Újévi ünnepek közelednek. És hogyan jöhet az újév ajándék nélkül, rokonok, rokonok és barátok számára. Ugyanakkor a régi mondás, hogy a legjobb ajándék a készített ajándék, még nem veszítette el relevanciáját csináld magad. És miért ne, próbáljuk meg valakinek eredeti újévi ajándékot készíteni.
Javasoljuk, hogy adjon ajándékba a legegyszerűbb Levitront. A mágneses lebegés mindig lenyűgöző és elbűvölő. Láthatatlan elektromágneses erő alkalmazásával egy kis neodímium mágnest emelünk fel és tartunk a levegőben. Szárnyaló hatás létrehozása a mágnes emelésével és leengedésével nagyon alacsony magassági tartományban, de magas frekvenciával. Manapság elkészítheti ilyen készüléket. És ehhez nem kell sok pénzt és időt költeni.
Ebben a cikkben megvizsgáljuk a mágneses levitron egyszerű és olcsó alkatrészekből történő előállításának rendszerét és technológiáját.
A mágneses lebegő eszköz vázlata alább bemutatjuk.
A készülék működésének elve
Ennek az áramkörnek a felhasználásával az L1 tekercs létrehoz egy speciális elektromágneses teret, amely az állandó mágnest a súlyán tartja. Mivel az egyensúlyi helyzet rendkívül instabil, egy automatikus vezérlő és irányító rendszert használnak a mágnes tartására az áramkörben. A helyzetmegfigyelő érzékelő mágnesesen vezérelt MD1 érzékelő, a Hall-effektus alapján. A tekercs közepén helyezkedik el és rögzítve van, a munkavég oldalától.
A Hall érzékelő (MD1) működése a kimeneti jel csökkentéséből (3. tű) leállításig egészen a statikus vagy a dinamikus mágneses mező növekedésével jár. A mágneses mező csökkenésével az ellenkezője igaz. A Hall érzékelő kis tápfeszültséggel (4 ... 20 V) és alacsony áramerősséggel (3 ... 20 mA) működik, miközben a VT1 teljesítmény-tranzisztort szabályozza.
A LED1 a készülék működésének vizuális ellenőrzésére szolgál.
A VD2 dióda a tekercs nagysebességű működését biztosítja.
A séma a következőképpen működik.
A készülék bekapcsolásakor az áram áthalad az L1 tekercsen és a nyitott VT1 tranzisztoron.
Ebben az esetben a tekercs mágneses teret hoz létre, és állandó mágnest vonz. A mágnest vonzza az elektromágnes, de emelkedik, és a helyzetérzékelő (MD1) hatótávolságába esik, és mágneses mezőjével kapcsolja be. Ebben az esetben egy jel kerül a VT1 tranzisztorra, amely kikapcsolja az elektromágnest. Ezután az állandó mágnes esni kezd, de ha elhagyta az érzékelő érzékenységi zónáját, újra bekapcsolja az elektromágnest. Ebben az esetben a mágnest ismét kénytelen mozgatni az elektromágnesre. Így az állandó mágnes folyamatosan rezg a rendszer által meghatározott pont körül.
Annak elkerülése érdekében, hogy az állandó mágnesek megforduljanak az oszcillációk során, helyzetét stabilizálják, például úgy, hogy valami alulról rögzítik. Amikor a mágnes átfordul, a pólus megváltozik, és az MD1 helyzetérzékelő felé néz, és az áramkör leáll, mert az érzékelőt csak a mágnes déli pólusa vezérli.
Készülékek gyártása
1. A Levitron eszköz alapját egy elektromágneses tekercs határozza meg. Választása nagymértékben meghatározza az eszköz tervezését.
A tekercs függetlenül is elkészíthető. Elegendő 0,3 ... 0,4 mm átmérőjű zománcozott huzal 500 ... 600 fordulatát a tekercsre csavarni (kb. 20 méter huzal szükséges). Egy ilyen készülék tápellátásához használjon 5 - 9 voltos feszültségű tápegységet vagy töltőt.
Lehetőség van egy meglévő ipari tekercs használatára. Ugyanakkor kívánatos a névleges tápfeszültség ismerete és a jövőben megfelelő energiaforrás kiválasztása.
Esetünkben az eredeti ajándékhoz a készülék kompakt kivitelére van szükség, tehát egy kis méretű relétekercset választottunk.
2. A tekercs mellett szükségünk van egy terepi tranzisztorra, például IRFZ44N vagy más hasonló MOSFET-re is, a használt tekercs paramétereitől függően. Esetünkben az IRF630 tranzisztorot használjuk, amely a videoberendezés ártalmatlanítása után a táblán maradt.
Szüksége van például Hall érzékelőre, például A3144, AH443 vagy más típusú, hasonló üzemmódban működő érzékelőre. Ebben az esetben a boltban található olcsó érzékelőt, a HAL 508 UA-A-2-B-1-00 modellt használták.
A fenti ábra szerint a készüléket a megvásárolt rádiókészülékek többi részével kevésbé fogjuk ellátni.
3. A Levitron működésének ellenőrzéséhez és beállításához összeszerezzük a fenti áramkör bal oldalát, kivéve az R2 ellenállást és az R3 névleges értékét 330 ohmra változtatva. Az áramkör jobb oldala az eszköz áramforrása, és ebben a verzióban nincs rá szükség. Kényelmesebb az áramkört összeszerelni és tesztelni egy univerzális áramköri táblán, de mivel a meglévő tranzisztor már a hűtőbordaval együtt meg volt forrasztva egy megfelelő méretű áramköri lap darabjára, forrasztottam a mellette lévő áramkört.
