วิดีโอสั้น ๆ เกี่ยวกับสิ่งที่ Levitron สร้างขึ้นนั้นเป็นอย่างไร:

www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=vypjmqq9...

หากใครไม่กลัวที่จะทำสิ่งที่น่าสนใจแบบเดียวกันก็ไปได้เลย คำแนะนำโดยละเอียด:

ทฤษฎีเล็กน้อย

มาเริ่มกันด้วย แผนภาพทางกลแพลตฟอร์มเลวิตรอนซึ่งพัฒนาขึ้นตามความเข้าใจของฉัน เพื่อความกระชับ ฉันจะเรียกแม่เหล็กที่อยู่เหนือแท่นว่าคำว่า "ชิป"
ภาพสเก็ตช์ของแพลตฟอร์มเลวิตรอน(ด้านบน) แสดงไว้ในรูปที่ 1.

ในรูป 2 – แผนภาพกำลังของส่วนแนวตั้งตามแนวแกนกลางของแท่น (ตามที่ฉันจินตนาการ) ขณะพักและไม่มีกระแสในคอยล์ ทุกอย่างเรียบร้อยดี ยกเว้นสภาวะที่เหลือในระบบดังกล่าวไม่เสถียร ชิปมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนจากแกนตั้งของระบบและกระแทกเข้ากับแม่เหล็กตัวใดตัวหนึ่งอย่างแรง เมื่อชิป “สัมผัส” พื้นที่เหนือแม่เหล็ก จะรู้สึกถึงแรง “โคก” เหนือศูนย์กลางของแท่นโดยที่ด้านบนวางอยู่บนแกนกลาง

มก. – น้ำหนักชิป
F1 และ F2 คือพลังแห่งปฏิสัมพันธ์ระหว่างชิปและแม่เหล็กของแท่น
Fmag คือผลกระทบรวมที่ทำให้น้ำหนักของชิปสมดุล
DH – เซ็นเซอร์ฮอลล์

ในรูป 3. มีการแสดงปฏิสัมพันธ์ของชิปกับคอยส์ (อีกครั้งตามความเข้าใจของฉัน) และแรงที่เหลือจะถูกละเว้น

จากรูปที่ 3 จะเห็นได้ว่าจุดประสงค์ในการควบคุมคอยล์คือการสร้างแรง Fss ในแนวนอน โดยจะมุ่งตรงไปยังแกนสมดุลเสมอเมื่อมีการกระจัดเกิดขึ้น เอ็กซ์- ในการทำเช่นนี้ก็เพียงพอที่จะเปิดขดลวดเพื่อให้กระแสเดียวกันในนั้นสร้างสนามแม่เหล็กในทิศทางตรงกันข้าม เหลือเพียงสิ่งเล็กๆ น้อยๆ เท่านั้น: วัดการกระจัดของชิปจากแกน (ค่า เอ็กซ์) และกำหนดทิศทางของการกระจัดนี้โดยใช้เซ็นเซอร์ฮอลล์ จากนั้นจึงส่งกระแสไปในขดลวดที่มีกำลังแรงที่เหมาะสม

ทำซ้ำง่ายๆ วงจรอิเล็กทรอนิกส์– ไม่ได้อยู่ในประเพณีของเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจาก:
- ไม่มี TDA2030A สองตัว แต่มี TDA1552Q ให้เลือก
- ไม่มีเซ็นเซอร์ SS496 Hall (ราคาประมาณ 2 ดอลลาร์ต่ออัน) แต่มีเซ็นเซอร์ที่คล้ายกับ HW101 ฟรี 3 ชิ้นในแต่ละไดรฟ์ซีดีหรือดีวีดี
- ขี้เกียจเกินไปที่จะกังวลกับแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์
แผ่นข้อมูล:
SS496 - http://sccatalog.honeywell.com/pdbdownload/images/ss496.seri...HW101- http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/143838/ETC1/HW101A.html

วงจรประกอบด้วยช่องขยายสัญญาณที่เหมือนกันสองช่องซึ่งมีอินพุตดิฟเฟอเรนเชียลและเอาต์พุตบริดจ์ ในรูป รูปที่ 4 แสดงแผนภาพที่สมบูรณ์ของช่องขยายสัญญาณเพียงช่องเดียว ใช้ชิป LM358 (//www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf) และ TDA1552Q (//www.nxp.com/documents/data_sheet/TDA1552Q_CNV.pdf)

เซ็นเซอร์ Hall คู่หนึ่งเชื่อมต่อกับอินพุตของแต่ละช่องสัญญาณเพื่อจ่ายสัญญาณที่แตกต่างให้กับเครื่องขยายเสียง เอาต์พุตของเซนเซอร์เชื่อมต่อกันในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งหมายความว่าเมื่อเซ็นเซอร์คู่หนึ่งอยู่ในสนามแม่เหล็กที่มีความแรงเท่ากัน แรงดันไฟฟ้าที่ต่างกันเป็นศูนย์จะถูกส่งไปยังอินพุตของเครื่องขยายเสียง
ตัวต้านทานแบบปรับสมดุล R10 เป็นแบบหลายรอบแบบเก่าแบบโซเวียต
ในการพยายามบีบเกนให้สูงเพียงพอจากแอมพลิฟายเออร์ ฉันมีการกระตุ้นตัวเองซ้ำๆ ซึ่งอาจเป็นเพราะความยุ่งเหยิงบนแผงวงจร แทนที่จะ "ทำความสะอาด" จึงมีการนำวงจร RC ที่ขึ้นกับความถี่ R15C2 เข้ามาในวงจร ไม่จำเป็น หากคุณยังต้องติดตั้งอยู่จะต้องเลือกความต้านทาน R15 ให้เป็นค่าสูงสุดซึ่งการกระตุ้นตัวเองจะดับลง
แหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดคืออะแดปเตอร์ 12V 1.2A (พัลส์) ซึ่งกำหนดค่าใหม่เป็น 15V การใช้พลังงานในสภาวะปกติ (เมื่อปิดพัดลม) จบลงด้วยค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัว: 210-220 mA

ออกแบบ
โครงสร้างที่เลือกคือโครงไดรฟ์ขนาด 3.5 นิ้ว ซึ่งสอดคล้องกับขนาดของต้นแบบโดยประมาณ เพื่อยกระดับแพลตฟอร์ม
ขาทำจากสกรู M3
รูที่มีรูปทรงถูกตัดออกที่ส่วนบนของร่างกายซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนในรูปที่ 5 ต่อจากนั้นปิดด้วยแผ่นกระจกตกแต่งที่ทำจากทองเหลืองชุบโครเมียม ยึดด้วยสกรูจากฮาร์ดไดรฟ์

1 – ตำแหน่งการติดตั้งสำหรับแม่เหล็ก (ด้านล่าง) และตัวแสดงความสมดุล (อุปกรณ์เสริม)
2 – “ชิ้นส่วนขั้ว” ของคอยล์
3 – เซ็นเซอร์ฮอลล์
4 – ไฟ LED แบ็คไลท์ (อุปกรณ์เสริม)

เซ็นเซอร์ฮอลล์ตั้งอยู่ในรูของฐานไฟเบอร์กลาสของแท่นและบัดกรีบนขาที่ยืดตรงของตัวเชื่อมต่อ (ฉันไม่รู้ประเภท) ตัวเชื่อมต่อดูเหมือนในรูปที่ 6

