DIY 자기부상. DIY Levitron: 자기장에서의 공중부양을 위한 수제 장치 다이어그램

장치의 아이디어는 매우 간단합니다. 전자석은 자석을 공중으로 들어 올리고 자기장에서 공중 부양 효과를 생성하기 위해 고주파 소스에 연결되어 물체를 올리거나 내립니다.

1단계: 장치 다이어그램


회로는 놀라울 정도로 간단하며, 레비트론을 자신의 손으로 조립하는 것은 어렵지 않을 것이라고 믿습니다. 구성 요소 목록은 다음과 같습니다.

  • LED(모든 색상은 선택 사항)
  • 트랜지스터 Irfz44n (또는 적합한 MOSFET)
  • 다이오드 HER207(1n4007도 잘 작동해야 함)
  • 저항기 1k 및 330Om(후자는 선택 사항)
  • 홀 센서 A3144(또는 유사)
  • 직경 0.3 - 0.4 mm, 길이 20 m의 구리 권선
  • 네오디뮴 자석 (저는 5*1mm를 사용했습니다)

2단계: 조립


조립을 시작해 보겠습니다. 먼저 직경 6mm, 타래 높이 약 23mm, 귀 직경 약 25mm 크기의 전자석용 프레임을 만들어야 합니다. 보시다시피 일반 시트, 판지 및 강력 접착제로 만들 수 있습니다. 이제 타래의 시작 부분을 프레임에 고정하고 휴식을 취하겠습니다. 증가에 관계없이 약 550회 회전해야 합니다. 저는 12개의 레이어를 만들었는데 1.5시간이 걸렸습니다.

3단계: 납땜




우리는 뉘앙스없이 다이어그램에 따라 모든 것을 납땜합니다. 홀 센서는 와이어에 납땜되어 있습니다. 릴에 배치됩니다. 모든 것이 납땜되면 센서를 코일에 놓고 고정한 다음 코일을 걸고 전류를 가합니다. 자석을 가까이 가져가면 극에 따라 끌어당기기도 하고 밀어내기도 하는 느낌을 받아 공중에 떠 있으려고 하지만 실패한다.

4단계: 설정




"이게 왜 안 되지?"라는 질문에 30분을 투자한 후, 저는 절망에 빠져 극단적인 조치를 취했습니다. 저 같은 사람들을 위해 만들어진 센서의 사양을 읽기 시작했습니다. 사양에는 어느 쪽이 민감한지 보여주는 사진이 포함되어 있었습니다.

센서를 꺼내서 비문이 있는 평평한 면이 지면과 평행하도록 구부린 후 제자리로 되돌렸습니다. 집에서 만든 장치가 눈에 띄게 더 잘 작동하기 시작했지만 자석은 여전히 ​​공중에 뜨지 않았습니다. 문제가 무엇인지 아주 빨리 이해할 수 있었습니다. 태블릿 모양의 자석은 공중 부양에 가장 적합한 표본이 아닙니다. 무게 중심을 자석 바닥으로 옮기는 것만으로도 충분했습니다. (저는 두꺼운 종이를 사용하여 이 작업을 수행했습니다.) 그런데 자석의 어느 쪽이 코일에 끌리는지 확인하는 것을 잊지 마십시오. 이제 모든 것이 다소 정상적으로 작동했으며 남은 것은 센서를 보호하고 보호하는 것뿐이었습니다.

이 프로젝트에는 어떤 다른 뉘앙스가 있습니까? 처음에는 12V 어댑터를 사용하려고 했으나 전자석이 빨리 뜨거워져서 5V로 전환해야 했고 성능 저하도 느껴지지 않았고 발열도 거의 없어졌습니다. 다이오드와 제한 저항은 거의 즉시 꺼졌습니다. 나는 또한 스풀에서 파란색 종이를 제거했습니다. 구리선 코일이 훨씬 더 좋아 보입니다.

5단계: 최종

백 셰드

이 프로젝트는 재미 있고 교육적이며 자기 부상을 보여줍니다.

자기부상

어느 날 나는 자석이 공중에 떠다니는 장치를 보고 그것이 어떻게 이루어졌는지 궁금해하면서 몇 가지 이론을 시험해 보기로 결정했습니다. 많은 시행착오 끝에 그림 1에서 볼 수 있는 결과를 얻을 수 있었습니다.

