DIY elektr-magnit levitatsiyasi!: 6 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Bu hayratga soladigan va ilhomlantiradigan loyiha! Agar ilm-fanning nou-xauidan qanday foyda bor, agar biz u bilan biror narsa qila olmasak, to'g'rimi?

Ushbu loyiha yordamida biz osonlikcha tuzilishi yoki topilishi mumkin bo'lgan bir nechta komponentlardan foydalanamiz, ular jag'ning tushishi, aqlning egilishi Elektromagnit Levitator yoki men aytganidek EMLEV.

Oddiy sxemalar, magnit, Hall effekti sensori va boshqa bir qancha komponentlar yordamida siz ob'ektlarni havoda ko'tarishingiz mumkin bo'ladi!

Qani boshladik!

1 -qadam: Sizga nima kerak

Bu loyihani amalga oshirish uchun bizga nazoratchi pallasi, quvvat manbai, EM lasan va magnit kerak bo'ladi.

Qismlarning ro'yxati quyidagicha:

Sxematikani bu erga yuklab oling

QISMLAR TO'PLAMINI BU YERGA OLING

(1) Kichik elektron platalar (1) LM7805 kuchlanish regulyatori (1) MIC502 IC (1) LMD18201 IC (1) SS495 Zal effekti sensori (1) 470 uF kondansatkich (elektrolitik) (1) 1 uF kondansatkich (keramika) (1) 0,1 uF kondansatkich (keramika) (1) 0,01uF kondansatkich (keramika) (1) 2 uyali kirish jak (+/-) (2) 2 simli ulagich

(1) 12v/1a quvvat manbai

(1) LCD kuchlanishli displey (ixtiyoriy) (1) Yashil LED (ixtiyoriy) (1) 10K rezistor

Solenoid (20g 150-300 burilish) (1) Chelik bolt

Har xil rangli simlar (18-24g) (2-3) Neodimiy diskli magnitlar (3) 8 "x10" pleksiglas varaqlar (4) 12 "x 5/15" Tishli novda (24) 5/16 "yong'oqlar (24) 5/ 16 dyuymli kir yuvish mashinalari (8) 5/16 "rezina qopqoqlar (ixtiyoriy)

Ko'rsatilgan asboblar orasida lehimli temir va lehim, 5/16 dyuymgacha bo'lgan matkaplar va bitlar mavjud, shuningdek siz qo'lingizda elektr tasmasini yoki qisqich o'rash, elim va 5/16 kalitni olishni xohlaysiz.

Barcha qismlar BU YERDA:

www.drewpauldesigns.com/diy-electromagnetic-levitation-kit.html

2 -qadam: nazariya va asosiy komponentlar

Nega biz metall buyumlarni magnit bilan kerakli masofada ko'tarib chiqa olmaymiz? Chunki, qora material magnit maydoniga yaqinlashganda, kuch eksponent sifatida oshadi. Bu magnit teskari kvadrat qonuni bilan tavsiflanadi:

Intensivlik1 / Intensivlik2 = Masofa1 / Masofa2

Shunday qilib, kosmosda magnit yoki elektromagnit ob'ektni aloqa qilmasdan to'xtatib turadigan nuqta yo'q. Dalada bo'lganingizda, orqaga qaytish yo'q!… Agar …

Tarqatuvchi magnit maydonni 2D diagrammalarda yoki magnit ko'rish plyonkasida qutblardan chiqadigan kuch chiziqlari sifatida ko'rsatish mumkin. Hatto osiloskopda ham maydonning harakati va yo'nalishi haqida faqat ikki o'lchovli suratlar bilan ko'p narsa aytib berishning iloji yo'q (bu mashhur illuziya kabi). Agar 3D formatida kuzatilsa, bu maydon toroidal bo'lib ko'rinadi va vaqt o'tishi bilan biz tarqaluvchi spiral maydon paydo bo'lishini ko'rishni boshlaymiz. Bu elektromagnitda ham xuddi shunday, va maydon qulaganda uni teskari yo'nalishda qiladi. Bu odatda Flemings o'ng va chap qo'l qoidalari bilan tavsiflanadi.

Shunday qilib, nazariy jihatdan, ob'ektni kerakli joyga moslashtirish uchun o'zgaruvchan burilishlar/spirallarni yaratish mumkin bo'lardi. Yuqoridagi formulaga asoslanib, ba'zi hisob -kitoblarni amalga oshirganimizdan so'ng, biz bu maydonlarni aniq va tez almashtirish orqali (sekundiga 50 000 marta yoki undan ko'p!) Muammo bormi? Arzimaydi. Bir nechta komponentlar yordamida biz maydon kuchini aniqlaydigan va elektromagnitga mos maydonni qo'llagan sxemani aniqlaydigan sensor yordamida boshqariladigan tarqaladigan va qulaydigan elektromagnit maydonni yaratishimiz mumkin. Loyihani tez va oson qilish uchun komponentlarni bu erda alohida -alohida yoki to'plam sifatida topish mumkin. Endi bizda barcha komponentlar tayyor, boshlaylik!