เซ็นเซอร์ถูกบัดกรีจากมอเตอร์ไดรฟ์ซีดีหรือดีวีดี พวกมันอยู่ใต้ขอบของโรเตอร์และมองเห็นได้ชัดเจนในรูปที่ 7 สำหรับช่องทางหนึ่งคุณต้องใช้เซ็นเซอร์คู่หนึ่งจากเครื่องยนต์เดียวกัน - ด้วยวิธีนี้เซ็นเซอร์จะเหมือนกันมากที่สุด เซ็นเซอร์บัดกรีจะแสดงในรูปที่ 8

สำหรับวงล้อนั้น ได้มีการซื้อแกนม้วนพลาสติกมา จักรเย็บผ้าแต่ไม่มีที่ว่างเพียงพอสำหรับไขลาน จากนั้นแก้มก็ถูกตัดออกจากกระสวยแล้วติดกาวเข้ากับชิ้นส่วนที่มีผนังบาง ท่อทองเหลืองเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 6 มม. และยาว 14 มม. ท่อเคยเป็นส่วนหนึ่งของเสาอากาศแบบแท่งยืดไสลด์ ในสี่เฟรมดังกล่าว ขดลวดจะถูกพันด้วยลวดขนาด 0.3 มม. "เกือบทีละชั้น" (โดยไม่มีความคลั่งไคล้!) จนกระทั่งเต็ม ความต้านทานอยู่ในแนวที่ 13 โอห์ม

แม่เหล็ก - สี่เหลี่ยม 20x10x5 มม. และดิสก์แม่เหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 และ 30 มม. ความหนา 4 มม. (รูปที่ 9) - ฉันยังต้องซื้อ... มีการติดตั้งแม่เหล็กสี่เหลี่ยมไว้ใต้ฐานของแท่นและชิปทำจาก ดิสก์แม่เหล็ก

มุมมองของอุปกรณ์จากด้านล่างและด้านหลัง (กลับหัว) - ในรูป. 10 และ 11 (หนึ่งตำนานสำหรับทั้งสองร่าง) แน่นอนว่าความยุ่งเหยิงนั้นงดงามราวกับภาพวาด...
ชิป U2 TDA1552Q (3) ตั้งอยู่บนฮีทซิงค์ (9) ซึ่งก่อนหน้านี้ใช้งานได้กับการ์ดแสดงผล ตัวหม้อน้ำนั้นถูกยึดด้วยสกรูเข้ากับส่วนที่โค้งงอของฝาครอบด้านบนของเคส หม้อน้ำ (9) ยังมีปลั๊กไฟ (1) ช่องควบคุม (2) และชุดควบคุมความร้อน (5)
ไฟเบอร์กลาสชิ้นหนึ่งซึ่งเคยเป็นคีย์บอร์ดทำหน้าที่เป็นฐานของแท่น คอยล์ (7) ยึดเข้ากับฐานด้วยสกรูและน็อต M4 ติดแม่เหล็ก (6) โดยใช้แคลมป์และสกรูเกลียวปล่อย
ช่องเสียบทดสอบ (2) ทำจากขั้วต่อไฟของคอมพิวเตอร์และติดอยู่ที่ด้านหลังของอุปกรณ์ใกล้กับตัวต้านทานสมดุล (10) เพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายโดยไม่ต้องถอดชิ้นส่วน โดยปกติแล้ว ช่องเสียบจะเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของทั้งสองช่องของเครื่องขยายเสียง
มีการติดตั้งวงจรของปรีแอมพลิฟายเออร์และตัวปรับกำลังไฟฟ้า รวมถึงตัวต้านทานแบบปรับสมดุล (10) ไว้ เขียงหั่นขนมและจากการปรับเปลี่ยน มันจึงกลายเป็นเล้าหมูที่งดงาม ซึ่งฉันต้องงดเว้นจากการถ่ายภาพมาโคร

1 – การยึดปลั๊กไฟ
2 – ช่องเสียบควบคุม
3 – TDA1552Q
4 – สวิตช์ไฟ
5 – หน่วยควบคุมความร้อน
6 – แม่เหล็กอยู่ใต้ที่หนีบ
7 – คอยส์
8 – สับเปลี่ยนแม่เหล็ก
9 – แผ่นระบายความร้อน
10 – ตัวต้านทานที่สมดุล

ติดตั้ง

จำเป็นต้องตั้งค่าศูนย์ที่เอาต์พุตของทั้งสองช่องทุกครั้งที่เปิดการแก้ไขข้อบกพร่อง หากไม่มีความคลั่งไคล้: +–20 mV เป็นความแม่นยำที่ยอมรับได้ อาจมีอิทธิพลร่วมกันระหว่างช่องสัญญาณ ดังนั้นหากค่าเบี่ยงเบนเริ่มต้นมีนัยสำคัญ (มากกว่า 1-1.5 โวลต์ที่เอาต์พุตช่องสัญญาณ) ควรตั้งค่าศูนย์สองครั้งจะดีกว่า ควรจำไว้ว่าเมื่อใช้เคสเหล็ก ความสมดุลของอุปกรณ์ที่ถอดประกอบและประกอบแล้วมีความแตกต่างใหญ่สองประการ

กำลังตรวจสอบการวางขั้นตอนของช่อง

จะต้องถือชิปไว้ในมือของคุณและวางไว้เหนือกึ่งกลางของแท่นของ Levitron ที่เปิดอยู่ที่ความสูงประมาณ 10-12 มม. ช่องจะถูกตรวจสอบทีละช่องและแยกกัน เมื่อเคลื่อนชิปด้วยมือตามแนวที่เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ที่อยู่ตรงข้ามกับศูนย์กลาง มือควรรู้สึกถึงความต้านทานที่เห็นได้ชัดเจนซึ่งเกิดจากสนามแม่เหล็กของคอยล์ หากไม่รู้สึกถึงความต้านทาน แต่มือที่มีชิปนั้น "ปลิวไป" จากแกนคุณจะต้องเปลี่ยนสายไฟจากเอาต์พุตของช่องที่กำลังทดสอบ