장치의 주요 구성 요소는 자기장을 생성하는 코일과 끝 표면에 장착된 코일입니다. 선형 센서영구 자석의 자기장을 감지하는 데 필요한 홀 효과. 이 센서의 제어에 따라 영구 자석이 접근하면 코일 전류가 꺼지고 자석이 코일에서 떨어지기 시작하며 코일이 다시 켜지므로 자석이 공중에 "부유"된 상태로 효과적으로 유지됩니다.

단면적이 0.45mm인 에나멜 구리선으로 작은 코일을 감았습니다(그림 2). 크기와 회전 수는 그다지 중요하지 않습니다. 전기저항이는 전원 공급 장치에서 끌어오는 전류를 제한할 만큼 충분히 커야 합니다. 나는 5V 전원에서 0.5A 이내를 유지하려고 노력했는데, 이를 위해서는 저항이 10~15옴(5V/0.5A = 10옴) 범위에 있어야 합니다.

그러나 이제 회로는 자석이 없으면 코일 전류가 꺼지는 방식으로 수정되었으므로 저항을 최소 5Ω 값으로 줄일 수 있습니다.

코일 자체의 힘이 부족하기 때문에 금속판으로 보완해야 합니다. 직경이 약간 더 작을 수도 있지만 코일의 외부 직경과 동일한 직경을 가진 5mm 두께의 강철 디스크를 절단했습니다(그림 3).

자석은 좁은 범위의 거리에서 공중에 떠오릅니다. 이 경우 플레이트 자체에 자화될 수 없으며 "정지" 상태를 유지하려면 코일 필드의 약간의 도움이 필요합니다.

홀 센서는 금속 디스크에 부착되어 있으며, 평평한 면이 코일을 향해야 합니다(그림 4, 5).

편의상 아크릴 시트에서 잘라낸 플라스틱 디스크(그림 6)에 센서를 설치했지만 접착제나 양면 테이프만 사용하면 됩니다.

코일과 금속 코어를 중심으로 센서를 장착하는 것이 매우 중요합니다.

처음에는 PIC 마이크로 컨트롤러를 기반으로 하는 Revolution Education의 PICAXE 시스템을 사용하여 홀 센서 신호를 읽고 트랜지스터를 통해 코일을 구동하려고 시도했지만 PICAXE가 너무 느렸습니다. 그런 다음 연산 증폭기(op-amp) LM358을 사용하기로 결정했고 원하는 결과를 얻었습니다.

디자인은 매우 단순해졌습니다. 나는 자석이 공중에 떠오를 때 물체의 무게에 따라 회로가 50~150mA만 소비한다는 것을 발견했습니다. 그러나 자석을 제거하면 제어 트랜지스터가 완전히 열리고 평균 전류가 증가하며 5V 안정기가 과열되기 시작합니다.

따라서 다이어그램이 재설계되었습니다(그림 7). 자석이 없을 때 코일을 끄기 위해 LM358 칩의 두 번째 연산 증폭기를 사용했습니다.

코일을 포함한 전체 회로는 LM7805 칩에 의해 안정화된 5V의 전압으로 전원이 공급됩니다. 최대 전류 0.5A를 초과해서는 안 됩니다.

외부 자기장이 없는 경우 선형 홀 센서의 출력 전압은 5V 공급 전압의 약 절반입니다. 자석을 센서 근처에 가져가면 자석의 어느 극을 향하고 있는지에 따라 출력 전압이 증가하거나 감소합니다. 센서(북쪽 또는 남쪽). 이 회로에서는 자석이 접근하면 전압이 증가해야 하므로 자석을 남극이 있는 센서로 가져와야 합니다.

센서 출력은 제1 연산 증폭기(OA1)의 반전 입력에 연결되며, 비반전 입력에는 전압 분배기 R1/R2로부터 전압이 공급됩니다. 트리머 저항 R2는 부상 지점에서 크기와 무게가 다른 자석과 물체의 균형을 맞추는 데 사용됩니다.

op-amp1의 출력은 1kOhm 저항을 통해 코일의 활성화를 제어하는 ​​BD681 트랜지스터의 베이스에 연결됩니다. 허용 전류가 1A 이상인 거의 모든 NPN 트랜지스터 또는 MOSFET이 여기에 적합합니다.