4. Szerelje össze a tekercset. Helyezzük a Hall érzékelőt, és ideiglenesen rögzítjük a furat közepére, a tekercs aljára.
5. Az eszköz tesztelése. Rögzítjük a tekercset bizonyos távolságra az asztal felületétől. Ezután a mágneses lebegőkészülék táplálható. Mivel a korábban említett relé tekercsének tekercselési ellenállása 210 Ohm, és 12 V DC feszültségre tervezték, akkor csatlakoztassuk a megfelelő áramforráshoz.
Ezután meg kell határozni, melyik oldalon irányítja az állandó neodímium mágnest az elektromágneshez. Bekapcsoljuk a levitront (a LED-nek világítania kell), és a mágnest a tekercs aljára, a Hall-érzékelő oldaláról hozjuk. Ha a mágnest vonzza a tekercs és a LED kialszik, akkor a mágnes helyesen van orientálva, de ha a tekercs mágneses tere kitolja, akkor a mágnest meg kell fordítani. Ha a LED nem kialszik, amikor a mágnest mindkét oldalra csatlakoztatja, meg kell cserélni a tekercs végeit, azaz változtassa meg a pólusokat. Helyes végrehajtás esetén az elektromágneses erő felveszi a mágnest, és a levegőben tartja. Ne felejtsük el stabilizálni a mágnes helyzetét úgy, hogy az nem oszlik meg az ingadozások során. Ebben az esetben 7 mm átmérőjű és 1 mm vastag neodímium gyűrűs mágnest használtunk egy mikrofon fülhallgatóból. Stabilizálásához elegendő egy darab szigetelőszalag, amely a mágnes egyik oldalára van ragasztva.
Megjegyzés. Az első teszt ezzel a tekerccsel nem volt sikeres. A relétekercs magja felerősítette a mágneses teret, de befolyásolta a tekercs kikapcsolásakor is. A beállítás során a mágnes pozíciója nem volt stabil, vagy a mágnest a maghoz vonzotta, amikor a tekercs ki volt kapcsolva. Amikor a magot eltávolították a tekercsről, a folyamat stabilizálódott, amint az a képen is látható.
6. Frissítse a készüléket. További tesztek feltártak bizonyos hibákat. Először is, szükség van egy további energiaforrásra, amely növeli a bonyolultságot és a méretet, és nem növeli az ajándék eredetiségét. Másodszor, a repülési távolság növekedésével (a tekercstől való távolság) növelnie kell a tápfeszültséget, és ez a tekercs nemkívánatos melegítéséhez vezet.
Természetesen ezen lehetőség mellett élhetünk, a kapott lehetőségek felhasználásával. Csak akkor kell megfelelő módon becsomagolni az eszközt.
7. A készülék második verzióját elkészítheti úgy, hogy a tekercset nagyobb feszültségre (de alacsonyabb áramfogyasztásra) cseréli, és további beépített transzformátor nélküli tápegységet hoz létre. Az eszköz teljes diagramja a cikk elején található.
Az importált reléből származó tekercs második változatát 110 V feszültségre tervezték, és a tekercselési ellenállása 4700 Ohm. Az eszközt a séma szerint alkatrészekkel egészítjük ki.
8. Transzformátor nélküli tápegységet állítunk elő (az áramkör jobb oldalán). Ez 220 V váltakozó áramot alakít át a szükséges feszültségre - körülbelül 100 V (a VD3 Zener-diódával meghatározva) egy kis egyenáramra (amelyet a K73-17 típusú C3 kondenzátor kapacitása határoz meg). Egy ilyen PSU előnyei vannak - egyszerű áramkör és kis méretek. Ennek ugyanakkor van hátránya - áramütés veszélye áll fenn, ha a bekapcsolt eszköz alkatrészeivel érintkezik. A biztonsági előírások betartása mellett azonban a teljesen szigetelt eszközben a galvanikus szigetelés hiánya biztonságos lesz.
9. A Levitron esetében páratlan méretű patronokat használunk, egy kiégett fluoreszcens energiatakarékos lámpából származó patront és egy LED-izzó fényszóró burkolatát. Helyezzük és formálunk egy áramkört a táblára a patron belső méretei szerint, forrasztjuk a táblát a patron érintkezőihez.
Mivel a C2 simítókondenzátort nem tartalmazza a patron, telepítse azt a Levitron táblára. Emellett eltávolítjuk a tranzisztor hűtőjét, mivel alacsony terhelhetőséggel opcionális.
10. Szerelje össze az eszközt az állványon és tesztelje.
Ebben az esetben 10 mm átmérőjű és 3 mm vastag gyűrűs neodímium mágnest használtak. Helyezze az MD1 érzékelőt a tekercs közepére és rögzítse egy darab habbal. A Hall-érzékelő mozgatásával a mágnes stabil lebegését érjük el a tekercstől való legnagyobb távolságra. Rögzítjük az érzékelő helyzetét a tekercshez viszonyítva.
11. A Levitron felállítása után összeszereljük és ragasztjuk az eszközt. Annak érdekében, hogy az eszköz a LED-lámpa nagyobb hatását biztosítsa, tartósan 2-3 hozzáadhat a LED-ekhez, korlátozó ellenállásokkal a lámpatestben. A hőelvezetés biztosítása érdekében biztosítson szellőzőnyílásokat a patronban, ha ezeket a korábbi lámpa kialakítása nem tette lehetővé.
A burkoló szárnyaló hatás elérése érdekében a mágnest lefedheti valamilyen fényszóróval, például a lepke körvonalaival.
