วันหยุดปีใหม่กำลังใกล้เข้ามา และวิธีที่จะมาถึงปีใหม่โดยไม่มีของขวัญให้กับญาติญาติและเพื่อน ในขณะเดียวกันผู้เฒ่าผู้แก่กล่าวว่าของขวัญที่ดีที่สุดคือของขวัญที่ได้รับก็ยังไม่สูญหายไป ทำมันเอง. และทำไมไม่ลองทำของขวัญให้เป็นของขวัญปีใหม่ของคน
มันเสนอให้ทำ Levitron ที่ง่ายที่สุดเช่นของขวัญ การลอยของแม่เหล็กมักจะดูน่าประทับใจและมีเสน่ห์ ใช้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่มองไม่เห็นเรายกแม่เหล็กนีโอดิเมียมเล็ก ๆ ไว้ในอากาศ เอฟเฟกต์ที่พุ่งสูงขึ้นนั้นเกิดจากการเพิ่มและลดแม่เหล็กในช่วงความสูงที่เล็กมาก แต่มีความถี่สูง วันนี้คุณสามารถทำอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยตัวเอง และสำหรับสิ่งนี้ไม่จำเป็นที่จะต้องใช้เงินและเวลาเป็นจำนวนมาก
ในบทความนี้เราจะพิจารณารูปแบบและเทคโนโลยีสำหรับการผลิตแม่เหล็ก levitron จากส่วนประกอบที่เรียบง่ายและราคาถูก
รูปแบบของอุปกรณ์สำหรับการลอยด้วยแม่เหล็ก นำเสนอด้านล่าง
หลักการทำงานของอุปกรณ์
เมื่อใช้วงจรนี้ขดลวด L1 จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงซึ่งเก็บแม่เหล็กถาวรไว้กับน้ำหนักของมัน เนื่องจากตำแหน่งสมดุลไม่เสถียรอย่างยิ่งระบบควบคุมและจัดการอัตโนมัติจึงใช้เพื่อเก็บแม่เหล็กไว้ในวงจร เซ็นเซอร์ตรวจสอบตำแหน่งคือเซ็นเซอร์ MD1 ที่ควบคุมด้วยสนามแม่เหล็กโดยอิงจากเอฟเฟกต์ฮอลล์ มันตั้งอยู่และคงที่ในใจกลางของขดลวดจากด้านข้างของการทำงานที่สิ้นสุด
การทำงานของเซ็นเซอร์ฮอลล์ (MD1) ประกอบด้วยการลดสัญญาณขาออก (ขา 3) ถึงการปิดเครื่องพร้อมการเพิ่มขึ้นของสนามแม่เหล็กคงที่หรือไดนามิก ด้วยการลดลงของสนามแม่เหล็กตรงข้ามเป็นจริง เซ็นเซอร์ Hall ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็ก (4 ... 20 V) และกระแสต่ำ (3 ... 20 mA) ในขณะที่ควบคุมทรานซิสเตอร์พลังงาน VT1
LED1 ใช้สำหรับควบคุมการทำงานของอุปกรณ์
ไดโอด VD2 มอบการทำงานความเร็วสูงของคอยล์
โครงการทำงานดังต่อไปนี้
เมื่อคุณเปิดอุปกรณ์กระแสไฟจะผ่านขดลวด L1 และทรานซิสเตอร์เปิด VT1
ในกรณีนี้ขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กและเริ่มดึงดูดแม่เหล็กถาวร แม่เหล็กดึงดูดแม่เหล็กไฟฟ้า แต่เพิ่มขึ้นมันตกอยู่ในช่วงของเซ็นเซอร์ตำแหน่ง (MD1) และสลับกับสนามแม่เหล็ก ในกรณีนี้สัญญาณจะถูกนำไปใช้กับทรานซิสเตอร์ VT1 ซึ่งจะปิดแม่เหล็กไฟฟ้า จากนั้นแม่เหล็กถาวรจะเริ่มตก แต่เมื่อออกจากโซนความไวของเซ็นเซอร์มันจะเปิดแม่เหล็กไฟฟ้าอีกครั้ง ในกรณีนี้แม่เหล็กถูกบังคับให้ย้ายไปยังแม่เหล็กไฟฟ้าอีกครั้ง ดังนั้นแม่เหล็กถาวรจะแกว่งไปมาอย่างต่อเนื่องรอบ ๆ จุดที่ระบบกำหนดไว้
