Elektromagnit mayatnik: 8 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

1980 -yillarning oxirida men soatni butunlay yog'ochdan yasashga qaror qildim. O'sha paytda Internet yo'q edi, shuning uchun tadqiqot o'tkazish bugungigidan ko'ra qiyinroq edi … garchi men g'ildirak va mayatnikdan qochib qutulgan bo'lsam ham. Yugurish vaqti cheklangan edi va bu juda zo'r edi, lekin og'irlik erga tegmasidan oldin u bir necha daqiqa bosib turardi. Mening resurslarim ham cheklangan edi … asboblar, pul, yog'ochni qayta ishlash ko'nikmalari … bu loyihada ishlashni asabiylashtirdi. Shunday qilib, vaqt o'tishi bilan yog'och soat orzusi tark etildi. 30 yildan ortiq tez oldinga siljish. Men hozir nafaqadaman, menda juda ko'p ajoyib asboblar bor va yog'och bilan ishlash ko'nikmalarim keskin yaxshilandi. Menda kompyuterlar, kompyuter yordamida yaratilgan ajoyib dasturiy ta'minot (SAPR) va Internet bor. Shunday qilib, soat loyihasi qaytadan ishga tushdi. Men dizayn haqida ketayotganimda jarayon haqida yozishga qaror qildim. Ko'rinib turibdiki, bu qiziqarli ish.

Dastlab men tortish kuchi bilan boshqariladigan va mayatnik bilan boshqariladigan soat qurmoqchi edim. Yaqinda, men tasodifan Internetni qidirib yurganimda, Kauai orolida yog'ochdan yasalgan soatlar va "kinetik san'at" ning boshqa turlarini yaratadigan bir kishini uchratdim. Uning ismi Kleyton Boyer. Bu janob Boyerning soat dizaynlarining kashfiyoti meni o'z soat loyihamni davom ettirishga ilhomlantirdi. Meni hayratga solgan uning dizaynlaridan biri "Tukan" deb nomlangan. Soatda ishlatiladigan piyoda qochish xuddi shu nomdagi qushning hisobiga o'xshardi. Bu tomosha qilish uchun qiziqarli soat edi va dizayn juda g'alati edi, lekin oxir -oqibat diqqatimni tortdi - bu qanday boshqarilgani. Og'irliklar yoki buloqlar yo'q edi. Mayatnik, hech qanday kuch yo'qotmasdan, sehrli tomonga burilganday tuyuldi. Buning siri soat tagida yashiringan elektromagnit qo'zg'aysan tizimi va mayatnikning uchidagi magnit edi. Men muhandis -elektrchi ekanman, bu juda zo'r, deb o'yladim va bu qanday ishlaganini tushunishga qaror qildim va janob Boyerning Tukanining o'z versiyasini yaratishga qaror qildim. Ishonchim komilki, men soat rejalarini atigi 35 dollarga sotib olsam bo'lardi, lekin bu qayerda qiziq?

Bir oz ko'proq Internetni qidirib topganimdan so'ng, kontseptsiya 1960 -yillarning boshlarida Kundo yubiley soatlari bilan bog'liqligini aniqladim. Ular quruq batareyali batareyadan ishlaydi va siz batareyani o'zgartirishingizdan bir yil oldin ishlay olardi (menimcha, ism). Drayv sxemasining soddaligi meni qiziqtirdi. Ikkita lasan bor edi (bitta yara boshqasining ustiga), germaniy tranzistor va batareya. Hammasi shu! Men ishlaydigan oddiy narsalarni yaxshi ko'raman va bu oson bo'lmaydi. Bobinlardan biri tranzistorning asosiy kirishiga ulangan, ikkinchisi esa batareyali ketma -ket tranzistorning chiqish tomonida joylashgan. Jumboqning boshqa qismi mayatnikning uchiga o'rnatilgan magnit edi. Sarkac bobinlar bo'ylab aylanar ekan, magnit tranzistor asosini harakatlantiruvchi lasan ichida oqim hosil qiladi. Bu tranzistorning yoqilishiga olib keladi va akkumulyator batareyasidan ketma -ket joylashgan lasan orqali chiqadi. Transistor effekti ham mavjud bo'lib, u kirish bobinida tranzistor to'yingan joygacha ko'proq tokni keltirib chiqaradi. Maksimal oqim miqdori hozirda tranzistorning chiqish tomonida oqadi va bu zanjirdagi lasan batareyadan to'liq quvvat oladi, shuning uchun mayatnikdagi magnit bilan bir xil qutbli elektromagnit hosil bo'ladi. Vaqt shundayki, elektromagnit hosil qilgan magnit maydoni aylanayotgan magnitni mayatnikdan qaytaradi va unga ozgina zarba beradi. Mayatnik rulonlardan o'tib ketganda, tranzistor tagida oqim to'xtaydi va u o'chadi. Bu jarayon mayatnik rulonlarda tebranayotganida takrorlanadi … tizim ichidagi yo'qotishlarni bartaraf etish uchun zarur bo'lgan qo'shimcha energiyani etkazib beradi va hamma narsani harakatda ushlab turadi. Aniqmi? Haqiqatan ham ajoyib narsa shundaki, u juda kam quvvat sarflaydi va batareya uzoq vaqt xizmat qiladi. Yog'ochdan yasalgan soatlar buloqlar yoki og'irliklar bilan boshqariladi, ular qayta o'rashdan bir kun oldin ishlaydi. Ularning o'ziga xos jozibasi bor, lekin har kuni soatni aylantirish men uchun og'riqdek tuyuldi. Men hali ham qachondir ulardan birini qura olaman (men Arnfilddan qochishni yaxshi ko'raman), lekin hozircha bu tortishish o'rniga elektronika bo'ladi.

