DIY электромагниттік левитация!: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

Бұл таң қалдыратын және шабыттандыратын жоба! Егер біз онымен керемет нәрсе жасай алмасақ, бұл ғылыми ноу-хаудың қандай пайдасы бар?

Бұл жобада біз жасай алатын немесе табуға болатын бірнеше компоненттерді қолданамыз, олар мен айтатынымдай, электромагниттік левитаторды немесе EMLEV -ді иілдіреді.

Қарапайым схема, магнит, Холл эффект датчигі және басқа да бірнеше компоненттердің көмегімен сіз заттарды ауада көтере аласыз!

Бастайық!

1 -қадам: Сізге не қажет

Бұл жоба үшін бізге контроллер тізбегі, қуат көзі, ЭМ катушкасы мен магнит, сонымен бірге оны жинауға арналған аппараттық құралдар мен құралдар қажет болады.

Бөлшектер тізімі келесідей:

Схеманы осы жерден ЖҮКТЕҢІЗ

БӨЛІМДЕР ЖИНАҒЫН МЫНА ЖЕРДЕН АЛЫҢЫЗ

(1) Кіші тізбек тақтасы (1) LM7805 кернеу реттегіші (1) MIC502 IC (1) LMD18201 IC (1) SS495 Холлдық әсер сенсоры (1) 470uF конденсатор (электролиттік) (1) 1uF конденсатор (керамикалық) (1) 0,1 uF конденсаторы (керамикалық) (1) 0,01uF конденсаторы (керамика) (1) 2 ұялы кіріс ұясы (+/-) (2) 2 сымды қосқыштар

(1) 12в/1а қуат көзі

(1) СКД кернеуі дисплейі (міндетті емес) (1) Жасыл жарық диоды (қосымша) (1) 10K резисторы

Соленоид (20г 150-300 айналым) (1) Болат болт

Әр түрлі түсті сымдар (18-24г) (2-3) Неодимдік диск магниттері (3) 8 «x10» плексигласс табақшалары (4) 12 «x 5/15» бұрандалы өзек (24) 5/16 «гайкалар (24) 5/ 16 «шайбалар (8) 5/16» резеңке қалпақшалар (міндетті емес)

Көрсетілген құралдарға дәнекерлеуіш пен дәнекерлеу, 5/16 дюймге дейін бұрғылар мен биттер кіреді, сонымен қатар қолыңызда электр таспасы немесе қысқыш орамасы, желім және 5/16 кілт болуы керек.

Барлық бөлшектер МЫНА жерде:

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

2 -қадам: Теория және негізгі компоненттер

Неліктен біз металл заттарды магнитпен дұрыс қашықтықта көтере алмаймыз? Өйткені, қара материал магнит өрісіне жақындаған сайын күш экспоненциалды түрде артады. Бұл магниттік кері квадрат заңы деп аталатын нәрсемен сипатталады:

Қарқындылық1 / Қарқындылық2 = Қашықтық1 / Қашықтық2

Демек, кеңістікте магнит немесе электромагнит объектіні байланыссыз тоқтатады. Далаға шыққанда, артқа шегіну жоқ!… Егер…

Таралатын магнит өрісін 2D диаграммада немесе магниттік қарау пленкасында полюстерден шығатын күш сызықтары ретінде көрсетуге болады. Тіпті осциллографта өрістің қозғалысы мен бағыты туралы екі өлшемдегі суреттермен ғана айту мүмкін емес. 3D -де бақылағанда, бұл өрісті тороид тәрізді көруге және сезінуге болады, ал уақыт бойынша біз таралатын бұрандалы өрістің пайда болатынын көре бастаймыз. Бұл электромагнитте де дәл осылай болады, ал өріс құлаған кезде ол керісінше қозғалады. Бұл әдетте Флемингс оң және сол қол ережелері деп аталады.

Сонымен, теориялық тұрғыда объектіні қажетті орынға реттеу үшін ауыспалы құйындар/спиральдар жасауға болады. Жоғарыдағы формулаға негізделген кейбір есептеулерді жүргізгеннен кейін, біз бұл өрістерді дәл және жылдам ауыстыру арқылы ғана мүмкін болатынын білеміз (секундына 50 000 рет немесе одан да көп!) Мәселе? Ештене етпейді. Бірнеше компоненттердің көмегімен біз өрістің кернеулігін анықтайтын сенсормен басқарылатын таралатын және құлап кететін электромагниттік өрісті және электромагнитті тиісті өрісті қолданатын тізбекті жасай аламыз. Бұл жобаны жылдам әрі жеңіл ету үшін барлық компоненттерді жеке осы жерден немесе жиынтық ретінде табуға болады. Бізде барлық компоненттер дайын болғандықтан, бастайық!