3 -qadam: Korpusni yarating

Bizning korpusni qurish tavsiya etilgan materiallar bilan juda aniq, lekin siz o'zingizda yotib qolgan narsalarni ishlatishingiz mumkin. Bu juda oddiy korpus, bu dahshatli robotdan ilhomlanib, barcha ichki komponentlarni namoyish qildi. Tugallangach, korpus 8 "Wx10" Dx12 "H bo'lishi kerak.

Birinchidan, biz pleksiglasni mahkamlaymiz va mahkamlaymiz, burchak yaqinida to'rt teshikni o'lchaymiz va burg'ulaymiz, shunda qirralardan bo'sh joy qoldiramiz va yorilib ketmaslik uchun asta -sekin kattaroq bo'laklar bilan burg'ulaymiz. Tugallangach, biz har uch pleksiglas varaqning burchaklarida 5/16 dyuymli to'rtta teshikka ega bo'lamiz. *Nosimmetrik joylashuvning yo'nalishini eslab qoling, so'ngra biz varaqlardan birida kirish uyasi uchun teshik yoki teshik ochamiz. Bu sizning uyangizga qarab farq qilishi mumkin, lekin korpusning orqa tomonida bo'lishi kerak. Endi biz korpus qurishni boshlaymiz. Bir varaqning teshiklariga 5/16 dyuymli tishli to'rtta tayoqni joylashtiring. Choyshabning pastki qismidan taxminan 1,5-2 dyuymli plexiglasning har bir tomoniga bitta yuvish va yong'oq bilan mahkamlang va rezina oyoq qo'shing. Har bir novda tagida. Davom etishdan oldin hamma narsa tekis ekanligiga ishonch hosil qiling.

Keyinchalik, biz novdalarning yuqori qismidan taxminan 3-4 dyuymli yong'oq va yuvish vositasini qo'shamiz va tepadagi uyasi uchun teshikli varaqni joylashtiramiz.

Bizning korpusimizdagi oxirgi qadam, biz keyingi bosqichga komponentlarni qo'shganimizdan so'ng, pleksiglasning oxirgi varag'ini tepaga mahkamlash bo'ladi.

4 -qadam: Komponentlarni o'rnatish va himoyalash

Endi bizda platforma bor, biz o'z komponentlarimizni qurishimiz va o'rnatishimiz mumkin.

Bu nisbatan oddiy sxema va elektromagnit juftlik biriktirilgan sxema bo'yicha qurilishi mumkin yoki siz bu erda oldindan qurilganini olishingiz mumkin. E'tibor bering, SS495 g'altakning pastki qismiga o'rnatiladi. LEDni qo'shish quvvatni tekshirishga imkon beradi va raqamli voltmetr sizga sozlash uchun yukni aniqlashga imkon beradi, har ikkisi ham ixtiyoriy emas, ular to'g'ridan-to'g'ri 12v kirishga 10k rezistorli issiq simda (+) ulanishi mumkin. O'chirish IC -laridan biri dvigatelni boshqarish moslamasi uchun mo'ljallangan, ikkinchisi fanat uchun mo'ljallanganligini bilish juda qiziq, lekin ularni boshqa komponentlar bilan birlashtiring va biz undan havodagi ob'ektlarni ko'tarish uchun foydalanishimiz mumkin!

Keyin biz sxemani hisobga olgan holda, rozetkani kontaktlarning zanglashiga olib ulashimiz mumkin va uning uyasi-(-).

Keyinchalik, biz LMD18201 IC -ning 1 va 2 -chi chiqishlarini solenoid lasanimizga ulaymiz. G'altakning markaziga va murvat boshiga po'latdan yasalgan boltni joylashtiring, biz SS495 Hall effektli sensori, biz uni diagramaga muvofiq ulashimiz mumkin. Oldindan qurilgan komponentlar birlashtirilishi mumkin bo'lgan ulagichlarni o'z ichiga oladi.

Bu erda hamma narsani vaqtincha himoya qilish, quvvatni ehtiyotkorlik bilan ulash va magnit bilan solenoid maydonini sinab ko'rish foydali bo'lishi mumkin.