칩의 두 번째 연산 증폭기(O-Amp2)는 트랜지스터 Q1의 스위칭 주파수를 모니터링하는 데 사용됩니다. 이를 위해 RC 필터 R9/C4(100kOhm/1μF)에 의해 효과적으로 평활화된 연산 증폭기1의 출력 전압이 연산 증폭기2의 비반전 입력에 공급됩니다.

연산 증폭기2의 반전 입력은 분배기 R7/R8로부터 전압을 수신하며, 분배기의 한쪽 팔에는 트리밍 저항이 포함되어 있습니다. 연산 증폭기1의 출력에 의해 제어되는 코일 전류가 맥동하여 자석을 정지 상태로 유지하려고 하는 동안 연산 증폭기2의 비반전 입력의 아날로그 전압은 반전 입력의 분배기에 의해 설정된 전압보다 낮습니다. 그러나 자석을 제거하면 이 입력의 전압이 증가합니다. op-amp1이 자석을 제자리로 되돌리려고 시도하고 코일 전류 제어 트랜지스터를 계속 열어 진동이 멈추고 op-amp1의 출력 전압이 증가하기 때문입니다. 지속적으로 높아질 것입니다. 결과적으로 op-amp2의 비반전 입력 전압은 반전 입력 전압을 초과하고 출력 신호 레벨은 High로 전환됩니다. 베이스는 5.1kOhm 저항을 통해 op-amp2의 출력에 연결됩니다. NPN 트랜지스터, 콜렉터는 코일 전류를 제어하는 ​​​​트랜지스터의베이스에 연결됩니다. 1kΩ 기본 저항(R3)을 접지로 전환하면 Q2가 코일을 끕니다.

op-amp2의 출력에도 연결된 두 번째 트랜지스터 BC337(Q3)은 LED를 제어하여 LED를 꺼야 할 때 전류 제한 저항 R12를 접지로 단락시킵니다.

코일 스위치 오프 지점 설정은 트리머 저항 R8을 LED가 꺼지는 위치로 회전시켜 쉽게 수행됩니다. 자석을 센서의 감도 영역으로 가져오면 LED가 다시 켜지고 코일 전류가 맥동하기 시작하며 남은 것은 트리밍 저항 R2를 사용하여 자석의 평형점을 찾는 것입니다.

이제 회로의 모든 오류가 해결되었으므로 몇 가지 간단한 구성 요소를 사용하여 복제하기가 매우 쉽습니다.

인쇄 회로 기판의 디자인은 그림 8과 9에 나와 있습니다. "TP"라고 표시된 패드는 디버깅 프로세스 중에 장치를 연결하기 위해 핀을 납땜하는 테스트 지점 역할을 했습니다. 구성표를 반복할 때 설치할 필요가 없습니다.

코일 터미널은 원하는 방향으로 자기장을 생성하는 방식으로 연결되어야 합니다. 올바르게 연결되었는지 확인하는 것은 매우 간단합니다. 회로가 작동하지 않으면 전선을 교체하십시오.

자석의 크기는 그다지 중요하지 않지만 충분히 강해야 합니다. 네오디뮴과 같은 희토류 자석이 잘 작동합니다.

전압 안정기의 과열을 방지하려면 반드시 라디에이터에 설치하십시오. 입력 전압이 높을수록 5V 전압 조정기가 더 뜨거워지기 때문에 7 ... 12V 전압의 전원 공급 장치를 선택하십시오.

홀 센서의 최대 허용 입력 전압은 6V이므로 회로에 전원을 공급하기 위해 5V가 선택됩니다.

자석이 많이 진동하거나 전혀 공중에 뜨고 싶지 않은 경우 이는 여러 가지 이유에 의해 발생할 수 있으며, 가장 큰 원인은 코일의 금속판 두께가 충분하지 않기 때문입니다. 와셔를 몇 개 더 추가해 보세요. 또한 홀 센서가 코일 중심을 기준으로 오프셋되어 있거나 코일과 자석 사이에 설치되는 간격이 너무 작아서 트리밍 저항 R2를 조정하여 자석을 약간 낮춰야 할 수도 있습니다. (이것은 매우 미세한 조정입니다.) 아니면 코일이 기울어져 수직으로 설치되지 않았을 수도 있습니다.

자석의 상단과 하단에 깜박이는 RGB LED를 추가하면 알루미늄 호일 볼과 같은 반짝이는 물체를 공중에 띄울 때 멋진 효과를 낼 수 있습니다(그림 10 및 11). 상단 LED가 물체에 더 가깝기 때문에 렌즈를 정리하여 방출 각도를 확장하는 것이 좋습니다.