การปรับตำแหน่งของชิปลอย

ในวิดีโอเกี่ยวกับแพลตฟอร์ม Levitrons แบบโฮมเมด คุณมักจะเห็นว่าชิปลอยอยู่ในตำแหน่งเอียงแม้ว่าจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของแม่เหล็กของดิสก์ก็ตามนั่นคือมันค่อนข้างสมมาตรกัน การออกแบบที่อธิบายไว้มีความผิดเพี้ยนไปบ้าง บางทีเคสโลหะอาจเป็นตำหนิสำหรับสิ่งนี้...
ความคิดแรก: เลื่อนแม่เหล็กลงที่ด้านข้างซึ่งชิป "ถูกหนุน" เกินไป
ความคิดที่สอง: ขยับแม่เหล็กให้ห่างจากจุดศูนย์กลางด้านข้างซึ่งชิป "ถูกหนุน" มากเกินไป
ความคิดที่สาม: หากแม่เหล็กถูกแทนที่ แกนแม่เหล็กของระบบแม่เหล็กถาวรของแพลตฟอร์มจะเอียงสัมพันธ์กับแกนแม่เหล็กของระบบคอยล์ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้พฤติกรรมของชิปไม่สามารถคาดเดาได้ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากน้ำหนักของมันแตกต่างกัน ).
แนวคิดที่สี่: การทำแม่เหล็กให้แข็งแรงขึ้นที่ด้านที่ชิปเอียงนั้นถูกมองข้ามไปเนื่องจากไม่สมจริง เนื่องจากไม่มีที่ไหนเลยที่จะหาแม่เหล็กที่หลากหลายมาติดตั้งได้
แนวคิดที่ห้า: เพื่อทำให้แม่เหล็กอ่อนลงที่ด้านที่ชิป "ถูกค้ำยัน" มากเกินไป - กลับกลายเป็นว่าประสบความสำเร็จ นอกจากนี้ มันค่อนข้างง่ายในการดำเนินการ แม่เหล็กเป็นแหล่ง สนามแม่เหล็กคุณสามารถแบ่งส่วนซึ่งก็คือส่วนที่ลัดวงจรของฟลักซ์แม่เหล็กได้ เพื่อว่าในพื้นที่โดยรอบ สนามแม่เหล็กจะอ่อนลงเล็กน้อย วงแหวนเฟอร์ไรต์ขนาดเล็ก (10x6x3, 8x4x2 ฯลฯ) หยิบออกมาจากหลอดประหยัดพื้นที่ (8 ในรูปที่ 10) อย่างอิสระ ถูกนำมาใช้เป็นตัวสับเปลี่ยนแม่เหล็ก วงแหวนเหล่านี้จำเป็นต้องดึงดูดแม่เหล็กที่แรงเกินไป (หรือสองหรือสามอัน) ที่ด้านข้างซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางของแท่นมากที่สุด ปรากฎว่าโดยการเลือกจำนวนและขนาดของการแบ่งสำหรับแม่เหล็กที่ "แรงเกินไป" แต่ละตัว คุณสามารถปรับระดับตำแหน่งของชิปสมมาตรที่ลอยได้อย่างแม่นยำ อย่าลืมทำให้เสร็จ ความสมดุลทางไฟฟ้าหลังการเปลี่ยนแปลงระบบแม่เหล็กทุกครั้ง!

ตัวเลือก

ตัวเลือกได้แก่: ตัวบ่งชี้ความไม่สมดุลของแอมพลิฟายเออร์, ชุดควบคุมความร้อน, ไฟแบ็คไลท์ และ ขาปรับระดับได้แพลตฟอร์ม
ตัวบ่งชี้ความไม่สมดุลของแอมพลิฟายเออร์คือไฟ LED สองคู่ที่อยู่ในรัศมีเดียวกันกับเซ็นเซอร์ ซึ่งอยู่ลึกเข้าไปในฐานไฟเบอร์กลาสของแท่น (1 ในรูปที่ 5) ไฟ LED มีขนาดเล็กและแบนมากเคยใช้งานได้กับโมเด็มบางประเภท แต่จะใช้งานได้จากโทรศัพท์มือถือรุ่นเก่าด้วย (ในเวอร์ชัน SMD) LED ถูกฝังอยู่ในรู เนื่องจากชิปที่ตกลงมาจากศูนย์กลางไปชนเข้ากับแม่เหล็กที่ใกล้ที่สุดและสามารถทำลาย LED ได้ค่อนข้างมาก
แผนภาพตัวบ่งชี้สำหรับหนึ่งช่องสัญญาณแสดงในรูปที่ 1 12. LED ต้องมีแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน 1.1-1.2 V เช่น เรียบง่ายสีแดง สีส้ม สีเหลือง มากขึ้นอีกด้วย ไฟฟ้าแรงสูง LED (2.9-3.3 V สำหรับสว่างมาก) ควรคำนวณจำนวนไดโอดในห่วงโซ่ D3-D6 ใหม่เพื่อลด "โซนตาย" - แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่เอาต์พุตช่องสัญญาณที่ไม่มีไฟ LED ใดติดสว่าง

ฉันวางตำแหน่งตัวบ่งชี้เพื่อให้ชิปที่อยู่ตรงข้ามกับจุดศูนย์กลางเรืองแสง ตัวบ่งชี้ช่วยให้คุณแขวนชิปไว้เหนือ Levitron ได้อย่างง่ายดาย รวมถึงปรับระดับแพลตฟอร์มด้วย ในสภาวะปกติไฟทั้งหมดจะดับลง

แผนภาพของชุดควบคุมความร้อนแสดงไว้ในรูปที่ 1 13. จุดประสงค์คือเพื่อป้องกันไม่ให้แอมพลิฟายเออร์สุดท้ายเกิดความร้อนสูงเกินไป ที่เอาต์พุตของชุดระบายความร้อน พัดลมขนาด 50x50 มม. 12V 0.13A จากคอมพิวเตอร์จะเปิดอยู่

ในวงจรหน่วยความร้อน ง่ายต่อการจดจำทริกเกอร์ Schmitt ที่ดัดแปลงเล็กน้อย แทนที่จะใช้ทรานซิสเตอร์ตัวแรกกลับใช้ไมโครวงจร TL431 ประเภทของทรานซิสเตอร์ Q1 ถูกระบุตามเงื่อนไข - ฉันเสียบ NPN แรกที่ฉันเจอซึ่งสามารถทนกระแสการทำงานของพัดลมได้ เทอร์มิสเตอร์ที่พบในเครื่องเก่า เมนบอร์ดในซ็อกเก็ตโปรเซสเซอร์ เซ็นเซอร์อุณหภูมิติดอยู่กับฮีทซิงค์ของแอมพลิฟายเออร์ตัวสุดท้าย เมื่อเลือกตัวต้านทาน R1 คุณจะสามารถปรับหน่วยระบายความร้อนให้ทำงานที่อุณหภูมิ 50-60C ได้ ตัวต้านทาน R5 ร่วมกับกระแสสะสม Q1 จะกำหนดจำนวนฮิสเทรีซิสของวงจรที่สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตควบคุม U1
ในแผนภาพในรูป 13 มีการแนะนำตัวต้านทาน R7 เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าบนพัดลมและเสียงรบกวนจากพัดลม
ในรูป 14 คุณสามารถดูว่าพัดลมฝังอยู่ในฝาครอบด้านล่างของเคสอย่างไร

อีกวิธีหนึ่งในการใช้หน่วยระบายความร้อนคือการเชื่อมต่อชิปเครื่องขยายเสียงสุดท้ายเข้ากับพินควบคุม MUTE (รูปที่ 15) ค่าของค่า R5 ที่ระบุในแผนภาพถือว่า MUTE (พิน 11 ของชิป U2 ในรูปที่ 4) เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟผ่านตัวต้านทาน 1 kOhm (ไม่ใช่โดยตรง ดังในแผ่นข้อมูล!) ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้พัดลม จริงอยู่ที่เมื่อใช้สัญญาณ MUTE กับแอมพลิฟายเออร์ชิปจะตกและหลังจากลบสัญญาณ MUTE แล้ว (ด้วยเหตุผลบางประการ) ก็ไม่ถอดออก

