Uudenvuoden loma lähestyy. Ja kuinka tulla uuteen vuoteen ilman lahjaa, sukulaisille, sukulaisille ja ystäville. Ja samaan aikaan vanha sanonta, että paras lahja on tehty lahja, ei ole vielä menettänyt merkityksensä tee se itse. Ja miksi ei, yritämme tehdä joku alkuperäisen uudenvuoden lahjan.
Lahjaksi ehdotetaan yksinkertaisimman Levitronin tekemistä. Magneettinen levitaatio näyttää aina vaikuttavalta ja viehättävältä. Nostamme ja pidämme ilmassa pientä neodyymimagneettia käyttämällä näkymätöntä sähkömagneettista voimaa. Nouseva vaikutus syntyy nostamalla ja laskemalla magneettia hyvin pienellä korkeusalueella, mutta korkealla taajuudella. Nykyään voit tehdä sellaisen laitteen itse. Ja tähän ei tarvitse kuluttaa paljon rahaa ja aikaa.
Tässä artikkelissa tarkastellaan järjestelmää ja tekniikkaa magneettisen levitronin valmistamiseksi yksinkertaisista ja halvoista komponenteista.
Magneettisen levitaation laitteen kaavio esitetään alla.
Laitteen toimintaperiaate
Tätä piiriä käyttämällä kela L1 luo erityisen sähkömagneettisen kentän, joka pitää kestomagneetin painossaan. Koska tasapainotila on erittäin epävakaa, magneettia pidetään piirissä automaattisella ohjaus- ja hallintajärjestelmällä. Sijainninvalvonta-anturi on magneettisesti ohjattu MD1-anturi, joka perustuu Hall-ilmiöön. Se sijaitsee ja kiinnitetään kelan keskelle, työpään puolelta.
Hall-anturin (MD1) toiminta koostuu lähtösignaalin laskemisesta (nasta 3) sulkemiseen asti staattisen tai dynaamisen magneettikentän lisääntyessä. Magneettikentän vähentyessä päinvastoin. Hall-anturi toimii pienellä syöttöjännitteellä (4 ... 20 V) ja alhaisella virralla (3 ... 20 mA), samalla kun ohjataan tehotransistoria VT1.
LED1: tä käytetään laitteen toiminnan visuaaliseen ohjaamiseen.
VD2-diodi tarjoaa kelan nopean toiminnan.
Kaavio toimii seuraavasti.
Kun kytket laitteen päälle, virta kulkee kelan L1 ja avoimen transistorin VT1 läpi.
Tässä tapauksessa kela luo magneettikentän ja alkaa houkutella pysyvää magneettia. Magneetti houkuttelee sähkömagneettia, mutta nousee, se kuuluu sijaintianturin (MD1) toiminta-alueelle ja kytkee sen magneettikentänsä kanssa. Tässä tapauksessa transistoriin VT1 syötetään signaali, joka sammuttaa sähkömagneetin. Sitten kestomagneetti alkaa pudota, mutta poistuttuaan anturin herkkyysalueelta se käynnistää taas sähkömagneetin. Tässä tapauksessa magneetti pakotetaan jälleen siirtymään sähkömagneettiin. Siten kestomagneetti värähtelee jatkuvasti järjestelmän määrittelemän pisteen ympäri.
Kestomagneetin kääntymisen estämiseksi värähtelyjen aikana sen sijainti vakautetaan esimerkiksi kiinnittämällä siihen jotain alhaalta. Kun magneetti kääntyy, sen napa muuttuu MD1-asentoanturin suuntaan ja piiri lakkaa toimimasta, koska anturia ohjataan vain magneetin etelänavalla.
Laitteiden valmistus
1. Levitron-laitteen perusta määritetään sähkömagneettikäämin avulla. Hänen valinta määrää suurelta osin laitteen suunnittelun.
Kela voidaan valmistaa itsenäisesti. Riittää, kun tuulettaan 500 ... 600 kierrosta emaloitua lankaa, jonka halkaisija on 0,3 ... 0,4 mm, putkeen (tarvitaan noin 20 metriä lankaa). Jotta tällainen laite saa virtaa, voit käyttää virtalähdettä tai laturia, jonka jännite on 5–9 volttia.
On mahdollista käyttää olemassa olevaa teollisuuskelaa. Samanaikaisesti on toivottavaa tietää sen nimellinen syöttöjännite ja valita sopiva virtalähde tulevaisuudessa.
Alkuperäiseen lahjaan tarvitaan laitteen kompakti muotoilu, joten valittiin pienikokoinen relekela.
2. Käämin lisäksi tarvitsemme taas kenttäefektitransistorin, esimerkiksi IRFZ44N tai muun vastaavan MOSFETin, käytetyn kelan parametreista riippuen. Meidän tapauksessamme käytetään IRF630-transistoria, joka pysyi palalevyllä videolaitteiden hävittämisen jälkeen.
Tarvitset myös Hall-anturin, esimerkiksi tyypin A3144, AH443 tai muun, jotka toimivat samanlaisissa tiloissa. Tässä tapauksessa käytettiin kaupasta löydettyä halpaa anturia, malli HAL 508 UA-A-2-B-1-00.
Jäljitämme laitteen muilla ostettavilla radiokomponenteilla yllä olevan kaavion mukaisesti.
3. Levitronin toiminnan tarkistamiseksi ja säätämiseksi kokoamme yllä olevan piirin vasen osa, paitsi vastus R2 ja nimellisarvon muutoksen ollessa R3 arvoon 330 ohmia. Piirin oikea puoli on laitteen virtalähde, ja tässä versiossa sitä ei tarvita. Piiri on mukavampaa koota ja testata piirilevyllä, mutta koska olemassa oleva transistori oli juotettu jo yhdessä jäähdytyselementin kanssa sopivan kokoiselle piirilevyn kappaleelle, juotin piirin sen viereen.