Bu safarning birinchi bosqichi elektromagnit impulsli mayatnikni qanday qurish kerakligini aniqlashdir, chunki bu nafaqat soatni tartibga soladi, balki uni boshqaradigan vosita bo'ladi. Oxir -oqibat, mayatnikdagi ushbu darslikdan tashqari, men soat mexanizmining dizayni, tishli konstruktsiya, ramka konstruktsiyasini o'z ichiga olgan bir qancha darsliklarni nashr etaman, so'ngra ish soatini bajarish uchun bir joyga to'playman. Shunday qilib, biz … mayatnikni loyihalash jarayoniga o'tamiz …

Ta'minotlar

Elektromagnit impulsli mayatnikning asosiy komponenti lasan sxemasi. Men ferrit yadrosi sifatida 10 -sonli oddiy mixni (sizning o'rtacha apparat do'konida mavjud) ishlatardim. Bobinlar uchun simi - 35 AWG magnitli sim. Bu ingichka o'tkazmaydigan material bilan qoplangan juda nozik sim. 2N4401 NPN bipolyar o'tish tranzistorlari oqim orqali oqimni nazorat qilish uchun ishlatiladi. Kapton tasmasi mixni va tugallangan yadroni qoplaydi, lekin siz deyarli har qanday lentani ishlatishingiz mumkin. Bobinning so'nggi qopqoqlari 1/16 dyuymli akril plastmassa, shuningdek, tranzistor va lasan simlarini joylashtirish uchun silindrsimon eman. Prototip yig'ilishining qolgan qismi uchun turli diametrli dublonli tayoqlar bilan har xil bo'laklar va yog'och bo'laklari ishlatilgan. Men dublonlar bilan ishlashni yaxshi ko'raman … bu menga bolalikdagi eng sevimli o'yinchoqlarimni eslatadi … Tinker o'yinchoqlar! Menimcha, ular prototipni ishlab chiqish uchun juda yaxshi yordam berishadi. Quvvat manbai - bu AC 110 -ni 9 voltsli shahar tokiga aylantiradigan devorga ulangan modul. Oxir -oqibat, soat batareyadan ishlaydi, lekin hozircha ulanish moduli juda qulay va mos. Yana bir asosiy komponent - mayatnikning uchiga o'rnatilgan neodim magnit. Men ishlatgan magnitning diametri 1/2 dyuym va qalinligi chorak dyuym.

1 -qadam: Bobin yadrosi yig'ilishi

Men bobinni tadqiq qilayotganimda, soatni ta'mirlash forumini uchratdim, u erda iplardan biri rulon dizaynining tafsilotlarini muhokama qilardi. Ularda qandaydir ajoyib rasmlar bor edi, ular menga tranzistorni va unga ulangan simlarni lasan tagida qanday yashirish haqida fikr berdi. Yana bir muhim tafsilot shundaki, ular 4000 burilishli rulonlarni eslatishgan. Vau, bu juda ko'p eshitildi va miyamning orqasida g'altakni o'rash qanchalik o'rinli bo'lishi mumkinligi haqida tashvish tug'dirdi, lekin men shunga qaramay bosdim.