3 -қадам: қоршауды жасаңыз

Біздің қоршауды құру ұсынылған материалдармен тікелей жүзеге асады, бірақ айналаңызда бар нәрсені еркін қолданыңыз. Бұл өте қарапайым қоршау осы керемет роботтан барлық ішкі компоненттерді көрсету үшін шабыттандырылды. Аяқтағаннан кейін қоршау 8 «Wx10» Dx12 «H болуы керек.

Біріншіден, біз плексиглассаны жинап, бекітеміз және бұрыштардың жанында төрт тесікті өлшейміз және бұрғылаймыз, шеттерінен бос орын қалдырамыз және жарылып кетпес үшін қадам бойынша үлкенірек тесіктермен бұрғылаймыз. Аяқтағаннан кейін бізде барлық үш плексиглас парақтарының бұрыштарында 5/16 дюймдік төрт тесік болады. *Симметриялы фитингке бағдарлауды ұмытпаңыз, содан кейін біз парақтардың бірінде кіріс ұясына тесік немесе тесік бұрғылайтын боламыз. Бұл ұяға байланысты өзгеруі мүмкін, бірақ корпустың артқы жағында болуы керек. Біз енді қоршауды салуды бастаймыз. Парақтарыңыздың бірінің тесіктеріне 5/16 дюймдік төрт штангаларды кірістіруден бастаңыз. Парақты штангалардың түбінен шамамен 1,5-2 дюйм қашықтықта плексиглассаның әр жағында бір шайба мен гайкамен бекітіп, резеңке табанды қосыңыз. Әр таяқтың түбінде. Жалғастырмас бұрын бәрі тегіс екеніне көз жеткізіңіз.

Әрі қарай, біз штангалардың жоғарғы жағынан шамамен 3-4 дюйм жаңғақ пен шайба қосамыз және үстіңгі ұяға арналған тесік бар парақты орналастырамыз.

Біздің қоршаудағы соңғы қадам - келесі қадамда компоненттерді қосқаннан кейін плексиглассаның соңғы парағын жоғарыға бекіту.

4 -қадам: компоненттерді бекіту және бекіту

Енді бізде платформа бар, біз өз компоненттерімізді құрып, орната аламыз.

Бұл салыстырмалы түрде қарапайым схема мен электромагниттік жұпты бекітілген диаграммаға сәйкес салуға болады немесе алдын ала құрастырылғанын осы жерден алуға болады. SS495 катушканың түбіне орнатылатынын ескеріңіз. Светодиодты қосу қуатты тексеруге мүмкіндік береді, ал сандық вольтметр жүктеуді реттеу мақсатында жүктемені анықтауға мүмкіндік береді, екеуі де міндетті емес, оларды ыстық сымдағы (+) желілік 10к резисторы бар 12в кіріс тізбектеріне тікелей қосуға болады. Электр тізбегінің біреуі мотор контроллеріне арналған, ал екіншісі желдеткішке арналған екенін білу өте қызықты, бірақ оларды басқа компоненттермен біріктіріңіз, біз оны ауада заттарды көтеру үшін қолдана аламыз!

Содан кейін біз схеманы ескере отырып, ұяны схеманың кірісіне сымдай аламыз және ұяның корпусы жер екенін есте ұстай аламыз (-).

Әрі қарай, біз LMD18201 IC -ден шығатын 1 және 2 шығуларды электромагниттік катушкасына қосамыз. Болат болтты катушканың ортасына және болттың басына SS495 Холлдық эффект сенсорын салыңыз, оған біз схемаға сәйкес сымдарды қосамыз. Алдын ала құрастырылған компоненттерде жай ғана біріктіруге болатын қосқыштар болады.

Бұл жерде барлығын уақытша қауіпсіздендіру, қуатты абайлап қосу және магнитпен электромагниттік өрісті тексеру пайдалы болуы мүмкін.

