Neste artigo, consideraremos o preenchimento eletrônico de tais dispositivos, o princípio de operação e o método de configuração. Até agora, me deparei com descrições de produtos acabados de fábrica, muito bonitos e não muito baratos. De qualquer forma, com uma pesquisa rápida, os preços começam em dez mil rublos. Eu ofereço uma descrição de um kit chinês para montagem automática por 1,5 mil.
Antes de tudo, é necessário esclarecer o que exatamente será discutido. Existem muitos levitadores magnéticos, e a variedade de implementações específicas é incrível. Tais opções, quando ímãs permanentes estão localizados pelos mesmos pólos entre si devido a características estruturais, agora não interessam a ninguém, mas existem opções mais complicadas. Por exemplo, isto:
O princípio de operação foi descrito repetidamente, em resumo - existe um ímã permanente suspenso no campo magnético do solenóide, cuja intensidade depende do sinal do sensor do hall.
O ímã não vira o polo oposto devido ao fato de estar montado em um manequim do globo, deslocando visivelmente o centro de gravidade. O circuito eletrônico do dispositivo é muito simples e quase não precisa ser configurado.
Existem opções para a implementação de tais projetos no arduino, mas isso é da série "Por que é fácil, quando é difícil?"
Este artigo é dedicado a outra opção, onde, em vez de uma suspensão, é utilizado um suporte:
Em vez de um globo, uma flor é possível, ou qualquer outra coisa, como sugere a fantasia. A produção serial desses brinquedos é estabelecida, mas os preços não agradam a ninguém. Nas extensões do Ali Express, eu conheci esse conjunto de detalhes,
que é um suporte de enchimento eletrônico. O preço de emissão é de 1,5 mil rublos se "Método do vendedor" for selecionado.
Com base nos resultados da comunicação com o vendedor,
consegui obter um diagrama do dispositivo e instruções para configuração em chinês. O que me tocou especialmente, o vendedor forneceu um link para o vídeo, onde o especialista conta tudo em detalhes também em chinês. Enquanto isso, o design montado exige um ajuste competente e meticuloso, não é realista lançá-lo em tempo real. Por isso, decidi enriquecer o Runet com instruções em russo.
Então, em ordem. A placa de circuito foi fabricada em um local muito bom, pois acabou sendo composta por quatro camadas, o que é completamente desnecessário. A qualidade da mão de obra em altura e a serigrafia são pintadas de maneira inteligente e detalhada. Antes de tudo, é mais conveniente soldar os sensores Hall e é muito importante organizá-los corretamente. Uma foto em close está anexada.
A superfície sensível dos sensores deve ter metade da altura dos solenóides.
O terceiro sensor, que é curvado com a letra "G", pode ser elevado um pouco mais. A sua posição, a propósito, não é particularmente crítica - serve para ligar automaticamente a energia.
Eu recomendaria montar os solenóides para que as conclusões do início do enrolamento estejam no topo. Portanto, eles se levantam de maneira mais uniforme e o risco de circuito é menor. Quatro solenóides formam um quadrado, é necessário conectar diagonais em pares. No meu quadro, uma diagonal foi designada X1, Y1 e a outra - X2, Y2.
Não é o fato de você encontrar o mesmo. O princípio é importante: tomamos a diagonal, conectamos os fios internos das bobinas, os externos ao circuito. Os campos magnéticos gerados por cada um dos pares de bobinas devem ser opostos.
Quatro colunas de ímãs permanentes devem ser fixadas para que todos olhem na mesma direção. Não importa, pólo norte ou sul, é importante não estar em desacordo.
Depois disso, lidamos com os detalhes com calma e os colamos de acordo com a serigrafia. O estanho e a metalização são excelentes, a soldagem dessa placa é um prazer.
Agora é hora de investigar o trabalho do circuito eletrônico.
Um nó ligeiramente separado está localizado J3 - U5A - Q5. O elemento J3 é o sensor Hall que é mais alto que todos e com as pernas dobradas. Isso nada mais é do que um dispositivo de inicialização automática. O sensor J3 detecta o fato de que um flutuador está presente em toda a estrutura. Colocamos uma bóia - a energia ligada. Removido - desativado. Isso é muito lógico, porque sem um flutuador, a operação do circuito perde seu significado.
