บทความนี้จะพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการ ทำมันเอง คุณสามารถสร้างอุปกรณ์ที่น่าสนใจเช่น Levitron อันที่จริงแล้วเลฟตรอนเป็นวัตถุที่หมุนได้หรือวัตถุอื่น ๆ ที่ลอยอยู่ในอวกาศเนื่องจากการกระทำของสนามแม่เหล็ก เลวิตรอนนั้นมีความหลากหลาย รุ่นคลาสสิคใช้ระบบแม่เหล็กถาวรและท็อปปั่น มันวนเวียนอยู่เหนือแม่เหล็กในระหว่างการหมุนเนื่องจากการก่อตัวของเบาะแม่เหล็กด้านล่าง
ผู้เขียนตัดสินใจปรับปรุงระบบเล็กน้อยโดยการสร้าง levitron ตาม Arduino ใช้แม่เหล็กไฟฟ้า ใช้วิธีการเหล่านี้ด้านบนไม่จำเป็นต้องหมุนเพื่อลอยในอากาศ
อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถใช้กับอุปกรณ์อื่น ๆ ได้ DIY. ตัวอย่างเช่นมันสามารถเป็นตลับลูกปืนที่ยอดเยี่ยมเนื่องจากไม่มีแรงเสียดทานในตัว นอกจากนี้ในผลิตภัณฑ์โฮมเมดเช่นคุณสามารถทำการทดลองต่าง ๆ ดีหรือเล่นเพื่อน
วัสดุและเครื่องมือสำหรับการผลิต:
- ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino UNO;
- เซ็นเซอร์ฮอลล์เชิงเส้น (รูปแบบ UGN3503UA);
- หม้อแปลงเก่า (สำหรับขดลวดขดลวด)
- ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุและองค์ประกอบอื่น ๆ (การจัดอันดับและแบรนด์แสดงไว้ในแผนภาพ)
- สายไฟ
- หัวแร้งบัดกรี
- แหล่งจ่ายไฟ 12V
- ไม้ก๊อก
- แม่เหล็กนีโอไดเมียมขนาดเล็ก
- กาวร้อน
- พื้นฐานสำหรับการม้วนขดลวดและวัสดุในการสร้างร่างกายโฮมเมด
กระบวนการผลิตของ levitron:
ขั้นตอนแรก ทำให้ม้วน
ขดลวดจะเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าก็จะสร้างสนามแม่เหล็กที่จะดึงดูดด้านบน ด้านบนจะมีจุกซึ่งติดแม่เหล็กนีโอดิเมียม แทนที่จะใช้ไม้ก๊อกคุณสามารถใช้วัสดุอื่น แต่ไม่หนักเกินไป
สำหรับจำนวนรอบของขดลวดที่นี่ผู้เขียนไม่ได้กล่าวถึงตัวเลขดังกล่าวขดลวดจะไปที่ตา เป็นผลให้ความต้านทานของมันอยู่ที่ประมาณ 12 โอห์มความสูง 10 มม. เส้นผ่าศูนย์กลาง 30 มม. และความหนาของลวดที่ใช้ควรเป็น 0.3 มม. ไม่มีแกนในขดลวดหากคุณต้องการสร้างชั้นที่หนักกว่านั้นขดลวดสามารถติดตั้งแกนได้
ขั้นตอนที่สอง บทบาทของ Hall Sensor
เพื่อให้ชั้นลอยขึ้นไปในอากาศแทนที่จะติดแน่นกับโซลินอยด์ระบบจะต้องใช้เซ็นเซอร์ที่สามารถวัดระยะทางไปยังด้านบนได้ เช่นเดียวกับองค์ประกอบจึงใช้เซ็นเซอร์ Hall เซ็นเซอร์นี้มีความสามารถในการตรวจจับสนามแม่เหล็กไม่เพียง แต่แม่เหล็กถาวรเท่านั้น แต่ยังสามารถกำหนดระยะห่างของวัตถุโลหะใด ๆ ได้เนื่องจากเซ็นเซอร์เหล่านี้เองก็สร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