Қанағаттанғаннан кейін сіз компоненттеріңізді платформаға бекіте аласыз. Ауа ағынын қамтамасыз ету үшін тізбек тігінен болуы керек және ұяға жақын, соленоидтың сенсоры төмен қарайтын жағы болуы керек және қосымша жарықдиодты және СКД ыңғайлы жерде орналастырылуы мүмкін. Қысқартатын орамалар мен сым қақпақтарын қосқанда, бәрі ұқыпты болады және қысқа тұйықталу мен тартылған сымдардан аулақ болуға көмектеседі. Ақырында, барлығын қауіпсіздендіру және жабу үшін біз соңғы плексигласс парағын қосамыз. Алдымен әр штангаға гайка мен шайба қосыңыз, содан кейін плексиглассаның соңғы парағын салыңыз да, жоғарғы парақ оны соленоидпен байланыстыратын етіп бекітіңіз, оны мықтап ұстаңыз. Орнына және деңгейіне қойылғаннан кейін, тағы төрт шайба мен жаңғақ пен резеңке ұштары бар қақпақ қосыңыз.

5 -қадам: Сіздің EMLEV аяқталды! Реттеу мен тестілеу уақыты

Біз аяқталды дерлік; бірақ достар мен әріптестерді таңдандыруды бастамас бұрын, біз бірнеше есептеулер мен кішкене баптау жасауымыз керек.

Біздің электромагнитті орнатқанда, біздің бағдарымыз полярлықты ескермеді. Сондықтан біз катушкамен бетпе -бет келу үшін магниттің дұрыс полюсін таңдауымыз керек. Ол үшін қуатты қосыңыз және магнитті электромагниттік өріске енгізуді бастаңыз. Магниттің бір жағы үздіксіз тартады, ал екіншісі біздің катушкадан бірнеше дюймді құлыптауға бейім болады, магниттің осы жағына назар аударыңыз. Тым жақындамауға тырысыңыз; екі полюс те кернеулі катушкаға тым жақындатылған кезде қатты тартылады.

Енді біз магнитіміздің қай полюсін қолданатынымызды біліп, енді оның салмағын анықтайтын боламыз. Тым аз салмақ пен жүктеме көтерусіз тартылады, шамадан тыс салмақ пен магнит өрісі гравитацияны жеңе алмайды және сіздің объектіңіз құлап кетеді. Магнитке кездейсоқ заттарды қосу арқылы оңтайлы салмақты табу үшін кездейсоқ сынақ пен қателікті қолдануға болады, бірақ мен сандық нәтижеге әкелетін әдісті ұсынамын. Кішкене гайкалар мен болттарды қолданып, оларды магнитке біртіндеп қосып, сынап көріңіз. Сіз тепе -теңдік нүктесін тапқаннан кейін (сіз орнында тұрған кезде аздап шертуді сезінесіз), шағын таразының көмегімен жүктің салмағын ескеріңіз. Содан кейін диапазонды табу және тұрақтылық үшін оңтайландыру үшін аз мөлшерде салмақ қосыңыз немесе алып тастаңыз. Сіз мұны сілтеме ретінде пайдалана аласыз және магнитті қоспағанда, әдетте 45-55 грамм арасындағы салмақ диапазонындағы кез келген нәрсені көтере аласыз.

Дұрыс жұмыс істеген кезде өрістердің әрекетін көру үшін осциллографты қосыңыз! Менің DSO нано оқуларының арқасында біз өзгеретін өрістің қашан және неге болатынын дәл көре аламыз.

6 -қадам: шабыттандыруға және таңдануға дайын болыңыз

Құттықтаймын! Сіз мүмкін емес нәрсені жасадыңыз!

Сіздің EMLEV енді толық, жұмыс істеуі керек және белгіленген салмақ диапазонындағы кез келген элементті шығарады. Енді біз көтерілетін объектіні таңдай аламыз. Магнитті тасқа орнатып көріңіз немесе шегелер немесе жаңғақтар бекітіңіз, естелік сыйлық жасаңыз, мүмкіндіктер шексіз, бұл жігіттер тіпті тірі бақаны көтерді!

Мен әсер ету үшін үлкен ас қасық таңдадым.

«Қасықты көтермеңіз; бұл мүмкін емес. Оның орнына тек шындықты түсінуге тырысыңыз. Қасық жоқ.»- пар. Матрица (1999)

Бұл құрылғы ойға келеді; көздер томпайып, иектері түсіп, бастары жарылады! Бұл сиқыр ма? Бұл ғылым ба? Сиқыршы мен ғалымның айырмашылығы - бұл оның қалай жасалғанын айтатын ғалым. Нұсқаулықты тексергеніңіз үшін рахмет, мен сіз нені ұнататынын көре алмаймын, түсініктемелерде суреттерді қалдырыңыз. Бұл нұсқаулық керемет деп ойлайсыз ба? Беттің жоғарғы жағындағы дауыс беруді басу арқылы маған хабарлаңыз!

Сенсорлар байқауының екінші жүлдесі 2016 ж

Make It Fly байқауының екінші жүлдесі 2016 ж