Men tayyor bobinning qanchalik katta bo'lishini xohlayotganimni o'ylab, bir dyuym dyuym va bir dyuym va chorak uzunlikka joylashdim. Men 1/16 dyuymli akril varaqdan 1 dyuymli diametrli doiralarni, oxirgi qopqoqlar uchun va diametri 1/2 dyuymli qalin dubdan, taglik uchun ishlataman. Men eman diskida chorak dyuymli kanalni frezladim, shuningdek tranzistorni joylashtirish uchun diametri 3/16 dyuymli teshik qazdim. Men simlarni bazadagi kanalga yo'naltirish uchun kichik teshiklarni ham burganman. Tafsilotlar uchun rasmlarga qarang. Dastlab simlarni taglikka o'tkazishni osonlashtirish uchun pastki akril bo'lagidan bir qismini kesib oldim. Orqaga qarab, men bazadagi teshiklarga mos keladigan kichik teshiklarni burishim kerak edi. Lekin katta gap yo'q. Tirnoq ustidan mahkam o'rnashish uchun akril bo'laklarda va eman bo'lagida ham teshiklar qilingan. O'rnatish quyidagicha edi: tirnoqsiz tishli akril diskni joylashtiring. Tirnoq atrofiga 1-1/4 dyuymli lentani o'rab oling, so'ngra tirnoqli akril diskni qo'shing. Men eman diskiga epoksi surtdim, so'ng uni mixga yopishtirdim, shunda u akril disk bilan bog'landi.

G'altakni o'rash jarayoniga o'tishdan oldin, men tugallangan simlar qanchalik katta bo'lishi va ikkita rulonning elektr qarshiligi haqida aniq tasavvurga ega bo'lish uchun tez va iflos hisob -kitoblar qildim. Ko'rinib turibdiki, men barcha simlarni asosiy yig'ilishimga ulashim mumkin edi, shuning uchun men xursand bo'ldim.

2 -qadam: Sarg'ish sargisi

Men simni yadro atrofiga butunlay qo'l bilan o'rash juda og'riqli bo'ladi deb qaror qildim, shuning uchun Tinker Toy texnologiyasidan ilhomlanib, men dublonlar va kontrplak va MDF parchalarini yig'ib oldim. Men uni mahkam ushlab turish uchun lasan yadrosining eman diskiga issiq elim yopishtirishim kerakligini tushundim. Aks holda, yig'ilishda juda ko'p ishqalanish bor edi va men krankni aylantirganimda yadro qimirlamasdi. Shunday qilib, ishqalanish va issiq yopishtiruvchi dabni yanada kamaytirish uchun bir oz ko'proq silliqlash bilan jig ishlay boshladi.

3 -qadam: rulonlarni o'rash

Tel - bu magnit sim deb nomlangan maxsus turdagi sim. Bu ingichka izolyatsion material bilan qoplangan juda nozik bitta simli sim. Men 35 AWG ishlatdim. Bu juda keng tarqalgan va deyarli hamma narsaga o'xshab, siz uni Amazon -dan olishingiz mumkin. Men birinchi rasmda ko'rayotgan g'altakni laboratoriyadagi tozalashdan keyin ish joyidagi axlat qutqarib qoldim. U necha yoshda ekanligini aniq bilmayman, lekin u bir necha o'n yillar oldin sotib olinganga o'xshaydi. QOTIB KULDIM.

Biz ikkita rulonni bir -birining ustiga, yadro yig'ilishidagi mixga o'rab olamiz. Ikkala rulonni ham bir yo'nalishda o'rash kerak, aks holda u ishlamaydi. Har bir rulonda tirnoq atrofida 4000 ga yaqin o'rash bo'ladi. Agar siz har bir rulonni 4000 marta aylantirmasangiz, bu unchalik katta ish emas, shuning uchun bu detalni terlashga hojat yo'q, lekin menda kuzatib boradigan bloknot bor edi. O'ramoq jarayonini yakunlash uchun bir necha soat kerak bo'ldi, lekin men zerikmaslik uchun futbol o'yinini yoqdim. Men har bir o'tish paytida tirnoq atrofida 50 ga yaqin burilish yasashim mumkin edi, shuning uchun men bir necha marta o'ralgan bo'lardim va bu haqda daftarchamga yozib qo'yardim va 4000 ta o'rashgacha etib borardim.