4. Kokoa kela. Asetamme Hall-anturin ja kiinnitämme sen väliaikaisesti reiän keskelle, kelan alaosaan.
5. Laitteen testaaminen. Kiinnitämme kelan tietylle etäisyydelle pöydän pinnasta. Sen jälkeen magneettinen levitaatiolaite voi saada virran. Koska aikaisemmin mainitun releen kelan käämitysvastus on 210 ohmia ja se on suunniteltu 12 V: n tasajännitteelle, liitämme sen oikeaan virtalähteeseen.
Sitten on määritettävä, kummalta puolelta neodyymimagneetti suunnataan sähkömagneettiin. Kytkemme levitron päälle (LEDin tulisi palaa) ja vie magneetti kelan pohjaan, Hall-anturin sivulta. Jos magneetti vetoaa kelaan ja LED sammuu, magneetti on suunnattu oikein, mutta jos kelan magneettikenttä työntää sen ulos, magneetti on käännettävä. Jos LED ei sammu, kytkettäessä magneetti molemmille puolille on tarpeen vaihtaa kelan päät, ts. vaihda navat. Kun se tehdään oikein, sähkömagneettinen voima poimii magneetin ja pitää sen ilmassa. Muista vakauttaa magneetin sijainti siten, että se ei kaatu värähtelyjen aikana. Tässä tapauksessa käytettiin rengasneodyymimagneettia, jonka halkaisija oli 7 mm ja paksuus 1 mm, otettuna mikrofonikuulokkeista. Sen stabiloimiseksi riittää pala eristeteippiä, joka on liimattu magneettin toiselle puolelle.
Huom. Ensimmäiset testit tällä kelalla eivät onnistuneet. Reelikelan ydin vahvisti magneettikenttää, mutta myös vaikutti, kun kela sammutettiin. Asennuksen aikana magneetin sijainti ei ollut vakaa tai magneettia vedettiin ytimeen käämin ollessa pois päältä. Kun ydin poistettiin kelasta, prosessi vakiintui, kuten kuvasta voidaan nähdä.
6. Päivitä laite. Lisätesteissä paljastui joitain puutteita. Ensinnäkin tarvitaan ylimääräinen virtalähde, joka lisää monimutkaisuutta ja kokoa eikä lisää lahjalle omaperäisyyttä. Toiseksi, kasvaessa lentomatkaa (etäisyys kelasta), sinun on lisättävä syöttöjännitettä, ja tämä johtaa kelan ei-toivottuun kuumenemiseen.
On tietysti mahdollista jäädä tähän vaihtoehtoon hyödyntämällä saatuja mahdollisuuksia. Laite on vain "pakattava" kunnolliseen tapaan.
7. Voit tehdä laitteen toisen version korvaamalla kelan suuremmalla jännitteellä (mutta pienemmällä virrankulutuksella) ja tekemällä ylimääräisen sisäänrakennetun muuntajattoman virtalähteen. Täydellinen kaavio tästä laitteesta on artikkelin alussa.
Tuodun releen kelan toinen versio on suunniteltu 110 voltin jännitteelle ja sen käämitysvastus on 4700 ohmia. Täytämme laitteen osilla kaavion mukaisesti.
8. Tuotamme muuntajattoman virtalähteen (piirin oikea puoli). Se muuntaa 220 voltin vaihtovirran tarvittavaan jännitteeseen - noin 100 volttia (Zener-diodin VD3 määrittämällä) pienellä tasavirralla (tyypin K73-17 kondensaattorin C3 kapasitanssilla määritettynä). Tällaisella PSU: lla on etuja - yksinkertainen piiri ja pienet mitat. Mutta sillä on myös haittapuoli - sähköiskun vaara on, kun se joutuu kosketuksiin kytketyn laitteen osien kanssa. Jos galvaanista eristystä ei ole täysin eristetyssä laitteessa, on kuitenkin turvallisuusmääräysten mukainen turvallista.
9. Levitron-tapauksena käytämme kooltaan kooltaan paritettua patruunaa palaneen loisteputken energiansäästölampusta ja LED-lampun valoa hajottavaa kantta. Asetamme ja muodostamme piirin piirille patruunan sisäisten mittojen mukaan, juotostamme levyn patruunan napoihin.
Koska tasoituskondensaattori C2 ei sisälly patruunaan, asenna se Levitron-levylle. Poistamme myös transistorin jäähdyttimen, koska pienellä kuormitusteholla se on valinnainen.
10. Kokoa laite jalustalle ja testaa.
Tässä tapauksessa käytettiin rengasneodyymimagneettia, jonka halkaisija oli 10 mm ja paksuus 3 mm. Aseta MD1-anturi kelan keskelle ja kiinnitä se vaahtopalalla. Siirtämällä Hall-anturia saavutamme magneettien vakaan leijautumisen suurimmalla etäisyydellä kelasta. Korjaamme anturin sijainnin käämiin nähden.
11. Levitronin asentamisen jälkeen kootamme ja liimaamme laitteen. Jotta laitteelle saadaan LED-lampun parempi vaikutus, voit lisätä pysyvästi 2-3 LED-valoon, jonka valaisimen sisällä on rajoittavia vastuksia. Lämpöhajoamisen varmistamiseksi aseta patruunaan tuuletusaukot, elleivät ne entisen lampun suunnittelussa edellyttäneet.
Käärettävän huiman vaikutuksen luomiseksi magneetti voidaan verhota jonkinlaisella kevyellä kuviolla, esimerkiksi koin ääriviivat.