Se você não aplicar energia, a bóia aderirá firmemente a uma das colunas magnéticas. Por favor note: isto está correto, deve ser assim. O flutuador deve ser girado exatamente desse lado. Ele começa a se repelir apenas quando está localizado estritamente no centro da estrutura. Mas, embora a eletrônica não funcione, ela inevitavelmente cai em um dos vértices do quadrado.
O regulador está organizado da seguinte forma: duas metades simétricas, dois amplificadores diferenciais, cada um recebe um sinal do sensor Hall e controla a ponte H, cuja carga é um par de solenóides.
Um dos amplificadores LM324, por exemplo, U1D, recebe o sinal do sensor J1, os outros dois - U1B e U1C servem como drivers para a ponte H formada pelos transistores Q1, Q2, Q3, Q4. Enquanto a bóia estiver no centro do quadrado, o amplificador U1D deve estar em equilíbrio e os dois braços da ponte H estão fechados. Assim que o flutuador muda em direção a um dos solenóides, o sinal do sensor J1 muda, cerca da metade da ponte H se abre e os solenóides induzem campos magnéticos opostos. Um que esteja mais próximo do flutuador deve empurrá-lo para longe. e que mais - pelo contrário, atraem. Como resultado, o flutuador vai de onde veio. Se o flutuador voltar a voar demais, o outro braço da ponte H se abrirá, a polaridade do suprimento do par de solenóides mudará e o flutuador voltará ao centro.
A segunda diagonal nos transistores Q6, Q7, Q8, Q9 funciona da mesma maneira. Obviamente, se você estragar a fase das bobinas ou a instalação de sensores, tudo ficará completamente errado e o dispositivo não funcionará.
Mas quem está impedindo você de coletar tudo certo?
Agora que descobrimos o circuito eletrônico, a questão do ajuste se tornou mais clara.
É necessário fixar a bóia no centro e ajustar os potenciômetros R10 e R22 para que os dois braços das pontes H sejam fechados. Bem, digamos “consertar” - fiquei empolgado, você provavelmente pode segurar o flutuador com as mãos, ou melhor, com uma mão e com a outra mão girar dois resistores de várias voltas. Como se viu, esses resistores não são multi-turnos casuais - literalmente meia volta em um deles, e o cenário voa. De onde minhas mãos crescem é um segredo, mas ao toque não pude perceber as mudanças no comportamento do flutuador, dependendo da posição do controle deslizante do potenciômetro. Atrevo-me a supor que o desenvolvedor experimentou as mesmas dificuldades e, portanto, previu dois desses jumpers no quadro.
Veja dois jumpers no canto superior esquerdo e direito? Eles quebram a corrente entre o par de solenóides e a ponte H. Os benefícios deles são duplos: ao remover um dos jumpers, você pode desligar completamente uma das diagonais e, ao ligar o amperímetro em vez do outro, você pode ver o estado da ponte H da outra diagonal.
Como digressão lírica, noto que, se as pontes H estiverem completamente abertas nas duas diagonais, o consumo atual poderá chegar a três amperes. Sob tais condições, o transistor Q5 será muito difícil de permanecer vivo. Felizmente, por um curto período de tempo, ele pode suportar essa carga, mas você realmente precisa torcer dois resistores de várias voltas, e não se sabe antecipadamente onde.
Portanto, para predefinir, eu recomendo mexer com cada diagonal separadamente: desligue o segundo com um jumper para que o Q5 não fume.
Como a corrente que passa pelos solenóides pode mudar de direção, os chineses têm amperímetros na casa onde a seta fica verticalmente no meio da balança. E assim eles se sentem bem e confortáveis: puxam jumpers, prendem amperímetros nas folgas e torcem silenciosamente os resistores até que as flechas zerem.
Eu tive que deixar um jumper aberto e, no espaço, outro interruptor no antigo testador soviético no modo amperímetro, com um limite de medição de 10 amperes. Se a corrente for inversa, o testador ensurdecerá o rolo para a esquerda e eu pacientemente torci o parafuso até que o testador retornasse a zero. Esta é a única maneira de predefinir. Em seguida, foi possível ativar as duas diagonais e ajustar o ajuste, atingindo a estabilidade máxima do flutuador. Você também pode controlar a corrente total consumida pelo dispositivo: quanto menos ela é. quanto mais precisa a configuração.
Por hábito, imprimi o estojo Levitron em uma impressora 3D. Acabou não sendo tão bonito quanto em um brinquedo pronto para dez mil, mas eu estava interessado no princípio técnico, não na estética.