Bu erda o'rash jarayoni: 2 yoki 3 dyuymli simni eman tayanch qismiga o'rab, ichki lasanni o'rashni boshlang. Ushbu simning uchini "1" deb belgilang. 4000 ta o'rashni yakunlang va yadroning eman tagida ekanligingizga ishonch hosil qiling. Telni kesib oling va taxminan 2-3 dyuym uzunlikda qoldiring, shunda siz uni eman tagiga qaytarishingiz mumkin. Bu uchini "2" deb belgilang. Eman tagiga 2 yoki 3 dyuymli simni burab, tashqi lasanni xuddi shunday boshlang. Bu uchini "3" deb belgilang. Yana 4000 burilish qiling, simni kesib oling va uchini avvalgisiga o'xshab taglikka burang. Bu uchini "4" deb belgilang. 4 va 5 -rasmlarda o'rash jarayonining yakuniy natijasi ko'rsatilgan. Yana … Ichki va tashqi rulonlarni bir tomonga o'rashingizga ishonch hosil qiling !!!

4 -qadam: O'chirish davrini yakunlash

Sxemada ko'rib turganingizdek, sxemasi juda oddiy, bu qurilmani juda ajoyib qiladi. Men shunga o'xshash loyihalarni ko'rdim, buning o'rniga protsessorlar ishlatilgan … bu men uchun chivinni o'ldirish uchun bolg'ani ishlatishga o'xshaydi. Men bunday loyihalarni taqillatmoqchi emasman, lekin men oddiy dizayn ishining eng katta muxlisiman, bu ishni eng past darajadagi murakkablik bilan bajaradi.

Ikkinchi rasmda men simlarni yo'naltirishning turli strategiyalari bilan o'ynadim. Men, ehtimol, bundan ko'ra ko'proq shartnoma tuzdim. Faqat ikkita asosiy nuqta bor … uni sxemaga o'xshash qilib ulang, lekin quvvat manbai lasan yig'indisidan tashqarida bo'ladigan ekan, siz quvvat manbaiga ulanadigan simlarning yig'indining pastki qismidan chiqib ketishi kerak. Boshqacha qilib aytganda: V+ sim tranzistor kollektoriga, V sim esa lasan qurilmangizda "2" deb belgilangan simga o'tadi. Xulosa qilib aytganda, sizning lasan to'plamingiz ijobiy va salbiy terminalga ega bo'ladi. Ish tugagandan so'ng, ularni shunday deb belgilash yaxshidir, shunda siz qaysi biri ekanligini unutmaysiz. Oh … Men deyarli unutdim. Lehimlashdan oldin magnit simning izolyatsion qoplamasini olib tashlash uchun siz nozik zımpara qog'ozidan foydalanishingiz kerak bo'ladi! Sxemaga aniqlik kiritish uchun … "Lo" - tashqi lasan, "Li" - ichki lasan, shuningdek shuni esda tutingki, men 1, 2, 3 va 4 -gachasi simlarning uchlarini qanday qilib bajarganimizga mos belgilab qo'ydim. biz rulonlarni o'raganimizda.

Men rulonni epoksi bilan to'ldirishdan oldin sinab ko'rdim … xato qilganim uchun yaxshi narsa! Ha, men hamma narsa qanchalik sodda ekanligi haqida gapirib, o'zimni xafa qildim. Shuning uchun, uni yig'ishdan oldin uni sinab ko'rganingizga ishonch hosil qiling.

Tugallangan yig'ilishni sinab ko'rish uchun men nodir tuproq magnitini ipning uzunligiga yopishtirib qo'ydim va uni mixning boshiga osib qo'ydim. Keyin quvvatni rulonga ulang va magnitni tirnoq boshidan o'tkazing. U o'z -o'zidan uchib ketishi kerak. Magnit va tirnoq boshi orasidagi masofa uchun shirin joy bor. Juda yaqin va harakat zerikarli … juda uzoq va u ishlamaydi.

Oxirgi rasmda men ishlatgan tugallangan lasan va nodir tuproq (neodimiy) magnitlari ko'rsatilgan.

5 -qadam: Sarkac komponentlari

Bir marta men rulonni yig'ish uchun yaxshi ishlaydigan dizaynga ega bo'lganimda, uning ishlash xususiyatlarini baholash uchun mayatnikning prototipini yaratishim kerak edi. Menga qurilma qanchalik quvvat ishlatilgani, shuningdek, mayatnikning qanchalik katta aylanishi kerakligini bilish kerak edi, chunki bu mening soat dizayni bilan qanday ishlashimga ta'sir qiladi.