แสงพื้นหลัง – ไฟ LED สว่าง 4 ดวงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. ซึ่งตั้งเฉียงไปทางกึ่งกลางในรูของฐานของแท่นและแผ่นตกแต่งในบริเวณที่ชิปไม่ตก เชื่อมต่อแบบอนุกรมและผ่านตัวต้านทาน 150 โอห์มกับวงจรจ่ายไฟทั่วไปของอุปกรณ์ 15V

บทสรุป

ความสามารถในการรับน้ำหนัก

เพื่อ "ปิดท้าย" หัวข้อ "ลักษณะสินค้า" ของ Levitron ที่มีชิปขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 และ 30 มม. จึงถูกลบออก ในที่นี้ฉันเรียกคุณลักษณะของสินค้าว่าขึ้นอยู่กับความสูงของชิปที่อยู่เหนือแท่น (จากแผ่นตกแต่ง) กับน้ำหนักรวมของชิป
สำหรับชิปที่มีแม่เหล็กขนาด 25 มม. และน้ำหนักรวม 19 กรัม ความสูงสูงสุดคือ 16 มม. และขั้นต่ำคือ 8 มม. โดยน้ำหนัก 38 กรัม ระหว่างจุดเหล่านี้ คุณลักษณะนี้แทบจะเป็นเส้นตรง สำหรับชิปที่มีแม่เหล็กขนาด 30 มม. ลักษณะการโหลดจะอยู่ระหว่างจุด 16 มม. ที่ 24 ก. และ 8 มม. ที่ 48 ก.
จากความสูงต่ำกว่า 8 มม. จากแท่น ชิปจะตกลงมาและถูกดึงดูดเข้ากับแกนเหล็กของคอยล์

อย่าทำเหมือนฉัน!

ประการแรก คุณไม่ควรละเลยเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ Hall “Bare” ซึ่งถอดออกเป็นคู่สำหรับแต่ละช่องสัญญาณจากเครื่องยนต์สองเครื่อง (นั่นคือเกือบจะเหมือนกัน!) - ยังคงแสดงค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิที่สูงอย่างน่าตกใจ แม้ว่าจะมีวงจรกำลังเดียวกันและการเชื่อมต่อเคาน์เตอร์ดิฟเฟอเรนเชียลของเอาท์พุตเซนเซอร์ คุณก็สามารถเห็นการเปลี่ยนแปลงเป็นศูนย์ที่เอาท์พุตของช่องสัญญาณเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง เซ็นเซอร์แบบรวม SS496 (SS495) ไม่เพียงแต่มีแอมพลิฟายเออร์ในตัวเท่านั้น แต่ยังมีระบบป้องกันความร้อนอีกด้วย แอมพลิฟายเออร์เซ็นเซอร์ภายในจะทำให้อัตราขยายโดยรวมของช่องสัญญาณสูงขึ้นอย่างมาก และวงจรจ่ายไฟจะง่ายขึ้น
ประการที่สอง หากเป็นไปได้ คุณควรงดเว้นการวาง Levitron ไว้ในกล่องเหล็ก
ประการที่สาม แหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ยังคงดีกว่า เนื่องจากการควบคุมเกนและการปรับค่าศูนย์นั้นง่ายกว่า

ขอขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ!

แนวคิดของอุปกรณ์นั้นง่ายมาก โดยแม่เหล็กไฟฟ้าจะยกแม่เหล็กขึ้นในอากาศ และเพื่อสร้างเอฟเฟกต์การลอยตัวในสนามแม่เหล็ก โดยจะเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดความถี่สูงซึ่งจะยกหรือลดวัตถุลง

ขั้นตอนที่ 1: แผนภาพอุปกรณ์

วงจรนั้นเรียบง่ายอย่างน่าประหลาดใจและฉันเชื่อว่าการประกอบ Levitron ด้วยมือของคุณเองนั้นไม่ใช่เรื่องยาก นี่คือรายการส่วนประกอบ:

• LED (สีใดก็ได้)
• ทรานซิสเตอร์ Irfz44n (หรือ mosfet ที่เหมาะสม)
• ไดโอด HER207 (1n4007 น่าจะใช้งานได้เช่นกัน)
• ตัวต้านทาน 1k และ 330Om (ตัวหลังเป็นอุปกรณ์เสริม)
• เซ็นเซอร์ฮอลล์ A3144 (หรือคล้ายกัน)
• ลวดม้วนทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 - 0.4 มม. และความยาว 20 ม
• แม่เหล็กนีโอไดเมียม (ฉันใช้ 5*1 มม.)

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบ

มาเริ่มประกอบกันเลย ก่อนอื่น เราต้องสร้างกรอบสำหรับแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีขนาดประมาณต่อไปนี้: เส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม. ความสูงของสายประมาณ 23 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางหูประมาณ 25 มม. อย่างที่คุณเห็นมันสามารถทำจากแผ่นธรรมดากระดาษแข็งและซุปเปอร์กาวได้ ตอนนี้เรามารักษาจุดเริ่มต้นของความยุ่งเหยิงไว้ที่เฟรมแล้วผ่อนคลาย - เราจะต้องทำการปฏิวัติประมาณ 550 รอบไม่ว่าจะเพิ่มขึ้นเท่าใดก็ตาม ฉันทำ 12 ชั้น ซึ่งใช้เวลา 1.5 ชั่วโมง

ขั้นตอนที่ 3: การบัดกรี

เราประสานทุกอย่างตามแผนภาพโดยไม่มีความแตกต่างใด ๆ เซ็นเซอร์ฮอลล์ถูกบัดกรีเข้ากับสายไฟเพราะว่า มันจะวางอยู่ในวงล้อ เมื่อบัดกรีทุกอย่างแล้ว ให้วางเซ็นเซอร์ในคอยล์ ยึดให้แน่น แขวนคอยล์ และใช้กระแสไฟ เมื่อคุณนำแม่เหล็กเข้ามาใกล้ คุณจะรู้สึกว่าแม่เหล็กถูกดึงดูดหรือผลักไส ขึ้นอยู่กับขั้ว และพยายามลอยขึ้นไปในอากาศ แต่ล้มเหลว

ขั้นตอนที่ 4: ตั้งค่า

หลังจากใช้เวลา 30 นาทีในการพยายามคิดว่าเหตุใดสิ่งนี้ถึงใช้งานไม่ได้ ฉันก็หมดหวังและหันไปหา มาตรการที่รุนแรง— ฉันเริ่มอ่านข้อมูลจำเพาะของเซนเซอร์ ซึ่งสร้างขึ้นสำหรับคนเช่นฉัน ข้อมูลจำเพาะประกอบด้วยรูปภาพที่แสดงให้เห็นว่าด้านใดมีความอ่อนไหว

โดยดึงเซ็นเซอร์ออกมาแล้วดัดงอเพื่อให้ ด้านแบนโดยที่จารึกขนานกับพื้นแล้วข้าพเจ้าจึงคืนให้ที่เดิม อุปกรณ์โฮมเมดมันเริ่มทำงานดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด แต่แม่เหล็กก็ยังไม่ลอยขึ้น เป็นไปได้ที่จะเข้าใจปัญหาที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว แม่เหล็กรูปแท็บเล็ตไม่ใช่ตัวอย่างที่ดีที่สุดในการลอยตัว ก็เพียงพอแล้วที่จะเลื่อนจุดศูนย์ถ่วงไปที่ด้านล่างของแม่เหล็ก (ฉันทำโดยใช้กระดาษหนาแผ่นหนึ่ง) อย่าลืมตรวจสอบว่าแม่เหล็กด้านใดดึงดูดเข้ากับขดลวด ตอนนี้ทุกอย่างทำงานได้ตามปกติไม่มากก็น้อย และสิ่งที่เหลืออยู่ก็คือการรักษาความปลอดภัยและปกป้องเซ็นเซอร์

