ლევიტირების LED: 6 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

მე და ჩემმა გუნდმა დავიწყეთ განათებული LED ლევიტაციის გაკეთება. მოკლე დროში გუგლის დათვალიერების შემდეგ, მე წავაწყდი ვიდეოს SparkFun Electronics– დან, რომელიც შეგიძლიათ ნახოთ აქ, რომელშიც ჩვენ დავამყარეთ ჩვენი დიზაინი. ჩვენი შუქი ბრუნავს ერთი ელექტრომაგნიტით შუქზე მაღლა. ჩვენ შევარჩიეთ ეს დიზაინი, რადგან მას მხოლოდ ერთი ელექტრომაგნიტი სჭირდება LED- ის ლევიტაციისთვის. უკაბელო ელექტროენერგიის გადაცემის მისაღწევად ჩვენ გამოვიყენეთ პირველადი ხვეული, რომელიც მიმაგრებულია ლევიტაციის ელექტრომაგნიტის ბოლოში და მეორადი კოჭა, რომელიც გაერთიანებულია LED- ზე. LED მოდულს აქვს თეთრი LED, მეორადი კოჭა და ძლიერი მუდმივი მაგნიტი. მე შევიმუშავე სტრუქტურა და 3D ნაწილებით დავბეჭდე ყველა ნაწილი.

ნაბიჯი 1: სტრუქტურის დიზაინი

სტრუქტურის შესაქმნელად გამოვიყენე Solidworks. ბაზაზე იგულისხმება დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფის განთავსება. არსებობს გვირაბები ძირში, ფეხებსა და ზედა ნაწილში მავთულხლართების გასავლელად. ჩვენ არ გვქონდა დრო, რომ ამობეჭდოთ მიკროსქემის დაფა, ამიტომ მიკროსქემის დაფა გამოუყენებელი დარჩა.

ნაბიჯი 2: ელექტრომაგნიტის გრაგნილი

ელექტრომაგნიტის დასამუხტად, ჩვენ გამოვიყენეთ დენის საბურღი, რომ ბოლქვებად ჩავრთოთ ჭანჭიკი საყელურებით. ჩვენ ძალიან ნელა მივდიოდით დავრწმუნდით, რომ მავთული არ გადახურულა. ამ გზით გაკეთებას დიდი დრო დასჭირდა. მე ვფიქრობ, რომ კარგი იქნება ბევრი დროის დაზოგვა და ნაკლებად ფრთხილად ვიყოთ გადახურვისას. ჩვენ ვთვლით, რომ ელექტრომაგნიტში 1500 ბრუნვაა.

ნაბიჯი 3: დენის წყაროები

ტესტირებისთვის ჩვენ გამოვიყენეთ ცვლადი DC კვების წყარო. მას შემდეგ რაც ყველაფერი მუშაობდა, მე გამოვიყენე ძველი 19 ვ ლეპტოპის დამტენი და 12 ვ ძაბვის რეგულატორი 12 ვ სარკინიგზო ხაზისთვის ენერგიის მიწოდებისთვის. მე გამოვიყენე 5V რეგულატორი 12V რეგულატორის გამომავალიდან, რომ მიეწოდებინა ძალა 5V რკინიგზაზე. ძალიან მნიშვნელოვანია თქვენი ყველა საფუძვლის ერთმანეთთან დაკავშირება. ჩვენ გვქონდა პრობლემები ჩვენს სქემებთან, სანამ ამას გავაკეთებდით. ჩვენ გამოვიყენეთ კონდენსატორები 12V და 5V კვების ბლოკებზე, რათა შეამცირონ ხმაური ბორტზე დენის რელსებში.

ნაბიჯი 4: ლევიტაციის წრე

ლევიტაციის წრე არის ამ პროექტის ყველაზე რთული ნაწილი. მაგნიტური ლევიტაცია ხორციელდება დარბაზის ეფექტის სენსორის გამოყენებით, რათა დადგინდეს მანძილი მუდმივი მაგნიტიდან ელექტრომაგნიტამდე და შედარებითი წრე ელექტრომაგნიტის ჩართვის ან გამორთვისთვის. როდესაც სენსორი იღებს ძლიერ მაგნიტურ ველს, სენსორი გამოაქვს ქვედა ძაბვას. ეს ძაბვა შედარებულია რეგულირებადი ძაბვით, რომელიც მოდის პოტენომეტრიდან. ჩვენ გამოვიყენეთ op-amp ორი ძაბვის შესადარებლად. გამოსასვლელი ოპ ამპეტი ჩართავს ან გამორთავს N არხის mosfet- ს, რათა ელექტრომაგნიტში დენის გადინება მოხდეს. როდესაც მუდმივი მაგნიტი (მიმაგრებულია LED- ზე) ძალიან ახლოს არის ელექტრომაგნიტთან, სადაც ის შეიწოვება ელექტრომაგნიტამდე, ელექტრომაგნიტი გამორთულია, ხოლო როდესაც ის ძალიან შორსაა, სადაც ის ამოვარდება ლევიტაციისგან, ელექტრომაგნიტი ირთვება. ბალანსის აღმოჩენისას, ელექტრომაგნიტი ძალიან სწრაფად ირთვება და ითიშება, იჭერს და ათავისუფლებს მაგნიტს, რაც მას ლევიტაციის საშუალებას აძლევს. პოტენომეტრი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაგნიტის გადაადგილების მანძილის დასადგენად.