중앙에 자석을 부착한 작은 프로펠러를 만들면 전혀 다른 효과를 얻을 수 있습니다. 코카콜라 캔에서 잘라냈어요. 그런 다음 프로펠러 아래에 납작한 양초나 향유 버너를 놓으면 따뜻한 공기의 상승 흐름으로 인해 공중에 떠 있는 프로펠러가 회전하게 됩니다. 프로펠러가 회전하려면 아주 작은 온도차가 필요하며, 실내 공기가 차가우면 코일에서 발생하는 열만으로도 충분합니다. 물론 공기가 따뜻하면 효과가 없습니다.

장치의 불필요한 솔레노이드에서 코일을 사용할 수 있지만 많은 솔레노이드가 전력을 많이 소모하므로 소비하는 전류가 회로에 과부하가 걸리지 않는지 먼저 확인해야 합니다.

이 튜토리얼의 아이디어는 일본인이 만든 정말 아름답고 신비로운 프로젝트인 "Air Bonsai"라는 Kickstarter 크라우드 펀딩 플랫폼 프로젝트에서 영감을 얻었습니다.

하지만 내부를 들여다보면 어떤 미스터리라도 설명될 수 있습니다. 이것은 실제로 위에서 물체가 공중에 떠오르고 전자석이 회로에 의해 제어되는 자기 부상입니다. 이 신비한 프로젝트를 함께 구현해 봅시다.

우리는 Kickstarter의 장치 디자인이 마이크로 컨트롤러 없이 매우 복잡하다는 것을 발견했습니다. 아날로그 회로를 찾을 방법이 없었습니다. 사실 좀 더 자세히 살펴보면 공중부양의 원리는 아주 간단하다. 다른 자기 부품 위에 "떠 있는" 자기 부품을 만들어야 합니다. 주요 추가 작업은 공중에 떠 있는 자석이 떨어지지 않도록 하는 것이었습니다.

Arduino를 사용하여 이 작업을 수행하는 것이 실제로 일본 장치의 회로를 이해하는 것보다 훨씬 쉽다는 추측도 있었습니다. 실제로 모든 것이 훨씬 더 간단하다는 것이 밝혀졌습니다.

자기 부상은 베이스 부분과 부유(부양) 부분의 두 부분으로 구성됩니다.

베이스

이 부분은 하단에 자석으로 구성되어 원형을 만드는 부분입니다. 자기장그리고 이 자기장을 제어하는 ​​전자석.

각 자석에는 북쪽과 남쪽의 두 극이 있습니다. 실험에 따르면 반대쪽은 끌어당기고 같은 극은 밀어내는 것으로 나타났습니다. 4개의 원통형 자석이 동일한 극성을 갖는 사각형에 배치되어 위쪽으로 원형 자기장을 형성하여 두 자석 사이에 동일한 극을 가진 자석을 밀어냅니다.

일반적으로 전자석은 4개가 있으며 정사각형에 배치되고 대칭형 자석 2개가 한 쌍이 되며 자기장은 항상 반대입니다. 홀 효과 센서와 회로는 전자석을 제어합니다. 우리는 전류를 통과시켜 전자석에 반대 극을 생성합니다.

플로팅 부분

부품에는 작은 화분이나 기타 품목을 운반할 수 있는 베이스 위에 떠 있는 자석이 포함되어 있습니다.

위쪽에 있는 자석은 아래쪽 자석의 자기장에 의해 들어올려집니다. 왜냐하면 두 자석의 극이 동일하기 때문입니다. 그러나 원칙적으로 서로 끌어당겨 넘어지는 경향이 있습니다. 자석 상단이 뒤집어지거나 떨어지는 것을 방지하기 위해 전자석은 홀 효과 센서 덕분에 플로팅 부분의 균형을 맞추기 위해 밀거나 당기는 자기장을 생성합니다. 전자석은 두 개의 X축과 Y축에 의해 제어되므로 상단 자석이 균형을 유지하고 부동 상태로 유지됩니다.

전자석을 제어하는 ​​것은 쉽지 않으며 PID 컨트롤러가 필요합니다. 이에 대해서는 다음 단계에서 자세히 설명합니다.