มีความแตกต่างอื่นใดในโครงการนี้? ตอนแรกฉันต้องการใช้อะแดปเตอร์ 12V แต่แม่เหล็กไฟฟ้าร้อนเร็วและฉันต้องเปลี่ยนเป็น 5V ฉันไม่สังเกตเห็นประสิทธิภาพที่ลดลงเลย และความร้อนก็เกือบจะหมดไป ไดโอดและตัวต้านทานจำกัดถูกปิดเกือบจะในทันที ฉันยังเอากระดาษสีน้ำเงินออกจากแกนม้วนด้วย - ขดลวดทองแดงดูดีกว่ามาก

ขั้นตอนที่ 5: ขั้นสุดท้าย

15.01.2018 , เข้าชม 5,316 ครั้ง

ผลิตภัณฑ์โฮมเมดนี้คือ Levitron พร้อมระบบกันสะเทือนแบบควบคุม การออกแบบและวงจรค่อนข้างเรียบง่าย ดังนั้นแม้แต่นักวิทยุสมัครเล่นที่ไม่มีประสบการณ์และผู้ที่ชื่นชอบการ DIY ก็สามารถประกอบมันได้ บทความอธิบาย คำแนะนำทีละขั้นตอนการประกอบ Levitron ตามมาไม่ควรเกิดปัญหากับประสิทธิภาพ!

วงจรเลวิตรอน

สิ่งที่จำเป็นในการทำเลวิตรอน

1. ทรานซิสเตอร์ IRF740A [ซื้อราคาไม่แพง ]
2. มัลติเพล็กเซอร์ IN74LS157N
3. เซ็นเซอร์ฮอลล์ SS443A [ซื้อราคาไม่แพง ]
4. ไดโอด 1N4007 [ซื้อราคาไม่แพง ]
5. แอลอีดี 12V
6. ตัวต้านทาน [ซื้อราคาไม่แพง]
7. สวิตช์ (ไม่ใช่สวิตช์!!)
8. แผงวงจร [ซื้อราคาไม่แพง ]
9. ลวดม้วน ∅ 0.4 มม
10. แม่เหล็กนีโอไดเมียม ขนาดที่แตกต่างกัน [ซื้อราคาไม่แพง ]
11. แหล่งจ่ายไฟ 5V 3A [ซื้อราคาไม่แพง ]
12. ไม้อัดและพลาสติกบาง

การทำเลวิตรอน

ขั้นตอนแรกคือการประกอบตัวเรือนที่จะติดตั้งวงจรทั้งหมด รวมถึงคอยล์ด้วย เคสนี้สามารถทำได้ตามแผนภาพด้านล่างหรือคุณสามารถสร้างเวอร์ชั่นของคุณเองได้

ก่อนอื่นเราตัดรายละเอียดทั้งหมดออกจากไม้อัด ฐานล่างและใช้กาว PVA ประกอบ

จากนั้นเราก็ตัดองค์ประกอบของชั้นวางออกแล้วทากาวเข้าด้วยกันโดยใช้กาว

หลังจากประกอบตัวถังแล้วคุณสามารถทาสีเป็นสีใดก็ได้ดังนั้นมันจึงดูมีสีเดียวและน่าดึงดูด แต่แน่นอนว่าไม่จำเป็น

ก่อนประกอบวงจรจำเป็นต้องติดตั้งแผงวงจรเข้ากับเคสโดยใช้ปะเก็น จำเป็นต้องมีปะเก็นเพื่อให้แน่ใจว่าระยะห่างระหว่างเคสและบอร์ดเพื่อให้ขาของชิ้นส่วนพอดีกับรูอย่างสมบูรณ์และไม่มีปัญหาระหว่างการติดตั้ง

จากนั้นเราก็ตัดส่วนที่เราทำรูสำหรับ LED และสวิตช์ออก ส่วนนี้จะทำหน้าที่เป็นตัวยึดสำหรับคอยล์

ใช้กาวซุปเปอร์ติดตั้งชิ้นส่วนนี้บนขาตั้ง

ตอนนี้คุณต้องเลือกแท่งซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม.

จากนั้นเราก็ตัดผนังพลาสติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 45 มม. ออก

ใช้กาวซุปเปอร์เคลือบขอบด้านนอกของผนังและฐานเพื่อยึดติด

ร้อยลวดผ่านอย่างระมัดระวัง

เราตัดลวดโดยมีระยะขอบ ตัดบนผนัง วางปลายลวดไว้ตรงนั้นแล้วยึดด้วยกาวร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงการคลี่คลาย

จากนั้นใช้ใบมีดเพื่อขจัดสิ่งผิดปกติทั้งหมด

รีลของเราพร้อมแล้ว ตอนนี้ใช้กาวซุปเปอร์ติดตั้งบนตัวเครื่องดังภาพด้านล่าง

จากนั้นเราจะติดตั้งสวิตช์และ LED บนเคสและประสานเข้ากับสายไฟที่จัดสรรไว้ให้ทันที

จากนั้นเราก็บัดกรีสายคอยล์และเซ็นเซอร์ฮอลล์ ความยาวของสายเซนเซอร์ฮอลล์ต้องเพียงพอที่จะถึงปลายขดลวด

จากนั้นเรางอเซ็นเซอร์ฮอลล์โดยให้บริเวณเซ็นเซอร์หันออกด้านนอก

ตอนนี้ใช้เทปพันสายไฟเราติดเซ็นเซอร์ดังแสดงในรูปด้านล่าง ในอนาคต วิธีการติดตั้งนี้จะช่วยให้คุณเปลี่ยนระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์ได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ จำเป็นต้องยึดเซ็นเซอร์ให้แน่นโดยใช้หนังยาง

จากนั้นเราก็สอดเซ็นเซอร์เข้าไปในรูในคอยล์แล้วจัดกึ่งกลาง เพื่อจุดประสงค์นี้จึงได้ติดหนังยางเพิ่มเติม

ใช้ที่หนีบพลาสติกเพื่อยึดสายไฟทั้งหมด

ตอนนี้ Levitron ของเราพร้อมใช้งานแล้ว!

การทดสอบเลวิตรอน

เราเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ

ด้วยการเปลี่ยนระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์ เรายังเปลี่ยนระยะชักของระบบกันสะเทือนอีกด้วย

สิ่งที่ต้องทำคือวางแม่เหล็กไว้ในบริเวณเซ็นเซอร์และเพลิดเพลินไปกับความมหัศจรรย์ของการลอยตัว!))