ოსცილოსკოპის ეკრანის სურათზე შეგიძლიათ იხილოთ სიგნალი დარბაზის ეფექტის სენსორის გამოსვლიდან და მაგნიტის ჩართვა და გამორთვა. როდესაც LED უახლოვდება სენსორს, ყვითელი ხაზი იზრდება. როდესაც მაგნიტი მწვანე ხაზზე დაბალია. როდესაც ის გამორთულია მწვანე ხაზი მაღალია.

დამოკიდებულია გარემოზე და რას იყენებთ როგორც ტალღის გენერატორს, შეიძლება დაგჭირდეთ სენსორის გამომუშავებიდან მცირე კონდენსატორის დამატება მიწაზე. ეს საშუალებას მისცემს ხმაურის უმეტესი ნაწილი პირდაპირ მიწაზე წავიდეს და სენსორისგან სუფთა სიგნალი გამოიყენოს op-amp.

ნაბიჯი 5: უკაბელო დენის წრე

უკაბელო ენერგიის გადაცემის გასატარებლად, ჩვენ შემოვიხვიეთ 25 ბრუნვის პირველადი ხვეული სენსორის დამჭერის გარშემო 24 ლიანდაგიანი მაგნიტური მავთულით. შემდეგ ჩვენ გავაკეთეთ მეორადი კოჭა ქაღალდის მილის გარშემო შემოხვევით 32 ლიანდაგიანი მაგნიტური მავთულით 25 მონაცვლეობით. მას შემდეგ რაც შეფუთეს, ქაღალდი გადმოვაგორეთ ქაღალდზე და გავაფორმეთ LED- ზე. დარწმუნდით, რომ ამოიღეთ მაგნიტური მავთულის მინანქრის საფარი, სადაც თქვენ მიდიხართ.

ჩვენ გამოვიყენეთ კვადრატული ტალღის გენერატორი 1 MHz– ზე MOSFET– ის ჩართვისა და გამორთვისთვის, რაც საშუალებას იძლევა დენი გადიოდეს პირველადი გრაგნილიდან 0 – დან 12V– მდე 1 MHz– ზე. შესამოწმებლად, ჩვენ გამოვიყენეთ ანალოგური აღმოჩენა ფუნქციის გენერატორისთვის. საბოლოო ვერსია იყენებს 555 ტაიმერის კვადრატული ტალღის გენერატორის მიკროსქემს MOSFET– ის გადასართავად. თუმცა, ამ წრემ წარმოქმნა რამოდენიმე ხმაური, რომელიც ერეოდა დენის რელსებს. მე გავაკეთე ალუმინის კილიტა გაფორმებული ყუთი, რომელსაც აქვს გამყოფი ტალღის გენერატორისა და ლევიტაციის სქემის გამოსაყოფად. ამან მნიშვნელოვნად შეამცირა ხმაურის რაოდენობა.

ნაბიჯი 6: შეკრება

მე გამოვიყენე Chroma Strand Labs ABS ბაზისა და ფეხების 3D დასაბეჭდად. დაბეჭდვისას ფეხები ძალიან გამიხურდა, ამიტომ ხელახლა დავბეჭდე Chroma Strand Labs PETg– ით. PETg ძალიან მწირი იყო. ყველა ნაწილი ჯდება ერთმანეთთან წებოს გამოყენების გარეშე. ჩვენ გვქონდა რამოდენიმე დონის გაჭრა მასში მავთულხლართებისთვის დამატებითი კლირენსის დასამატებლად. თქვენ შეიძლება დაგჭირდეთ ქვიშის დადება სხვა ნაწილებთან კონტაქტის გასაადვილებლად.

ჩვენ ვგეგმავთ მიკროსქემის დაფის დაბეჭდვას და მასში კომპონენტების შეკვრას ისე, რომ ეს ყველაფერი მოთავსდეს მიკროსქემის დაფის შიგნით.