2단계: PID 컨트롤러(PID)

Wikipedia에서: "PID(비례 적분 미분) 컨트롤러는 피드백이 있는 제어 루프의 장치입니다. 시스템에 사용됩니다. 자동 제어과도 프로세스에 필요한 정확성과 품질을 얻기 위해 제어 신호를 생성합니다. PID 컨트롤러는 세 항의 합인 제어 신호를 생성하며, 그 중 첫 번째 항은 입력 신호와 신호의 차이에 비례합니다. 피드백(불일치 신호), 두 번째는 불일치 신호의 적분이고, 세 번째는 불일치 신호의 미분입니다."

간단히 말해서: “PID 컨트롤러는 측정된 [입력]과 원하는 설정 간의 차이로 “오류” 값을 계산합니다. 컨트롤러는 [출력]을 조정하여 오류를 최소화하려고 노력합니다.”

따라서 PID에 무엇을 측정할지(입력), 원하는 값, 해당 값을 출력으로 갖는 데 도움이 되는 변수를 알려줍니다. 그런 다음 PID 컨트롤러는 입력이 설정과 동일하도록 출력을 조정합니다.

예를 들어: 자동차에는 각각 속도, 원하는 속도 및 가속 페달 각도의 세 가지 값(입력, 설정, 출력)이 있습니다.

이 프로젝트에서는:

  1. 입력은 홀 센서의 현재 실시간 값이며, 플로팅 자석의 위치가 실시간으로 변경됨에 따라 지속적으로 업데이트됩니다.
  2. 설정값은 플로팅 자석이 자석 베이스 중앙의 밸런스 위치에 있을 때 측정되는 홀 센서의 값입니다. 이 지수는 고정되어 있으며 시간이 지나도 변하지 않습니다.
  3. 출력 신호는 전자석을 제어하는 ​​속도입니다.

사용하기 매우 쉬운 PID 라이브러리를 작성해 주신 Arduino 커뮤니티에 감사드립니다. Arduino PID에 대한 자세한 내용은 Arduino 공식 웹사이트에서 확인할 수 있습니다. 우리는 Arduino에서 한 쌍의 PID 컨트롤러를 사용해야 합니다. 하나는 X축용이고 다른 하나는 Y축용입니다.

3단계: 액세서리

수업의 구성 요소 목록은 괜찮은 것으로 나타났습니다. 다음은 이 프로젝트를 위해 구입해야 하는 구성 요소 목록입니다. 시작하기 전에 모든 것이 있는지 확인하세요. 일부 구성 요소는 매우 인기가 높으며 창고나 집에서 쉽게 찾을 수 있습니다.


4단계: 도구

가장 일반적으로 사용되는 도구 목록은 다음과 같습니다.

  • 납땜 인두
  • 손톱
  • 멀티미터
  • 송곳
  • 오실로스코프(옵션, 멀티미터 사용 가능)
  • 벤치 드릴
  • 뜨거운 접착제
  • 펜치

5단계: LM324 연산 증폭기, L298N 드라이버 및 SS495a

LM324 연산 증폭기

연산 증폭기(op-amp)는 오늘날 가장 중요하고 널리 사용되는 다용도 회로 중 하나입니다.

우리는 연산 증폭기를 사용하여 홀 센서의 신호를 증폭하는데, 그 목적은 Arduino가 자기장의 변화를 쉽게 인식할 수 있도록 감도를 높이는 것입니다. 증폭기를 통과한 후 홀 센서 출력에서 ​​몇 mV의 변화가 Arduino에서 수백 단위로 변경될 수 있습니다. 이는 PID 제어기의 원활하고 안정적인 작동을 보장하기 위해 필요합니다.

우리가 선택한 일반적인 연산 증폭기는 LM324입니다. 가격이 저렴하고 모든 전자제품 매장에서 구입할 수 있습니다. LM324에는 유연하게 사용할 수 있는 4개의 내부 증폭기가 있지만 이 프로젝트에서는 2개의 증폭기만 필요합니다. 하나는 X축용이고 다른 하나는 Y축용입니다.

L298N 모듈

L298N 듀얼 H-브리지는 일반적으로 두 모터의 속도와 방향을 제어하는 ​​데 사용됩니다. DC또는 하나의 양극성 장애를 쉽게 관리할 수 있습니다. 스테퍼 모터. L298N은 5~35VDC 범위의 모터와 함께 사용할 수 있습니다.

5V 레귤레이터도 내장되어 있어 공급전압이 최대 12V라면 보드에서 5V 전원을 연결할 수도 있다.

