori qismini ag'darishning oldini olish uchun. Cho'qqidagi umumiy quvvatni ta'minlashdan tashqari, bazaning magnit maydoni aylanish o'qini aylantirishga moyil bo'lgan momentni ta'minlaydi. Agar tepa aylanmasa, bu magnit moment uni ag'daradi. Keyin uning janubiy qutbi pastga qaraydi va poydevordan keladigan kuch jozibador bo'ladi - ya'ni tortishish bilan bir xil yo'nalishda - va tepasi tushadi. Yuqori aylanayotganda, moment gyroskopik tarzda harakat qiladi va o'q ag'darilmaydi, lekin magnit maydonning (deyarli vertikal) yo'nalishi bo'ylab aylanadi. Bunday aylanish pretsessiya deb ataladi (2-rasm). Levitron bilan eksa deyarli vertikal bo'lib, yuqori sekinlashganda yanada aniqroq bo'ladigan tremor sifatida pretsessiya ko'rinadi. Levitron kabi magnit qo'llab-quvvatlanadigan cho'qqilarni barqarorlashtirishda spinning samaradorligi Roy M. Harrigan (4) tomonidan kashf etilgan.

Nega Levitron yon tomonga siljimaydi?

Birinchisi uchun u to'xtatilgan bo'lib qoladi, faqat balans etarli emas. Muvozanat ham barqaror bo'lishi kerak, shuning uchun kichik gorizontal yoki vertikal harakat muvozanat nuqtasiga qarab yuqoriga, orqaga itaruvchi kuch hosil qiladi. Levitron uchun barqarorlikka erishish qiyin. Bu ustki tomon lateral harakatlanayotganda, asosiy magnitning o'qidan uzoqlashganda, tepaning o'qi oldinga o'tgan taglikning magnit maydoni vertikaldan biroz og'ishiga bog'liq (2-rasm). Agar ustki qism aniq vertikalga yaqinlashsa, magnit maydonlar fizikasi muvozanatni beqaror qiladi. Maydon vertikalga juda yaqin bo'lgani uchun muvozanat faqat kichik balandliklar oralig'ida barqaror bo'ladi - poydevor markazidan taxminan 1,25 dyuymdan 1,75 dyuymgacha. ("Yangi Super Levitron" sevimli mashg'ulotlari uchun 2,5 dan 3,0 dyuymgacha) Earnshaw teoremasi Levitronning xatti-harakati bilan buzilmaydi. tortishish kuchi Bu Levitronga taalluqli emas, chunki magnit (yuqorida) aylanadi va shuning uchun bazadan maydonga dinamik ravishda reaksiyaga kirishadi.

Nima uchun Levitronning vazni muhim (va nima uchun uni sozlash kerak)?

Tepaning og'irligi va taglik va tepaning magnitlanish kuchlari muvozanat balandligini aniqlaydi, bu erda magnitlanish tortishish muvozanatini ta'minlaydi. Bu balandlik barqaror diapazonda bo'lishi kerak. Haroratdagi kichik o'zgarishlar taglik va yuqoridagi magnitlanishni o'zgartiradi. (Haroratning oshishi bilan atom magnitlarining yo'nalishlari tasodifiy bo'lib, maydon zaiflashadi). Og'irlik kompensatsiya qilish uchun sozlanmasa, muvozanat barqaror diapazondan tashqariga tushadi va tepa tushadi. Barqaror diapazon juda kichik bo'lgani uchun, bu sozlash juda nozik - eng engil kir yuvish mashinasi tepaning og'irligining atigi 0,3% ni tashkil qiladi.

Nima uchun Levitron nihoyat tushib ketdi?

Yuqori aylanishlar sekundiga taxminan 20 dan 35 gacha aylanish oralig'ida barqarordir (RPS). 35-40 RPS dan yuqori va 18 RPS dan pastda butunlay beqaror. Ustki qismi aylantirilib, ko'tarilgandan so'ng, u havo qarshiligi tufayli sekinlashadi. Bir necha daqiqada u yetib boradi pastki chegara barqarorlik (18 RPS) va tushadi. Levitronning aylanish muddati uni vakuumga joylashtirish orqali uzaytirilishi mumkin. O'tkazilgan bir nechta vakuum tajribalari davomida tepa taxminan 30 daqiqadan so'ng tushib ketdi. Nima uchun u buni qilgani aniq emas; ehtimol harorat o'zgarganda, muvozanatni barqaror diapazondan tashqariga chiqarish; Ehtimol, uzoq muddatli beqarorlik qoldiqlari bor, chunki tepa etarlicha tez aylanmaydi; yoki, ehtimol, vakuum uskunasining tebranishi maydonni supurib o'tadi va asta-sekin presessiya o'qini magnit maydon yo'nalishidan uzoqlashtiradi. Spin chastotasini barqaror diapazonda ushlab turish uchun tepaning chetida joylashgan mos havo tishli yoqasi bilan havo puflash orqali levitatsiya sezilarli darajada uzaytirilishi mumkin. Yaqinda Levitron tepasi bir necha kun davomida shu tarzda aylanib turdi. Ammo cho'qqining ko'tarilishini uzaytirishning eng muvaffaqiyatli vositasi bu yangi, elektromagnit impulsli qurilma bo'lib, u bir necha kun va hatto haftalar davomida yuqoriga ko'tarilishi mumkin.

Levitron printsipi qanday qo'llaniladi?

IN so'nggi o'n yilliklar, Mikroskopik zarrachalar magnit va/yoki elektr maydonlaridan tutib oʻrganilgan. Tuzoqlarning bir nechta turlari mavjud. Masalan, neytronlar magnit maydonda o'tkazilishi mumkin, tizimi tomonidan yaratilgan bobinlar Neytronlar aylanadigan magnit zarralardir, shuning uchun bunday neytron tuzog'ining Levitron bilan o'xshashligi yaqin.