เพื่อป้องกันไม่ให้แม่เหล็กถาวรพลิกในระหว่างการแกว่งตำแหน่งของมันจะเสถียรตัวอย่างเช่นโดยการยึดบางสิ่งไว้กับมันจากด้านล่าง เมื่อแม่เหล็กพลิกไปขั้วจะเปลี่ยนไปโดยหันหน้าไปทางเซ็นเซอร์ตำแหน่ง MD1 และวงจรจะหยุดทำงานเนื่องจากเซ็นเซอร์จะถูกควบคุมโดยขั้วใต้ของแม่เหล็กเท่านั้น
การผลิตอุปกรณ์
1. พื้นฐานของอุปกรณ์ Levitron นั้นพิจารณาจากขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า ทางเลือกของเธอส่วนใหญ่จะเป็นตัวกำหนดการออกแบบของอุปกรณ์
ขดลวดสามารถทำอย่างอิสระ มันเพียงพอที่จะหมุน 500 ... 600 รอบของลวดเคลือบฟันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 ... 0.4 มม. ลงบนท่อ (ต้องใช้ลวดประมาณ 20 เมตร) ในการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ดังกล่าวคุณสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟหรืออุปกรณ์ชาร์จที่มีแรงดันไฟฟ้า 5 - 9 โวลต์
เป็นไปได้ที่จะใช้ขดลวดอุตสาหกรรมที่มีอยู่ ในเวลาเดียวกันก็เป็นที่พึงปรารถนาที่จะรู้ว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายและการเลือกแหล่งพลังงานที่เหมาะสมในอนาคต
ในกรณีของเราสำหรับของกำนัลดั้งเดิมต้องใช้การออกแบบที่กะทัดรัดของอุปกรณ์ดังนั้นจึงเลือกขดลวดรีเลย์ขนาดเล็ก
2. นอกจากขดลวดแล้วเราต้องใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามเช่น IRFZ44N หรือ MOSFET ที่คล้ายกันอีกครั้งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของขดลวดที่ใช้แล้ว ในกรณีของเราใช้ทรานซิสเตอร์ IRF630 ซึ่งยังคงอยู่บนบอร์ดหลังจากการทิ้งอุปกรณ์วิดีโอ
คุณต้องใช้เซ็นเซอร์ Hall เช่นพิมพ์ A3144, AH443 หรืออื่น ๆ เพื่อทำงานในโหมดที่คล้ายกัน ในกรณีนี้เซ็นเซอร์ราคาถูกที่พบในร้านค้ารุ่น HAL 508 UA-A-2-B-1-00 ถูกนำมาใช้
เราจะทำการเชื่อมต่ออุปกรณ์กับส่วนประกอบวิทยุที่เหลือตามแผนภาพด้านบน
3. ในการตรวจสอบและปรับการทำงานของ Levitron เราประกอบส่วนด้านซ้ายของวงจรด้านบนยกเว้นตัวต้านทาน R2 และการเปลี่ยนแปลงค่าเล็กน้อยจาก R3 ถึง 330 โอห์ม ด้านขวาของวงจรเป็นแหล่งพลังงานของอุปกรณ์และในรุ่นนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ มันสะดวกกว่าในการประกอบและทดสอบวงจรบนแผงวงจรสากล แต่เนื่องจากทรานซิสเตอร์ที่มีอยู่นั้นถูกบัดกรีแล้วพร้อมกับฮีทซิงค์บนชิ้นส่วนของแผงวงจรที่มีขนาดที่เหมาะสมฉันจึงบัดกรีวงจรที่อยู่ข้างๆ