이 프로젝트는 L298N을 사용하여 두 쌍의 솔레노이드 코일을 구동하고 5V 출력을 사용하여 아두이노 전원공급장치그리고 홀 센서.

모듈 핀아웃:

  • Out 2: 전자석 쌍 X
  • Out 3: Y 솔레노이드 쌍
  • 입력 전원: DC 12V 입력
  • GND: 접지
  • 5v 출력: 5v 아두이노 센서그리고 홀
  • EnA: 출력 2에 대해 PWM 신호를 활성화합니다.
  • In1: 출력 2에 대해 활성화
  • In2: Out 2에 대해 활성화
  • In3: 출력 3에 대해 활성화
  • In4: 출력 3에 대해 활성화
  • EnB: Out3에 대한 PWM 신호를 활성화합니다.

Arduino에 연결: EnA 및 EnB 핀에서 2개의 점퍼를 제거한 다음 In1, In2, In3, In4, EnA, EnB 6개 핀을 Arduino에 연결해야 합니다.

SS495a 홀 센서

SS495a는 아날로그 출력을 갖춘 선형 홀 센서입니다. 아날로그 출력과 디지털 출력의 차이점에 유의하십시오. 이 프로젝트에서는 디지털 출력이 있는 센서를 사용할 수 없습니다. 1 또는 0의 두 가지 상태만 있으므로 자기장의 출력을 측정할 수 없습니다.

아날로그 센서의 전압 범위는 250~Vcc이며 Arduino의 아날로그 입력을 사용하여 읽을 수 있습니다. X축과 Y축 모두에서 자기장을 측정하려면 두 개의 홀 센서가 필요합니다.

6단계: NdFeB(네오디뮴 철 붕소) 네오디뮴 자석

Wikipedia에서: "네오디뮴 - 화학 원소, 황금색을 띠는 은백색의 희토류 금속. 란탄족에 속합니다. 공기 중에서 쉽게 산화됩니다. 1885년 오스트리아의 화학자 칼 아우어 폰 벨스바흐(Karl Auer von Welsbach)가 발견했습니다. 항공기 및 로켓 생산을 위한 알루미늄 및 마그네슘 합금의 구성 요소로 사용됩니다."

네오디뮴은 강자성(특히 반강자성 특성을 나타냄) 금속입니다. 즉, 철처럼 자화되어 자석이 될 수 있습니다. 하지만 퀴리 온도는 19K(-254°C)이므로 순수한 형태그 자성은 극히 낮은 온도에서만 나타납니다. 그러나 철과 같은 전이 금속과 네오디뮴의 화합물은 실온보다 훨씬 높은 퀴리 온도를 가질 수 있으며 네오디뮴 자석을 만드는 데 사용됩니다.

Strong은 네오디뮴 자석을 설명하는 데 사용되는 단어입니다. 페라이트 자석은 자성이 너무 약하기 때문에 사용할 수 없습니다. 네오디뮴 자석은 페라이트 자석보다 훨씬 비쌉니다. 베이스에는 작은 자석을, 부유/부상 부분에는 큰 자석을 사용합니다.

주목! 네오디뮴 자석을 사용할 때는 강한 자력으로 인해 인체에 해를 끼치거나 하드 드라이브나 기타 장치의 데이터가 손상될 수 있으므로 주의해야 합니다. 전자 기기, 자기장의 영향을 받습니다.

조언! 두 개의 자석을 수평으로 잡아당기면 분리할 수 있지만, 자석의 자기장이 너무 강하기 때문에 반대 방향으로는 분리할 수 없습니다. 그들은 또한 매우 약하고 쉽게 부러집니다.

7단계: 베이스 준비

우리는 일반적으로 다육식물이나 선인장을 키우는 데 사용되는 작은 테라코타 화분을 사용했습니다. 적합하다면 세라믹 냄비나 나무 냄비를 사용할 수도 있습니다. 8mm 드릴 비트를 사용하여 냄비 바닥에 DC 소켓을 고정하는 데 사용되는 구멍을 만듭니다.

8단계: 플로팅 파트 3D 프린팅

3D 프린터가 있다면 좋습니다. 당신은 그것으로 모든 것을 할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 프린터가 없더라도 절망하지 마세요. 왜냐하면... 현재 매우 인기 있는 저렴한 3D 프린팅 서비스를 사용할 수 있습니다.