Qoniqtirgandan so'ng, siz komponentlaringizni platformaga o'rnatishingiz mumkin. Havo oqimiga ruxsat berish uchun kontaktlarning zanglashiga olib kelishi kerak va kriko yonida, elektromagnitning yon tomoni sensori pastga qaragan bo'lishi kerak va ixtiyoriy LED va LCDni qulay bo'lgan joyga qo'yish mumkin. Qisqartiruvchi o'rash va simli qopqoqlarni qo'shib qo'yish, hamma narsani aniq qilib qo'yadi va qisqa tutashuvlardan va tortilgan simlardan qochishga yordam beradi. Nihoyat, hamma narsani mahkamlash va yopish uchun biz oxirgi pleksiglas varaqni qo'shamiz. Avval har bir tayoqchaga yong'oq va yuvish vositasini, so'ngra oxirgi pleksiglas varag'ini qo'shing va tepaga joylashtiring, shunda yuqori varaq sizning solenoidingiz bilan aloqa qiladi va uni mahkam ushlaydi. Joyga va tekislanganda, yana to'rtta yuvish mashinasi, yong'oq va kauchuk qopqoqli qopqoq qo'shing.

5 -qadam: Sizning EMLEVingiz to'liq! Sinash va sozlash vaqti

Biz deyarli tugadik; Do'stlar va hamkasblarni hayratda qoldirishni boshlashdan oldin, biz bir nechta hisob -kitoblarni bajarishimiz kerak.

Solenoidni o'rnatishda bizning yo'nalishimiz kutupluluğu hisobga olmadi. Shunday qilib, biz rulonga qarama -qarshi turish uchun magnitimizning to'g'ri qutbini tanlashimiz kerak bo'ladi. Buning uchun quvvatni ulang va magnitni solenoid maydoniga olib kirishni boshlang. Magnitning bir tomoni doimiy ravishda o'ziga tortadi, ikkinchisi esa rulonimizdan bir necha dyuym masofada qulflanib qoladi, magnitning bu tomoniga e'tibor bering. Juda yaqinlashmaslik uchun ehtiyot bo'ling; Ikkala qutb ham kuchli lasanga yaqinlashtirilsa zo'rlik bilan tortadi.

Endi biz magnitimizning qaysi qutbidan foydalanayotganimizni bilganimizdan so'ng, biz u ushlab tura oladigan og'irlikni aniqlaymiz. Juda oz vazn va yuk ko'tarilmasdan tortiladi, ortiqcha vazn va magnit maydon tortishish kuchini yengolmaydi va sizning ob'ektingiz qulab tushadi. Magnitga tasodifiy moslamalarni biriktirib, optimal vaznni topish uchun siz tasodifiy sinov va xatolardan foydalanishingiz mumkin, lekin men aniqroq natijalarga olib keladigan yondashuvni taklif qilaman. Kichik yong'oq va murvatlardan foydalanib, ularni asta -sekin magnitga qo'shing va sinab ko'ring. Balans nuqtasini topganingizdan so'ng (siz o'z o'rnida bir oz bosilishni sezasiz), yukning og'irligini kichik shkaladan foydalanib qayd eting. Keyin diapazoningizni topish va barqarorlikni optimallashtirish uchun ozgina vazn qo'shing yoki olib tashlang. Siz buni ma'lumotnoma sifatida ishlatishingiz va magnitni hisobga olmaganda, odatda 45-55 grammgacha bo'lgan vazn oralig'idagi har qanday narsani ko'tarishni boshlashingiz mumkin.

To'g'ri ishlayotganda, maydonlarni amalda ko'rish uchun osiloskopni ulang! DSO nanosining o'qishlari tufayli biz o'zgaruvchan maydon qachon va nima uchun sodir bo'lishini aniq ko'ra olamiz.

6 -qadam: Ilhom va hayratga tayyorlaning

Tabriklaymiz! Siz imkonsiz narsani imkonsiz qildingiz!

Sizning EMLEV endi to'liq, ishlashi kerak va belgilangan vazn oralig'idagi har qanday elementni ko'taradi. Endi biz ko'tariladigan ob'ektni tanlashimiz mumkin. Magnitni toshga o'rnatishga harakat qiling yoki mix yoki yong'oqni mahkamlang, esdalik sovg'asini ulang, imkoniyatlar cheksiz, bu bolalar hatto tirik qurbaqani uchratishdi!

Ta'sir qilish uchun men katta osh qoshiq tanladim.

"Qoshiqni ko'tarmang; buning iloji yo'q. Buning o'rniga faqat haqiqatni tushunishga harakat qiling. Qoshiq yo'q."- paragraf. Matritsa (1999)

Bu qurilma aqlni buzadi; ko'zlar bo'rtib chiqadi, jag'lar tushadi va boshlar portlaydi! Bu sehrmi? Bu fanmi? Xo'sh, sehrgar va olim o'rtasidagi yagona farq shundaki, bu qanday amalga oshirilganligini sizga aytadi. Ko'rsatmalarimni tekshirganingiz uchun tashakkur va men siz nimani ko'rayotganingizni kutib o'tirmayman, izohlarda rasm qoldiring. Sizningcha, bu ko'rsatma zo'rmi? Sahifaning yuqori qismidagi ovoz berish tugmasini bosish orqali menga xabar bering!

Sensorlar tanlovining ikkinchi mukofoti 2016

Make It Fly tanlovida ikkinchi sovrin - 2016