4. ประกอบขดลวด เราวางเซ็นเซอร์ฮอลล์และติดตั้งชั่วคราวที่กึ่งกลางของรูที่ด้านล่างสุดของขดลวด
5. การทดสอบอุปกรณ์ เราแก้ไขขดลวดในระยะที่กำหนดจากพื้นผิวของตาราง หลังจากนั้นอุปกรณ์แม่เหล็กลอยสามารถขับเคลื่อน เนื่องจากขดลวดของรีเลย์ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้มีความต้านทานขดลวดที่ 210 โอห์มและถูกออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของ 12V เราจึงเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานที่เหมาะสม
จากนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องพิจารณาว่าด้านใดที่จะปรับทิศทางแม่เหล็กนีโอดิเมียมถาวรให้เป็นแม่เหล็กไฟฟ้า เราเปิดเลวิตรอน (LED ควรสว่างขึ้น) และนำแม่เหล็กไปที่ด้านล่างของขดลวดจากด้านข้างของเซ็นเซอร์ฮอลล์ ถ้าแม่เหล็กถูกดึงดูดไปที่ขดลวดและ LED ดับแม่เหล็กนั้นจะถูกปรับทิศทางอย่างถูกต้อง แต่ถ้าสนามแม่เหล็กของขดลวดผลักออกมันจะต้องหมุนแม่เหล็ก หากไฟ LED ไม่ดับเมื่อเชื่อมต่อแม่เหล็กกับด้านใดด้านหนึ่งจำเป็นต้องแลกเปลี่ยนปลายขดลวดเช่น เปลี่ยนเสาของเธอ เมื่อทำอย่างถูกต้องแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะรับแม่เหล็กและเก็บไว้ในอากาศ อย่าลืมที่จะทำให้ตำแหน่งของแม่เหล็กอยู่ในตำแหน่งที่มั่นคง ในกรณีนี้ใช้วงแหวนแม่เหล็กนีโอดิเมียมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มม. และความหนา 1 มม. ที่นำมาจากหูฟังขนาดเล็ก เพื่อรักษาเสถียรภาพของมันชิ้นส่วนของเทปฉนวนติดกาวที่ด้านหนึ่งของแม่เหล็กก็เพียงพอ
หมายเหตุ การทดสอบครั้งแรกกับขดลวดนี้ไม่ประสบความสำเร็จ แกนของขดลวดรีเลย์จะขยายสนามแม่เหล็ก แต่ก็ใช้อิทธิพลของมันเมื่อปิดขดลวด ระหว่างการติดตั้งตำแหน่งแม่เหล็กไม่เสถียรหรือดึงดูดแม่เหล็กไปที่แกนเมื่อขดลวดถูกปิด เมื่อแกนกลางถูกนำออกจากขดลวดกระบวนการจะเสถียรตามที่เห็นในภาพ
6. อัพเกรดอุปกรณ์ การทดสอบเพิ่มเติมพบข้อบกพร่องบางอย่าง ประการแรกความต้องการแหล่งพลังงานเพิ่มเติมซึ่งเพิ่มความซับซ้อนและขนาดและไม่เพิ่มความสามารถในการสร้างสรรค์ให้กับของขวัญ ประการที่สองเมื่อเพิ่มระยะการบิน (ระยะทางจากขดลวด) คุณจะต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและสิ่งนี้นำไปสู่ความร้อนที่ไม่พึงประสงค์ของขดลวด