วิดีโอโฮมเมด - Levitron พร้อม gimbal ที่ควบคุม

เมื่อถูกขอให้ให้คุณ ปีใหม่ซานตาคลอสต้านแรงโน้มถ่วงไม่ควรตอบว่า "Mission Impossible" ถ้าได้ยินคำตอบแบบนี้จะรู้ว่าปู่เป็นของปลอม เนื่องจากของเล่นวิทยาศาสตร์ที่มีองค์ประกอบต้านแรงโน้มถ่วงมีอยู่จริงและขายได้ในราคา 30-60 เหรียญสหรัฐมานานหลายปีแล้ว

มีบริษัทแห่งหนึ่งในซีแอตเทิลชื่อ Fascinations Toys and Gifts เสน่ห์ของผลิตภัณฑ์ของเธอคือในตอนแรกผลิตภัณฑ์ดูเหมือนไม่จริง จริงอยู่ไม่เหมือนกับนักมายากลผู้สร้างของที่ระลึกแปลก ๆ เต็มใจเปิดเผยความลับของพวกเขา

ก่อนอื่นฉันอยากจะพูดเกี่ยวกับเลวิตรอนก่อน ตรงหน้าเรานั้นเป็นเหมือนที่เขี่ยบุหรี่ (เราจะเรียกมันว่าฐาน) ซึ่งด้านบนมียอดห้อยอยู่ในอากาศและหมุนได้ นี่คืออุปกรณ์ต้านแรงโน้มถ่วง Levitron ให้ความบันเทิงดังนี้:

คุณหยิบแผ่นที่ให้มาไว้ในมือและถือไว้เหนือฐาน วางด้านบนไว้บนจานแล้วหมุนอย่างแรงด้วยนิ้วชี้และนิ้วโป้ง

จากนั้นจานจะค่อยๆ ยกขึ้น จากนั้นลดระดับลงและนำออก - ไจโรสโคปยังคงแขวนอยู่ในอากาศ หมุนและแกว่งเล็กน้อย

สิ่งที่ดี แต่ในทางปฏิบัติแล้วไร้ประโยชน์ในฟาร์ม (รูปภาพ hobbytron.net)

ของเล่นไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าใดๆ ใช้แม่เหล็กถาวรวางอยู่บนฐานและไจโรสโคป

จากมุมมองของฟิสิกส์คลาสสิก เป็นไปไม่ได้เลยที่จะบรรลุความเสถียรของแม่เหล็กขับไล่สองตัว ซึ่งอันหนึ่งลอยอยู่เหนืออีกอัน

ผู้เชี่ยวชาญจาก Facinations อธิบายว่าพวกเขาสามารถค้นหาข้อยกเว้นของกฎนี้ได้

แม่นยำยิ่งขึ้น มันถูกค้นพบโดยนักประดิษฐ์ Roy M. Harrigan และได้รับการจดสิทธิบัตรในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2526

ดังที่คุณอาจเดาได้ การหมุนทำให้แม่เหล็กด้านบนไม่พลิกคว่ำ แต่อะไรขัดขวางไม่ให้เขาเลื่อนไปด้านข้างและหลุดจากเบาะแม่เหล็ก?

แม่เหล็กตัวล่างและสนามของมันก็มีเช่นกัน รูปร่างที่ซับซ้อน- และเมื่อด้านบนเบี่ยงเบนไปจากศูนย์กลาง จะมีแรงเกิดขึ้นเพื่อดันกลับไปสู่จุดสมดุล

นี่คือลักษณะของ Levitron ที่ทำเอง (รูปภาพ hcrs.at)

กองกำลังนี้มีน้อยมาก ดังนั้นการเริ่มต้น Levitron จึงต้องอาศัยการฝึกอบรม

ความสมดุลในระบบนี้ละเอียดอ่อนมากจนได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิห้องหรือแม้แต่ความผันผวนเล็กน้อยในสนามแม่เหล็กของโลก

ชุดของเล่นประกอบด้วยชุดตุ้มน้ำหนัก 5 ชิ้น - น้ำหนักตั้งแต่ 3 ถึง 0.1 กรัม การผสมผสานของพวกเขาทำให้เกิดความสมดุล

ขาฐานแบบปรับได้ช่วยให้คุณติดตั้งได้ในแนวนอนและนอกจากนี้จำเป็นต้องรักษาทิศทางที่แน่นอนในทิศทางสำคัญ

สุดท้าย กระบวนการยกและถอดแผ่นไจโรสโคปที่กำลังหมุนต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่ง และยิ่งคุณหมุนลูกด้านบนได้เร็วเท่าไร มันก็จะลอยได้นานขึ้นเท่านั้น

หากเสื้อลอยฟ้าทำให้คุณหลงใหลมากพอ นักสร้างสรรค์นวัตกรรมในซีแอตเทิลก็มีบางอย่างให้คุณ... อุปกรณ์เสริมเพิ่มเติมถึงเลวิตรอน

เช่น “ผู้ก่อเหตุ” ซึ่งคราวนี้เชื่อมต่อกับปลั๊กไฟแล้ว แตกต่างจากฐานทั่วไป ฐานนี้ได้เพิ่มสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำให้ด้านบนหมุน จึงสามารถแขวนไว้เหนือโต๊ะของคุณได้เป็นเวลาหลายสัปดาห์

ของเล่นต้านแรงโน้มถ่วงอีกชิ้นหนึ่งเรียกว่า Art Bank นี่คือกล่องสำหรับใส่ลูกเทนนิส เครื่องบินจำลอง เหรียญหรือกระดาษห่อขนมลอยได้

นอกจากนี้ยังมี "ลูกโลกบิน" - ลูกโลกต้านแรงโน้มถ่วงที่น่าทึ่ง

ลูกโลกต้านแรงโน้มถ่วงเป็นสิ่งที่มีอยู่จริงๆ (photo fascinations.com)

การสร้าง "ความหลงใหล" อีกประการหนึ่งคือน้ำตกที่สว่างและโปร่งใส (น้ำตก Gosammer) นี่คือคอลเลกชันน้ำตกทั้งหมดสำหรับบ้านและที่ทำงาน

พวกเขาสมควรได้รับการกล่าวถึงเพราะพวกเขาแสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่น่าสนใจไม่เหมือนกับอะนาล็อกอื่น ๆ

น้ำไหลเข้ามาเป็นแผ่นฟิล์มกว้างและบางซึ่งไม่เคยแตกในที่ใด สิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไร?

น้ำที่ไหลออกมาแม้จากช่องว่างบางๆ ที่ขยายออก มีแนวโน้มที่จะรวมตัวกันเป็นลำธารที่มีขนาดกะทัดรัดไม่มากก็น้อย และหากเป็นไปไม่ได้ น้ำก็จะแตกออกเป็นลำธารแยกกันและถูกแหลกเป็นหยด

ฉันอ่านทุกสิ่งบนอินเทอร์เน็ตและตัดสินใจสร้าง Levitron ของตัวเองโดยไม่มีเรื่องไร้สาระทางดิจิทัล พูดไม่ทันทำเลย ฉันโพสต์ความเจ็บปวดของความคิดสร้างสรรค์ให้ทุกคนได้เห็น

1. คำอธิบายโดยย่อ

เลวิตรอนเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยรักษาสมดุลของวัตถุกับแรงโน้มถ่วงโดยใช้สนามแม่เหล็ก เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะลอยวัตถุโดยใช้สนามแม่เหล็กคงที่ ในฟิสิกส์ของโรงเรียน สิ่งนี้เรียกว่าสภาวะสมดุลที่ไม่เสถียร เท่าที่ฉันจำได้ อย่างไรก็ตาม ด้วยความปรารถนา ความรู้ ความพยายาม เงิน และเวลาเพียงเล็กน้อย คุณสามารถลอยวัตถุแบบไดนามิกได้โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นข้อเสนอแนะ

นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น:

2. แผนภาพการทำงาน

เซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ปลายขดลวดจะสร้างแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนของระดับการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กภายนอก แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้จะเท่ากันโดยไม่คำนึงถึงขนาดของกระแสคอยล์

หากมีแม่เหล็กถาวรอยู่ใกล้เซ็นเซอร์ด้านล่าง ชุดควบคุมจะสร้างสัญญาณตามสัดส่วนของสนามแม่เหล็ก ขยายให้อยู่ในระดับที่ต้องการ และส่งไปที่ PWM เพื่อควบคุมกระแสผ่านขดลวด จึงมีเกิดขึ้น ข้อเสนอแนะและขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กซึ่งจะทำให้แม่เหล็กมีความสมดุลกับแรงโน้มถ่วง

มีบางอย่างผิดพลาด ฉันจะลองแตกต่างออกไป:
- ไม่มีแม่เหล็ก - การเหนี่ยวนำที่ปลายคอยล์เท่ากัน - สัญญาณจากเซ็นเซอร์เหมือนกัน - ชุดควบคุมสร้างสัญญาณขั้นต่ำ - คอยล์ทำงานเต็มกำลัง;
- พวกเขานำแม่เหล็กเข้ามาใกล้ - การเหนี่ยวนำแตกต่างกันมาก - สัญญาณจากเซ็นเซอร์แตกต่างกันมาก - ชุดควบคุมสร้างสัญญาณสูงสุด - ขดลวดปิดสนิท - ไม่มีใครจับแม่เหล็กและมันก็เริ่มตก
- การกวักมือตก - เคลื่อนออกจากขดลวด - ความแตกต่างของสัญญาณจากเซ็นเซอร์ลดลง - ชุดควบคุมลดสัญญาณเอาท์พุต - กระแสผ่านขดลวดเพิ่มขึ้น - การเหนี่ยวนำของขดลวดเพิ่มขึ้น - แม่เหล็กเริ่มดึงดูด
- แม่เหล็กถูกดึงดูด - เข้าใกล้ขดลวด - ความแตกต่างของสัญญาณจากเซ็นเซอร์เพิ่มขึ้น - ชุดควบคุมจะเพิ่มสัญญาณเอาท์พุต - กระแสผ่านขดลวดลดลง - การเหนี่ยวนำของขดลวดลดลง - แม่เหล็กเริ่มตก
- มันเป็นปาฏิหาริย์ - แม่เหล็กไม่ตกและไม่ถูกดึงดูด - หรือค่อนข้างจะแม่เหล็กตกและถูกดึงดูดหลายพันครั้งต่อวินาที - นั่นคือสมดุลแบบไดนามิกเกิดขึ้น - แม่เหล็กก็แขวนอยู่ในอากาศ

3.การออกแบบ

องค์ประกอบหลักของการออกแบบคือขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า (โซลินอยด์) ซึ่งยึดแม่เหล็กถาวรไว้กับสนามของมัน

ลวดทองแดงอาบน้ำยาความยาว 78 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.6 มม. พันแน่นบนโครงพลาสติก D36x48 ประมาณ 600 รอบ ตามการคำนวณด้วยความต้านทาน 4.8 โอห์มและแหล่งจ่ายไฟ 12V กระแสจะเป็น 2.5A กำลังไฟ 30W นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเลือก หน่วยภายนอกโภชนาการ (อันที่จริงกลายเป็น 6.0 โอห์มไม่น่าเป็นไปได้ที่พวกเขาจะตัดลวดได้มากขึ้น แต่จะประหยัดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า)

แกนเหล็กจาก บานพับประตูเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. เซ็นเซอร์ติดอยู่ที่ปลายโดยใช้กาวร้อนละลายซึ่งจะต้องวางไปในทิศทางเดียวกัน

คอยล์พร้อมเซ็นเซอร์ติดตั้งอยู่บนขายึดที่ทำจากแถบอลูมิเนียมซึ่งในทางกลับกันจะติดอยู่กับตัวเครื่องซึ่งภายในจะมีแผงควบคุม

ในกรณีที่มีไฟ LED, สวิตช์และปลั๊กไฟ

แหล่งจ่ายไฟภายนอก (GA-1040U) ใช้พลังงานสำรองและให้กระแสไฟสูงสุด 3.2A ที่ 12V

แม่เหล็ก N35H D15x5 ที่มีโคคา-โคล่าสามารถติดกาวได้ถูกใช้เป็นวัตถุลอยได้ ฉันจะบอกทันทีว่าขวดเต็มไม่ดีดังนั้นเราจึงเจาะรูที่ปลายด้วยสว่านบาง ๆ ระบายเครื่องดื่มอันมีค่า (คุณสามารถดื่มได้ถ้าคุณไม่กลัวขี้กบ) แล้วติดแม่เหล็กไว้ที่ แหวนด้านบน

4. แผนผัง

สัญญาณจากเซ็นเซอร์ U1 และ U2 จะถูกป้อนไปยังเครื่องขยายสัญญาณการทำงาน OP1/4 ซึ่งเชื่อมต่ออยู่ในวงจรดิฟเฟอเรนเชียล เซ็นเซอร์ด้านบน U1 เชื่อมต่อกับอินพุตแบบกลับด้าน U2 ด้านล่างเชื่อมต่อกับอินพุตที่ไม่กลับด้านนั่นคือสัญญาณจะถูกลบออกและที่เอาต์พุต OP1/4 เราได้รับแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนเฉพาะกับระดับของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเท่านั้น สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กถาวรใกล้กับเซ็นเซอร์ U2 ด้านล่าง

การรวมกันขององค์ประกอบ C1, R6 และ R7 เป็นจุดเด่นของวงจรนี้และช่วยให้คุณได้รับผลของความเสถียรที่สมบูรณ์ มันทำงานอย่างไร? ส่วนประกอบ DC ของสัญญาณผ่านตัวแบ่ง R6R7 และลดทอนลง 11 ครั้ง ส่วนประกอบตัวแปรจะผ่านตัวกรอง C1R7 โดยไม่มีการลดทอน ส่วนประกอบของตัวแปรมาจากไหน? ส่วนที่คงที่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของแม่เหล็กใกล้กับเซ็นเซอร์ด้านล่าง ส่วนตัวแปรเกิดขึ้นเนื่องจากการแกว่งของแม่เหล็กรอบจุดสมดุลเช่น จากการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งในเวลา กล่าวคือ จากความเร็ว เราสนใจว่าแม่เหล็กจะอยู่กับที่ เช่น ความเร็วของมันเท่ากับ 0 ดังนั้นในสัญญาณควบคุมเรามีสององค์ประกอบ - ค่าคงที่มีหน้าที่รับผิดชอบต่อตำแหน่ง และตัวแปรมีไว้สำหรับความเสถียรของตำแหน่งนี้
ต่อไปสัญญาณที่เตรียมไว้จะถูกขยายที่ OP1/3 เมื่อใช้ตัวต้านทานผันแปร P2 อัตราขยายที่ต้องการจะถูกตั้งค่าที่ขั้นตอนการจูนเพื่อให้เกิดความสมดุล ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เฉพาะของแม่เหล็กและขดลวด