을 위한 레이저 절단파일은 위의 아카이브인 AcrylicLaserCut.dwg 파일(autocad)에도 있습니다. 아크릴 부분은 자석과 전자석을 지지하는 데 사용되고 나머지 부분은 테라코타 화분의 표면을 덮는 데 사용됩니다.

9단계: SS495a 홀 센서 모듈 준비

PCB 레이아웃을 두 부분으로 자릅니다. 한 부분은 홀 센서를 연결하고 다른 부분은 LM324 회로를 연결합니다. 자기 센서 2개를 수직으로 부착 인쇄 회로 기판. 얇은 와이어를 사용하여 두 개의 VCC 센서 핀을 서로 연결하고 GND 핀에도 동일한 작업을 수행합니다. 출력 접점이 분리되어 있습니다.

10단계: 연산 증폭기 회로

나중에 쉽게 교정할 수 있도록 두 전위차계를 같은 방향으로 배치하는 데 주의하면서 다이어그램에 따라 소켓과 저항기를 PCB에 납땜합니다. LM324를 소켓에 연결한 다음 홀 센서 모듈의 두 출력을 연산 증폭기 회로에 연결합니다.

LM324의 출력선 2개를 Arduino에 연결합니다. L298N 모듈의 12V 입력, L298N 모듈의 5V 출력을 5V 전위차계로 사용하는 12V 입력.

11단계: 전자석 조립

전자석을 아크릴 시트에 조립하고 중앙 근처의 4개 구멍에 고정합니다. 움직이지 않도록 나사를 조이십시오. 전자석은 중앙을 기준으로 대칭이므로 항상 반대극에 있으므로 전자석 내부의 전선은 서로 연결되고 전자석 외부의 전선은 L298N에 연결됩니다.

인접한 구멍을 통해 아크릴 시트 아래의 와이어를 당겨 L298N에 연결합니다. 구리선절연층으로 덮여 있으므로 함께 납땜하기 전에 칼로 제거해야 합니다.

12단계: 센서 모듈 및 자석

뜨거운 접착제를 사용하여 전자석 사이에 센서 모듈을 고정합니다. 각 센서는 두 개의 전자석(앞면에 하나, 뒷면에 하나)이 있는 정사각형이어야 합니다. 두 센서를 최대한 중앙에서 교정하여 겹치지 않도록 하십시오. 이렇게 하면 센서가 가장 효과적이게 됩니다.

다음 단계는 아크릴 기반 자석을 조립하는 것입니다. 두 개의 D15*4mm 자석과 하나의 D15*3mm 자석을 함께 결합하여 원통을 형성함으로써 자석과 전자석의 높이가 동일해집니다. 전자석 쌍 사이에 자석을 조립합니다. 상승하는 자석의 극은 동일해야 합니다.

13단계: DC 전원 잭 및 L298N 5V 출력

DC 전원 소켓에 두 개의 전선을 납땜하고 사용하십시오. 열 수축 튜브. DC 전원 잭을 L298N 모듈의 입력에 연결하면 5V 출력이 Arduino에 전원을 공급합니다.

14단계: L298N 및 Arduino

위 다이어그램에 따라 L298N 모듈을 Arduino에 연결하십시오.

L298N → 아두이노
5V → VCC
접지 → 접지
엔에이 → 7
지하 1층 → 6층
지하 2층 → 5층
지하 3층 → 4층
지하 4층 → 3층
엔비 → 2

15단계: Arduino Pro 미니 프로그래머

부터 아두이노 프로 mini에는 직렬 포트에 대한 USB 포트가 없으므로 외부 프로그래머를 연결해야 합니다. FTDI Basic은 Pro Mini를 프로그래밍하고 전원을 공급하는 데 사용됩니다.

실내 식물은 모든 방을 장식하고 더욱 편안하고 아름답게 만드는 간단하고 저렴한 방법입니다. 그러나 가장 단순한 식물이라도 공중부양 화분에 심으면 모두의 놀란 시선을 끌 수 있습니다. 같지 않은 간단한 모델, 그것은 공중에 떠 있을 뿐만 아니라 다양한 방향으로 회전합니다. 이러한 비행 냄비의 특징과 작동 원리는 기사에서 논의됩니다.

제조업체 정보

오늘날 두 회사가 이러한 실내 플로팅 플라워를 제공하고 있습니다.