แน่นอนว่าเป็นไปได้ที่จะใช้ตัวเลือกนี้โดยใช้โอกาส มันคงเป็นเพียง "แพ็ค" อุปกรณ์ในกรณีที่เหมาะสม
7. คุณสามารถสร้างอุปกรณ์รุ่นที่สองโดยแทนที่ขดลวดด้วยแรงดันที่สูงขึ้น (แต่ด้วยการสิ้นเปลืองกระแสไฟที่ต่ำกว่า) และสร้างแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ต้องมีหม้อแปลงในตัวเพิ่มเติม แผนภาพที่สมบูรณ์ของอุปกรณ์นี้มีให้ที่จุดเริ่มต้นของบทความ
ขดลวดรุ่นที่สองจากรีเลย์ที่นำเข้าได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันไฟฟ้า 110 โวลต์และมีความต้านทานขดลวด 4700 โอห์ม เราทำอุปกรณ์ให้สมบูรณ์ด้วยชิ้นส่วนตามแบบแผน
8. เราผลิตแหล่งจ่ายไฟแบบไม่ใช้หม้อแปลง (ด้านขวาของวงจร) มันแปลงกระแสสลับ 220 โวลต์เป็นแรงดันไฟฟ้าที่เราต้องการ - ประมาณ 100 โวลต์ (กำหนดโดย Zener diode VD3) ของกระแสตรงขนาดเล็ก (พิจารณาจากความจุของตัวเก็บประจุ C3 ประเภท K73-17) PSU นั้นมีข้อดี - มีวงจรที่ง่ายและมีขนาดเล็ก แต่มันก็มีข้อเสียเปรียบ - มีอันตรายจากไฟฟ้าช็อตเมื่อสัมผัสกับชิ้นส่วนบนสวิตช์ที่อุปกรณ์ อย่างไรก็ตามภายใต้กฎระเบียบด้านความปลอดภัยการไม่มีการแยกกัลวานิกในอุปกรณ์ที่หุ้มฉนวนอย่างสมบูรณ์จะปลอดภัย
9. ในกรณีของ Levitron เราใช้การผสมพันธุ์ในขนาดตลับหมึกจากหลอดประหยัดไฟฟลูออเรสเซนต์ที่ถูกเผาไหม้และฝาครอบกระจายแสงจากหลอดไฟ LED เราวางและจัดทำวงจรบนกระดานตามขนาดภายในของตลับหมึกบัดกรีบอร์ดเข้ากับขั้วของตลับหมึก
เนื่องจากตัวเก็บประจุแบบราบเรียบของตัวเก็บประจุ C2 ไม่รวมอยู่ในตลับหมึกให้ติดตั้งลงบนกระดาน Levitron นอกจากนี้เรายังลบหม้อน้ำของทรานซิสเตอร์เนื่องจากมีกำลังไฟฟ้าต่ำจึงเป็นตัวเลือก
10. ประกอบอุปกรณ์บนขาตั้งและทดสอบ
ในกรณีนี้ใช้แม่เหล็กนีโอดิเมียมแหวนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. และใช้ความหนา 3 มม. ตั้งเซ็นเซอร์ MD1 ที่กึ่งกลางของขดลวดแล้วซ่อมด้วยโฟม ด้วยการเคลื่อนย้ายเซ็นเซอร์ฮอลล์ทำให้เราสามารถวางตัวของแม่เหล็กได้อย่างมั่นคงในระยะห่างสูงสุดจากขดลวด เรากำหนดตำแหน่งของเซ็นเซอร์ที่สัมพันธ์กับขดลวด
11. หลังจากติดตั้ง Levitron เราจะประกอบและทำการยึดอุปกรณ์ เพื่อให้อุปกรณ์มีประสิทธิภาพมากขึ้นของหลอดไฟ LED คุณสามารถเพิ่ม 2-3 อย่างถาวรบน LED ด้วยการ จำกัด ตัวต้านทานภายในโป๊ะ เพื่อความมั่นใจในการระบายความร้อนให้จัดรูระบายอากาศในคาร์ทริดจ์หากไม่ได้รับการออกแบบโดยหลอดไฟเดิม
ในการสร้างเอฟเฟ็กต์ที่ทะยานสูงขึ้นแม่เหล็กสามารถถูกปกคลุมด้วยตัวเลขแสงบางชนิดเช่นโครงร่างของมอด