ด้วยเซ็นเซอร์นี้ทำให้ด้านบนอยู่ในระยะที่เหมาะสมจากโซลินอยด์เสมอ
เมื่อด้านบนเริ่มเคลื่อนที่ออกจากขดลวดระบบจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ในทางกลับกันเมื่อด้านบนเข้าใกล้โซลินอยด์ระบบจะลดแรงดันไฟฟ้าในขดลวดและสนามแม่เหล็กจะอ่อนตัวลง
เซ็นเซอร์มีเอาต์พุตสามตัวซึ่งเป็นพลังงาน 5V และเอาต์พุตอะนาล็อก หลังเชื่อมต่อกับ Arduino ADC
ขั้นตอนที่สาม เราประกอบวงจรและติดตั้งองค์ประกอบทั้งหมด
ในฐานะที่เป็นร่างกายสำหรับงานโฮมเมดคุณสามารถใช้ท่อนไม้ซึ่งคุณต้องใช้ตัวยึดแบบง่าย ๆ สำหรับติดขดลวด อิเล็กทรอนิกส์ โครงการค่อนข้างง่ายทุกอย่างสามารถเข้าใจได้จากภาพ อิเล็กทรอนิคส์ทำงานจากแหล่งจ่ายไฟ 12V และเนื่องจากเซ็นเซอร์ต้องการ 5V จึงมีการเชื่อมต่อผ่านโคลงแบบพิเศษซึ่งติดตั้งอยู่ในคอนโทรลเลอร์ Arduino แล้ว อุปกรณ์สูงสุดกินประมาณหนึ่งแอมแปร์ เมื่อทะยานสูงสุดการบริโภคปัจจุบันอยู่ในช่วง 0.3-0.4 A.
ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามใช้สำหรับควบคุมโซลินอยด์ โซลินอยด์เองนั้นเชื่อมต่อกับเอาท์พุทของ J1 และการติดต่อครั้งแรกของขั้วต่อ J2 จะต้องเชื่อมต่อกับ PWM Arduino แผนภาพไม่แสดงวิธีเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ Hall กับ ADC แต่ไม่ควรมีปัญหาใด ๆ
ขั้นตอนที่สี่ ตัวควบคุมเฟิร์มแวร์
ในการตั้งโปรแกรมคอนโทรลเลอร์สำหรับการกระทำที่จำเป็นต้องใช้เฟิร์มแวร์ โปรแกรมใช้งานได้ง่ายมาก เมื่อค่าเริ่มลดลงนอกช่วงที่อนุญาตระบบจะเพิ่มกระแสเป็นสูงสุดหรือปิดลงอย่างสมบูรณ์ ในเฟิร์มแวร์รุ่นต่อมามันเป็นไปได้ที่จะปรับแรงดันไฟฟ้าบนขดลวดอย่างราบรื่นดังนั้นความผันผวนของปลายด้านบนจึงหยุดลง
นั่นคือทั้งหมดผลิตภัณฑ์โฮมเมดพร้อม เมื่อเริ่มต้นอุปกรณ์ทำงาน แต่มีข้อบกพร่องบางอย่างถูกค้นพบ ตัวอย่างเช่นเมื่อทำงานนานกว่า 1 นาทีคอยล์และทรานซิสเตอร์เริ่มร้อนขึ้นมาก ในเรื่องนี้ในอนาคตคุณจะต้องติดตั้งหม้อน้ำบนทรานซิสเตอร์หรือติดตั้งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ขดลวดจะต้องถูกทำใหม่ด้วยการออกแบบที่น่าเชื่อถือมากกว่าเพียงแค่ขดลวดด้วยกาวร้อน
เพื่อป้องกันแหล่งพลังงานต้องมีการจ่ายตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ในวงจรอินพุต แหล่งจ่ายไฟ 1.5 A ตัวแรกของผู้เขียนหมดไปหลังจาก 10 วินาทีเนื่องจากไฟกระชาก
ในอนาคตมีการวางแผนที่จะถ่ายโอนทั้งระบบไปยังแหล่งจ่ายไฟ 5V