» » » Как сделать Левитрон на базе Arduino

Как сделать Левитрон на базе Arduino

Как сделать Левитрон на базе Arduino

В этой статье речь пойдет о том, как своими руками можно сделать такое интересное устройство как левитрон. По-сути левитроном называют волчок или другой предмет, который парит в пространстве за счет действия магнитного поля. Левитроны бывают разнообразными. В классической модели используется система из постоянных магнитов и вращающийся волчок. Он парит над магнитами при вращении благодаря образованию под ним магнитной подушки.

Автор решил немного усовершенствовать систему, построив левитрон на базе Arduino с использованием электромагнитов. При использовании таких методов волчку не обязательно вращаться, чтобы парить в воздухе.



Такое устройство можно применять для различных других самоделок. Примеру, это может быть отличный подшипник, так как в нем практически отсутствуют силы трения. Также над такой самоделкой можно проводить различные эксперименты, ну или разыграть знакомых.

Материалы и инструменты для изготовления:
- микроконтроллер Arduino UNO;
- линейный датчик Холла (модель UGN3503UA);
- старые трансформаторы (для намотки катушек);
- полевой транзистор, резисторы, конденсаторы и другие элементы (номиналы и марки указаны на схеме);
- провода;
- паяльник с припоем;
- источник питания 12В;
- пробка;
- небольшой неодимовый магнит;
- горячий клей;
- основа для наматывания катушки и материалы для создания корпуса самоделки.
Как сделать Левитрон на базе Arduino

Процесс изготовления левитрона:

Шаг первый. Делаем катушку
Катушка будет являться электромагнитом, он будет создавать магнитное поле, которое будет притягивать волчок. В качестве волчка здесь будет выступать пробка, на которую крепится неодимовый магнит. Вместо пробки можно использовать и другие материалы, но не слишком тяжелые.

Что касается количества витков в катушке, то здесь автор такую цифру не упомянул, катушка собиралась на глаз. В итоге ее сопротивление составило порядка 12 Ом, высота 10 мм, диаметр 30 мм, а толщина используемого провода должна быть 0.3 мм. Сердечника в катушке нет, если потребуется сделать более тяжелый волчок, то катушку можно оснастить сердечником.
Как сделать Левитрон на базе Arduino

Шаг второй. Роль датчика Холла
Для того чтобы волчок мог парить в воздухе, а не прилипал намертво к соленоиду, система нуждается в датчике, который бы мог замерить расстояние до волчка. В качестве такого элемента используется датчик Холла. Этот датчик способен улавливать магнитное поле не только постоянного магнита, но и может определять расстояние до любых металлических предметов, поскольку подобные датчики сами создают электрическое магнитное поле.
Именно благодаря этому датчику волчок всегда держится на нужном расстоянии от соленоида.
Как сделать Левитрон на базе Arduino
Как сделать Левитрон на базе Arduino

Когда волчок начинает отдаляться от катушки, система поднимает напряжение. И наоборот, когда волчок приближается к соленоиду, система понижает напряжение в катушке и магнитное поле слабнет.

На датчике есть три выхода, это питание 5В, а также аналоговый выход. Последний подключается к АЦП Arduino.

Шаг третий. Собираем схему и устанавливаем все элементы
В качестве корпуса для самоделки можно использовать кусок бруса, к которому нужно сделать простой кронштейн для крепления катушки. Электронная схема довольно проста, все можно понять по картинке. Работает электроника от источника 12В, а так как датчику нужно 5В, он подключается через специальный стабилизатор, который уже встроен в контроллер Arduino. Максимум устройство потребляет порядка одного ампера. Когда волчок парит, идут затраты тока в пределах 0.3-0.4 А.
Как сделать Левитрон на базе Arduino
Как сделать Левитрон на базе Arduino

Для управления соленоидом используется полевой транзистор. Сам соленоид подключается к выходам J1, а первый контакт разъема J2 нужно подключить к ШИМ Arduino. На схеме не показано, как подключить датчик Холла к АЦП, но никаких проблем с этим возникнуть не должно.

Шаг четвертый. Прошивка контроллера
Чтобы запрограммировать контроллер на нужные действия, потребуется прошивка. Работает программа очень просто. Когда значения начинают выходить из допустимого диапазона, система либо повышает ток на максимум, либо вовсе отключается. В более поздних вариантах прошивки появилась возможность плавной настройки напряжения на катушке, поэтому резкие колебания волчка прекратились.
Как сделать Левитрон на базе Arduino

Вот и все, самоделка готова. При первом запуске устройство заработало, но были обнаружены некоторые недостатки. Так, например, при работе более чем 1 минута начинала сильно греться катушка и транзистор. В связи с этим в будущем на транзистор нужно устанавливать радиатор или ставить более мощный. Катушку тоже нужно будет переделать, придумав более надежную конструкцию, чем просто витки проволоки с горячим клеем.

Для того чтобы защитить источник питания на входные цепи нужно поставить конденсаторы большой емкости. У автора первый блок питания на 1.5 А сгорел спустя 10 секунд из-за сильных скачков напряжения.

Еще в будущем планируется перевести всю систему на источник питания в 5В.

datchik-holla.rar [439 b] (скачиваний: 188)

Источник
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Оцените самоделку по критериям

0
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
0
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
0
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 0 из 10 (голосов: 0)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
5 комментариев
  1. marinavladi
    Здравствуйте!
    Подскажите, пожалуйста, возможна ли замена датчика Холла на другую модель? Может он быть биполярным?
  2. Иван_Похмельев
    датчик Холла .... может определять расстояние до любых металлических предметов,
    Не может, он может только измерять напряжённость магнитного поля.
    подобные датчики сами создают электрическое магнитное поле.
    Не создают.
    электрическое магнитное поле.
    Не бывает такого.
  3. Иван_Похмельев
    Цитата: marinavladi
    возможна ли замена датчика Холла на другую модель?
    Возможна. Не исключено, что придётся немного подкорректировать программу.

    Цитата: marinavladi
    Может он быть биполярным?
    Теоретически - может. Но только придётся полностью переписать программу. И не факт, что быстродействия Ардуино хватит.
  4. Pronin
    " На схеме не показано, как подключить датчик Холла к АЦП, но никаких проблем с этим возникнуть не должно." scratch
    И получается ахинея. (Для конкретики посмотрел эту Уно - 6 входов АЦП (А0...А5)) Тут главное - скетч... Или скотч? don-t_mention
    И конденсатор на стоке!? Электролит 220мкф !? За каким? Для балды? И полярностью куда? А если он взорвется...
    1. Иван_Похмельев
      Даже в этом обрывке схемы куча нелепостей, помимо упомянутого Вами непонятно зачем и непонятно в какой полярности включенного электролита. И неизвестно какой диод, и странный делитель на 1000.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Иван_Похмельев Насколько я понимаю перекодировать цифру в аналог - это совсем другой процесс чем перекодировать аналог в цифру, то есть одним и тем же декодером этого не сделать? Вот еще интересно, а...
На конец провода лучше припаять штекер с возможностью надевать на него "крокодил", а не просто бросить зачищенный конец....
Плюс поставил, но для полного счастья не хватает хотя бы следующего: 1. Полка-упор должна иметь возможность перемещаться вверх-вниз в несколько положений. 2. По наружному краю полки-упора прикрепить...
Вместо булавки можно и тонкую швейную иглу, в обоих случаях на нерабочую часть иглы (булавки) надо надеть изоляцию....
Все комментарии