Hoje, juntamente com Roman, o autor do canal do YouTube "Open Frime TV", montaremos uma plataforma levitron.
A história da criação deste dispositivo começou em 2016. Então o autor tropeçou em um artigo de "BrainChinov", e com todo o meu coração disparou para repetir este dispositivo.
Mas nem tudo é tão fácil. Não foi possível ao autor coletar exatamente essa opção. Então ele começou a procurar uma alternativa e encontrou uma no RadioKot.
Baixei o sinete, comecei a envenenar e montei o dispositivo.
Mas no final, tudo terminou. Seis meses depois, talvez um pouco mais, o autor começou a dominar o Arduino. E surgiu a ideia de fazer um levitron. Com renovado vigor, ele correu para a batalha, mas novamente decepção. Muitas noites sem dormir na redação e montagem de códigos foram em vão. O ímã levitante ainda não queria pendurar, foi puxado de um lado para o outro e pronto.
Depois de algum tempo, o autor encontrou outro artigo com uma descrição completa, encomendou componentes, começou a montar, enrolou novas bobinas, começou tudo e novamente falhou. O autor começou a pensar por que o Levitron não começou e percebeu qual era o problema. Verificou-se que todas as bobinas da ferida tinham uma base de metal dentro e a força com que o ímã alcançou o núcleo excedeu a reação. Por causa disso, essa porcaria aconteceu. Como resultado, o autor rebobinou as bobinas e um milagre aconteceu - o ímã voou.
Joy não tinha limites. O autor admirou seu produto caseiro a noite toda. Bem, foi assim, o plano de fundo, mas agora vamos diretamente para a montagem. Primeiro, vamos nos familiarizar com o dispositivo.
Portanto, na base, temos ímãs permanentes que criam um campo magnético na forma de uma cúpula. No topo, há um ponto de equilíbrio; nesse ponto, os ímãs base parecem empurrar o ímã levitante para cima, compensando a força da gravidade. Mas existe um "mas", esse ponto é extremamente instável, e o ímã levitante constantemente voa dele.
Aqui, eletroímãs e sensores Hall vêm em nosso auxílio, que rastreiam a posição do ímã e, assim que ele começa a se afastar do ponto, o eletroímã correspondente liga e puxa o ímã levitante de volta para o centro. Assim, ele faz oscilações em direções diferentes, mas com grande frequência, e o olho praticamente não a vê.
Bem, descobri a teoria, vamos continuar praticando. O cérebro do circuito será Arduino Uno.
No início, o autor queria usar o Arduino Nano, mas queimou-o inadvertidamente, fornecendo a voltagem errada. A parte de potência do circuito é o driver do motor de passo L298N.
Bem, a parte de rastreamento são 2 sensores Hall localizados no centro da estrutura.
Agora vamos considere o diagrama do dispositivo, vamos começar com o diagrama de blocos.
O diagrama mostra ao que está conectado, agora consideraremos cada bloco separadamente. Os sensores Hall estão equipados com um amplificador adicional no chip LM324. O sinal amplificado dos Halls é alimentado na entrada analógica do Arduinki.
Próximo bloco - Este é o driver e bobinas. Sobre o seu enrolamento um pouco mais tarde, mas agora é um esquema puro.
Como você pode ver, tudo está conectado de forma elementar e sem problemas.
Agora vá para a assembléia. Como base, usaremos uma tábua de pão. Ele precisa ser ligeiramente reduzido e os furos são perfurados. A distância entre os furos é de 40 mm.
Depois de preparar o modelo da tábua de pão, nos envolveremos em bobinas de enrolamento. Como mencionado anteriormente, o problema era nas bobinas, uma vez que eram todas com núcleo de metal. Como base, tire uma tampa para uma agulha de seringa. Os limitadores para as bobinas são feitos, como nas primeiras versões, de textolito.
O tamanho das bobinas na sua frente.
Todos eles são enrolados em uma direção. O número de voltas 350, o diâmetro do fio 0,44 mm. Eu acho que se você fizer 10 ou mesmo 20% de alterações nos parâmetros dos enrolamentos, o resultado não será alterado.
Quando as bobinas estiverem prontas, instale-as na placa, como o restante das peças. Agora é necessário conectar as bobinas de 2 peças em série, de modo que, ao aplicar tensão a um par de bobinas, uma delas atraia, e a segunda repele neste momento.
Em relação à localização dos sensores Hall. Eles devem estar estritamente no eixo de suas bobinas. Onde eles são implantados não desempenha um papel, tudo será ajustado nas configurações.
Próximo passo - conexão de todos os elementos em um circuito e firmware do Arduino. Você encontrará o esboço em si e todas as imagens com os esquemas no arquivo do projeto.
Mas após o início das dificuldades do firmware. Ímãs permanentes não podem ser colocados na base para ajuste. Quando o esboço foi carregado no Arduino, pegamos o ímã, que deve ser levitado e colocado acima das bobinas, movendo a mão sobre o local onde o ponto de levitação deveria estar, devemos sentir a resistência das bobinas.
Suponha que dirijamos para a esquerda, o que significa que as bobinas são acionadas e puxadas para a direita; se a tração for na direção errada, será necessário trocar as saídas das bobinas no driver.
Agora é hora de instalar os ímãs na placa. Os ímãs devem ser de neodímio.
Em geral, você pode usar ímãs retangulares na base, mas o autor decidiu usar os redondos, pois são mais baratos e têm um orifício para montagem. Instalamos ímãs nos espaços entre as bobinas. A distância diagonal entre eles é de 5,5 cm.
Agora pegamos um ímã, o qual suspenderemos e tentaremos colocá-lo no centro da levitação. É importante adivinhar com o peso do ímã. O autor fez isso, pegou o ímã principal e pendurou pequenos, encontrando assim um equilíbrio. Mas o ímã no centro não pendurou por muito tempo, estava sendo demolido constantemente em uma direção. Aqui os resistores de sintonia vêm em nosso auxílio, girando-os, você pode mudar o ponto de equilíbrio. Assim, alinhamos o imã que sobe.
Tudo, a instalação está concluída. Resta organizar tudo isso lindamente no caso. Essa caixa é adequada para isso.
Mas, como se viu, ele tem paredes muito grossas, e todos os milímetros valem literalmente seu peso em ouro. Portanto, é necessário fazer um orifício para as bobinas na tampa e fixá-las alinhadas com o alojamento.
O orifício resultante no estojo teve que ser coberto com alguma coisa. E aqui outra placa protótipo surgiu perfeitamente, resultou muito bem.
O driver e o Arduinka estão localizados no gabinete, e nós usamos a energia de um adaptador externo para 12V, 2A. Como resultado, o design tornou-se semelhante à fábrica o modelo. Nele, você pode instalar algum tipo de coisa decorativa, como um avião ou uma máquina de escrever, e aproveitar.
Só isso. Obrigado pela atenção. Até breve!
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