Men rulonni kichik yog'och qutiga joylashtirdim va kalit va quvvat ulanishini qo'shdim. Quti ikkinchi rasmda ko'rsatilgan taglik yig'ilishining pastki qismidagi kesikka to'g'ri keladi. Hamma narsa ishqalanishga mos edi, shuning uchun men optimal ishlashga erishish uchun yo'lni o'zgartirishim mumkin edi. Men ishqalanishni kamaytirish uchun 3 -rasmdagi tikka guruch trubkasini qo'shdim. Sarkacni tik bo'lakka ulash uchun pin uchun 10d mix ishlatilgan. 5 -rasmda mayatnikning uchida noyob tuproq magnitini ko'rishingiz mumkin. Men hech qachon magnit qutblanishining muhimligi haqida hech narsa topmaganman. Bu muhim emasdek tuyuladi …. qanday xatolar meni intuitiv tarzda, menimcha, kerak. Lekin men bunga hech qachon e'tibor bermaganman va u doim ishlayotgandek tuyuladi. Oxirgi rasmda 9 voltli shahar quvvat manbai ko'rsatilgan. 1 amperlik tok quvvati haddan tashqari ko'payib ketgan … men buni yaqinroq bilganimdek, unga yaqin joyda bo'lish shart emas.

6 -qadam: Sarkacni yig'ish

Baza - qalinligi ikki dyuymli qarag'ay. Men mayatnik tebranayotganda yig'ilish ag'darilmasligi og'ir bo'lishini xohlardim. Bu prototip bo'lsa ham, men uni biroz kiyintirishga qaror qildim va ingichka qizil sadr bo'laklari bilan qirqdim. O'zimga yordam berolmadim!:)

Bobin moduli taglikning pastki qismiga ulanadi (2 -rasm) va hamma narsa o'ng tomonga buriladi (3 -rasm). To'g'ri taglikning yuqori qismiga o'rnatiladi (4 -rasm). Bu ishqalanishga mos keladi. Tirnoqni mis quvur orqali vertikal holda joylashtiring (5 -rasm). Va nihoyat, sarkacni mixga bosing (oxirgi rasm).

Men mayatnikni shunday o'rnatdimki, u bilan taglik o'rtasida ozgina bo'shliq bor edi.

7 -qadam: prototip ishlash natijalari

Videodagi ishchi mayatnik orqasida joylashtirgan jadvalga nazar tashlasangiz, mayatnik o'rta chiziqdan o'tib ketayotganini, lekin oxirgi chiziqdan o'tib ketmasligini ko'rishingiz mumkin. Bu mayatnik 72-80 daraja buriladigan butun yoyni joylashtiradi … Men 75 daraja atrofida baholayman. Bu soat uchun piyoda yugurishni loyihalash vaqti kelganida qimmatli ma'lumotlar.

Men shuningdek, elektr zanjiriga oqim probini uladim va ish paytida oqim chizig'ini kuzatdim. O'rtacha joriy tortishish 2 milli-amperdan oshganini bilganimdan juda xursand bo'ldim !!! Gap shundaki, men soat batareyasini quvvat bilan ishlay olaman. Agar men C uyali batareyalardan foydalansam, batareyalarni almashtirishdan oldin 5 oydan ko'proq ishlayman. Juda ham yomon emas!

Batareyalarni ishlatishdan hayajonlanishimning sababi shundaki, men uning ishlash sirini ochib beradigan soatga ishlaydigan elektr kabeliga ega bo'lishni xohlamayman. Men batareyalarni soat tagiga yashiraman. Qolaversa, uni xohlagan joyga qo'yishim mumkin.

8 -qadam: Keyingi …

Ko'rib turganingizdek, men soat dizaynining keyingi bosqichlari bilan band bo'ldim. Tish tishlarini kesganimdan yonib ketdim. Voy, bu zerikarli jarayon. Agar men bu soatlarning ko'pini qurishga qaror qilsam, ishonamanki, men yaxshi CNC routerga sarmoya kiritaman !!!

Shunday qilib, tishli tishlarni arralashda tanaffus paytida men qo'llarimni kesib, soat ramkasi ustida ishlay boshladim. Hozircha hammasi yaxshi!

O'ylaymanki, men ushbu ketma -ket navbatdagi ko'rsatmalarni o'qib chiqsam, men vitesni loyihalash va qurish jarayonidan o'tganim haqida gapirib beraman, deb o'ylayman.

Keyin ko'rishguncha!

Villi