  • 국내 브랜드 레비테라.고객에게 선택할 수 있는 다양한 식물을 제공할 뿐만 아니라 고객이 원하는 대로 스스로 채울 수 있는 빈 화분도 제공합니다.
  • 스웨덴 회사 Flyte.고객에게 제공하는 것도 다양한 품종 실내 식물공중에 뜨는 냄비에. 또한 제조업체의 제품군에는 플로팅 시계도 포함됩니다.

두 제조업체 모두 고품질의 독특한 제품을 생산합니다. 제품 간의 차이점은 가격은 물론 구성, 더 정확하게는 플러그 소켓 자체의 커넥터에 있습니다.

형질

공중에 떠 있는 화분은 비교적 최근에 등장했는데, 러시아 시장그들은 참신한 것으로 간주됩니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.

  • 고유한 모습;
  • 냄비에 어떤 식물이라도 심는 능력;
  • 컴팩트한 크기;
  • 용기를 화분뿐만 아니라 화분으로도 사용할 수 있는 능력;

  • 내구성;
  • 소박함과 안전성.

장비 및 연결

이 공중에 떠 있는 화분은 다음과 연결하여 작동합니다. 전기 네트워크. 그것이 없으면 장치의 독특한 외관을 즐기는 것이 불가능합니다.

이러한 냄비는 자성입니다. 즉, 다음과 같은 형태로 표시되는 자석에 의해 공기 중에 고정됩니다. 복잡한 회로. 이는 용기 자체의 바닥과 고정 스탠드 표면에 있습니다. 장치를 콘센트에 연결하면 자석이 활성화됩니다.

제조업체는 다음 장비를 제공합니다.

  • 서다;
  • 확대;
  • 소켓;
  • 냄비 자체;
  • 식물 묘목;
  • 사용 설명서.

호버링 냄비를 시작하려면 포장에서 스탠드를 꺼내 평평한 표면에 놓아야 합니다. 그런 다음 코드를 전원 콘센트에 연결해야 합니다. 그런 다음 양손으로 냄비를 잡고 플랫폼을 건드리지 않고 1cm 이하의 높이로 냄비 중앙에 놓아야합니다. 모든 것이 올바르게 끝나면 손을 풀면 냄비가됩니다. 그 자체가 공중에 떠 있을 것이다. 원칙적으로 2~3회 시작이 가능합니다.

이러한 실내 식물용 플로팅 화분은 공중에 떠 있을 뿐만 아니라 움직이지 않습니다.손가락으로 어느 방향으로든 살짝 기울이거나 돌리면 멈출 때까지 주어진 동작을 계속 반복합니다.

모든 작동 요구 사항이 충족되고 주의 깊게 처리된다면 이러한 고유한 장치의 서비스 수명은 사실상 무제한입니다. 제조업체는 최소 1년의 연속 작동을 보증합니다.

모델 유형

오늘날 제조업체는 이러한 호버링 장치만 생산합니다. 작은 크기. 일반적으로 직경은 10cm를 초과하지 않습니다. 이는 장치 내부 디자인의 복잡성으로 인해 설명됩니다.

색상 범위가 상당히 좁습니다.색상은 화이트, 다크 브라운, 라이트 베이지 3가지 색상으로만 출시됩니다. 다시 말하지만 제조업체에 따르면 이러한 냄비의 기능과 작동 원리는 주요 장식이므로 추가 장식이 필요하지 않습니다.

구색에는 표면에 작은 패턴이 있는 단순한 원형 모델과 다면적인 모델이 모두 포함됩니다.그러나 일반적으로 이러한 장치의 외관은 최소한으로 장식됩니다. 장치의 작동 원리가 주요 특징이 되도록 모든 것이 특별히 수행되었습니다.

어떤 식물에 적합합니까?

원칙적으로 자기 화분은 모든 실내 꽃에 적합합니다. 그러나 개발자는 작은 나무나 중간 크기의 식물에 이러한 장치를 사용할 것을 권장합니다. 그들에 따르면, 최선의 선택캐나다 가문비나무, 분재, 선인장 또는 다육식물이 될 것입니다.

사무실, 아파트, 시골 등 어느 곳에나 공중에 떠 있는 화분을 설치할 수 있습니다.어쨌든 그러한 장치는 꽃밭이나 방의 주요 하이라이트가 될 것입니다.

공중에 뜨는 냄비의 특징과 작동 원리에 대한 정보는 다음 비디오를 참조하십시오.



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