มีการประกอบตัวเปรียบเทียบอย่างง่ายบน OP1/1 ซึ่งจะปิด PWM และคอยล์ตามไปด้วยเมื่อไม่มีแม่เหล็กอยู่ใกล้ๆ สิ่งที่สะดวกมากคือคุณไม่จำเป็นต้องถอดแหล่งจ่ายไฟออกจากเต้ารับหากคุณถอดแม่เหล็กออก ระดับการตอบสนองถูกกำหนดโดยตัวต้านทานผันแปร P1

จากนั้นสัญญาณควบคุมจะถูกส่งไปยังโมดูเลเตอร์ความกว้างพัลส์ U3 การแกว่งของแรงดันเอาต์พุตคือ 12V ความถี่พัลส์เอาท์พุตถูกกำหนดโดยค่าของ C2, R10 และ P3 และรอบการทำงานขึ้นอยู่กับระดับสัญญาณอินพุตที่อินพุต DTC
PWM ควบคุมการสลับของทรานซิสเตอร์กำลัง T1 ซึ่งจะควบคุมกระแสผ่านคอยล์

LED1 LED อาจไม่สามารถติดตั้งได้ แต่ต้องใช้ไดโอด SD1 เพื่อระบายกระแสไฟฟ้าส่วนเกิน และหลีกเลี่ยงแรงดันไฟฟ้าเกินเมื่อขดลวดถูกปิดเนื่องจากปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตัวเอง

NL1 เป็นของเรา รีลแบบโฮมเมดซึ่งมีการแยกส่วนไว้โดยเฉพาะ

ด้วยเหตุนี้ ในโหมดสมดุล รูปภาพจะเป็นดังนี้: U1_OUT=2.9V, U2_OUT=3.6V, OP1/4_OUT=0.7V, U3_IN=1.8V, T1_OPEN=25%, NL1_CURR=0.5A

เพื่อความชัดเจน ฉันกำลังแนบกราฟของคุณลักษณะการถ่ายโอน การตอบสนองความถี่และการตอบสนองเฟส และออสซิลโลแกรมที่เอาต์พุตของ PWM และคอยล์

5.การเลือกส่วนประกอบ

อุปกรณ์นี้ประกอบจากส่วนประกอบราคาไม่แพงและเข้าถึงได้ กลายเป็นว่าแพงที่สุด ลวดทองแดง WIK06N สำหรับ 78 เมตร WIK06N จ่าย 1,200 รูเบิล ทุกอย่างรวมกันถูกกว่ามาก โดยทั่วไปจะมีพื้นที่กว้างสำหรับการทดลอง คุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้แกน คุณสามารถใช้ลวดที่บางกว่าได้ สิ่งสำคัญคืออย่าลืมว่าการเหนี่ยวนำตามแกนของขดลวดขึ้นอยู่กับจำนวนรอบกระแสที่ไหลผ่านและรูปทรงของขดลวด

U1 และ U2 ใช้เป็นเซ็นเซอร์สนามแม่เหล็ก เซ็นเซอร์อะนาล็อก Hall SS496A ที่มีคุณสมบัติเชิงเส้นสูงถึง 840G เหมาะสำหรับกรณีของเรา เมื่อใช้อะนาล็อกที่มีความไวต่างกัน คุณจะต้องปรับเกนที่ OP1/3 รวมถึงตรวจสอบระดับการเหนี่ยวนำสูงสุดที่ปลายคอยล์ของคุณ (ในกรณีของเราที่มีแกนจะสูงถึง 500G) เพื่อให้เซ็นเซอร์ อย่าให้อิ่มตัวที่โหลดสูงสุด

OP1 เป็นแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการรูปสี่เหลี่ยม LM324N เมื่อปิดคอยล์ มันจะสร้าง 20 mV แทนที่จะเป็นศูนย์ที่เอาต์พุต 14 แต่ก็ค่อนข้างยอมรับได้ สิ่งสำคัญคืออย่าลืมเลือกตัวต้านทาน 100K จำนวนหนึ่งซึ่งมีค่าใกล้เคียงที่สุดสำหรับการติดตั้งเช่น R1, R2, R3, R4

ค่า C1, R6 และ R7 ถูกเลือกโดยการลองผิดลองถูกมากที่สุด ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการรักษาเสถียรภาพของแม่เหล็กที่มีคาลิเบอร์ต่างกัน (ทดสอบแม่เหล็ก N35H D27x8, D15x5 และ D12x3) สามารถปล่อยอัตราส่วน R6/R7 ไว้เหมือนเดิม และค่าของ C1 สามารถเพิ่มเป็น 2-5 µF หากเกิดปัญหา

หากคุณใช้แม่เหล็กที่มีขนาดเล็กมาก คุณอาจได้รับเกนไม่เพียงพอ ซึ่งในกรณีนี้จะลดค่า R8 ลงเหลือ 500 โอห์ม

D1 และ D2 เป็นไดโอดเรียงกระแส 1N4001 ธรรมดา อะไรก็ได้

ชิป TL494CN ทั่วไปใช้เป็นตัวปรับความกว้างพัลส์ U3 ความถี่ในการทำงานถูกกำหนดโดยองค์ประกอบ C2, R10 และ P3 (ตามรูปแบบ 20 kHz) ช่วงที่เหมาะสมที่สุดคือ 20-30 kHz ที่ความถี่ต่ำกว่านกหวีดจะปรากฏขึ้น แทนที่จะเป็น R10 และ P3 คุณสามารถใส่ตัวต้านทาน 5.6K ได้

T1 เป็นทรานซิสเตอร์สนามผล IRFZ44N; เมื่อเลือกทรานซิสเตอร์อื่นอาจจำเป็นต้องติดตั้งหม้อน้ำ โปรดดูที่ ค่าต่ำสุดความต้านทานของช่องสัญญาณและค่าเกต
SD1 เป็นไดโอด Schottky VS-25CTQ045 ที่นี่ฉันคว้ามันไว้ด้วยระยะขอบขนาดใหญ่ไดโอดความเร็วสูงปกติจะทำได้ แต่มันอาจจะร้อนมาก

LED1 LED สีเหลือง L-63YT อย่างที่พวกเขาบอกว่ามันขึ้นอยู่กับรสนิยมและสีคุณสามารถตั้งค่าเพิ่มเติมเพื่อให้ทุกอย่างเรืองแสงด้วยไฟหลากสี

U4 คือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 5V L78L05ACZ สำหรับจ่ายไฟให้กับเซ็นเซอร์และเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน เมื่อใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกที่มีเอาต์พุต 5V เพิ่มเติมคุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ แต่จะเป็นการดีกว่าถ้าทิ้งตัวเก็บประจุไว้

6.บทสรุป

ทุกอย่างเป็นไปตามแผนที่วางไว้ อุปกรณ์ทำงานได้อย่างเสถียรตลอดเวลาและกินไฟเพียง 6W ทั้งไดโอด คอยล์ และทรานซิสเตอร์ไม่ร้อน ฉันกำลังแนบรูปถ่ายอีกสองสามรูปและวิดีโอสุดท้าย:

7. ข้อจำกัดความรับผิดชอบ