HƯỚNG DẪN CỘNG NGHỆ NAM CHÂM BAY LƠ LỮNG - ĐỆM TỪ TRƯỜNG

Bước 1: Video hướng dẫn

Hãy xem đoạn video ở trên để xem nhanh cách làm đệm từ trường.Xin lưu ý rằng hướng dẫn trong video rất đơn giản. Bạn cần nhìn vào video và làm theo tất cả các bước dưới đây để đảm bảo bạn có thể làm cho chậu cây của bạn có thể bay.

Bước 2: Cách hoạt động

Một đệm từ trường bao gồm hai phần, phần đế và khung lơ lững.Làm thế nào nó hoạt động?Các nam châm trên khung lơ lững được nâng lên nhờ từ trường của nam châm phía dưới bởi vì chúng có cùng cực. Tuy nhiên nó có xu hướng quay trở lại để hút vào nam châm ở phần đế.Để ngăn chặn các nam châm xoay lại và hút vào phần đế, nam châm điện sẽ tạo ra từ trường để đẩy hoặc hút để cân bằng nó, nhờ cảm biến từ.Các nam châm điện được điều khiển theo hai trục X và Y, kết quả là nam châm trên được giữ cân bằng với đế.Để điều khiển nam châm điện bạn phải có kiến ​​thức về bộ điều khiển PID.

Bước 3: Bộ điều khiển PID

PID là gì? Từ Wikipedia : “Bộ điều khiển PID và bộ điều khiển tỷ lệ vi tích phân” là một cơ chế phản hồi vòng điều khiển được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp và một loạt các ứng dụng khác yêu cầu điều khiển được điều chỉnh liê...

Bước 4: Danh sách linh kiện cần thiết

Bước 5: Công cụ

Dưới đây là danh sách các công cụ, thường được sử dụng bởi bất kỳ ai.

Bước 6: Bộ điều khiển LM324 Opamp, L298N và SS495a

LM324 Op-ampCác bộ khuếch đại hoạt động (op-amps) là một số mạch quan trọng, được sử dụng rộng rãi và linh hoạt nhất hiện nay.Chúng tôi sử dụng opamp để khuếch đại tín hiệu từ cảm biến từ, mục đích là tăng độ nhạy để arduino dễ dàng nhận ra sự thay đ...

Bước 7: Chuẩn bị phần đế

Tôi sử dụng một chậu đất nung nhỏ với đường kính 3 3/4 “, thường được sử dụng để trồng hoa hoặc xương rồng. Bạn cũng có thể sử dụng vật dụng khác.Sử dụng một mũi khoan 8mm để tạo ra một lỗ gần đáy chậu, được sử dụng để giữ giắc DC.

Bước 8: In 3D khung lơ lững

In 3dIn khung lơ lững đựng nam châm bằng tập tin STL tại đây. Bạn có thể đặt in giá rẻ tại đây.Cắt laserCắt hai miếng nhựa với tập tin mà tôi đã đính kèm dưới dạng AcrylicLaserCut.dwg. Đây là một tập tin autocad.Miếng nhựa được sử dụng để hỗ trợ nam châm và nam châm điện, phần còn lại để che phủ bề mặt của chậu.AcrylicLaserCut.dwg

Bước 9: Chuẩn bị mô-đun cảm biến Từ SS495a

Cắt breadboard pcb thành hai mảnh, một mảnh để đính kèm cảm biến từ và mảnh còn lại để gắn mạch LM324.Gắn cảm biến từ vuông góc với pcb. Lưu ý hai mặt cảm biến xoay với nhau, hàn cố định.Sử dụng các dây để nối hai chân VCC của các cảm biến với nhau, làm tương tự với các chân GND. Các chân đầu ra là riêng biệt.

Bước 10: Mạch Opamp

Hàn khung IC và các điện trở để pcb theo sơ đồ, chú ý đặt hai chiết áp trong cùng một hướng để điều chỉnh dễ dàng.Gắn LM324 vào khung IC, sau đó nối hai đầu ra của mô-đun cảm biến từ với mạch op-amp.Hai dây đầu ra LM324 nối với Arduino. Đầu vào 12V nối với đầu vào 12V của mô-đun L298N, đầu ra 5V của mô-đun L298N được nối với 5V của chiết áp.

Bước 11: Lắp ráp nam châm điện

Lắp ráp các nam châm điện lên tấm nhựa, cố định chúng tại bốn lỗ gần trung tâm. Vặn các vít để tránh di chuyển.Bởi vì nam châm điện đối xứng xuyên qua tâm, chúng luôn ở cực ngược nhau, sao cho các dây bên trong nam châm điện được nối với nhau, các dây ở bên ngoài của nam châm điện được nối với L298N.Kéo dây xuống dưới tấm nhựa thông qua các lỗ gần đó để nối với L298N.Lời khuyên: Dây đồng được phủ một lớp cách điện, vì vậy bạn phải tháo nó bằng dao trước khi bạn có thể hàn chúng lại với nhau, hãy sử dụng Ống co nhiệt sau khi hàn.

Bước 12: Gắn mô-đun cảm biến và nam châm

Sử dụng keo nóng để dán mô-đun cảm biến giữa nam châm điện, một ở phía trước và một ở mặt sau.Bước tiếp theo là lắp ráp các nam châm trên tấm nhựa. Kết hợp hai nam châm D15 * 4mm và nam châm D15 * 3mm với nhau để tạo thành một hình trụ, nam châm và nam châm điện có cùng chiều cao.Lắp ráp các nam châm giữa các cặp nam châm điện, lưu ý các cực của mặt trên nam châm phải giống nhau.

Bước 13: Đầu cắm nguồn DC và đầu ra 5V L298N

Hàn giắc nguồn DC với hai dây nối lại bằng ống co nhiệt. Giắc nguồn DC được nối với đầu vào của mô-đun L298N, đầu ra 5V của nó sẽ cấp nguồn cho Arduino.

Bước 14: L298N và Arduino

Nối mô-đun L298N với Arduino theo sơ đồ trên.L298N ===> ArduinoOut 5V ===> VCCGND ===> GNDEnA ===> 7In1 ===> 6In2 ===> 5In3 ===> 4In4 ===> 3EnB ===> 2

Bước 15: Nối Arduino Pro Mini

Vì Arduino pro mini không có bất kỳ cổng nối tiếp nào, bạn cần nối một serial port bên ngoài.FTDI Basic sẽ được sử dụng để lập trình (và cấp nguồn) cho Pro Mini.

Bước 16: Chuẩn bị khung lơ lững

Gắn hai nam châm D35 * 5 với nhau để tăng từ tính.

Bước 17: Giá trị điểm đặt chuẩn

Tải chương trình ReadSetpoint.ino về Arduino. Chương trình này sẽ đọc các giá trị của cảm biến từ và gửi nó đến máy tính thông qua cổng nối tiếp. Mở cổng COM để xem nó.Cắm 12V DC vào giắc nguồn DC, bạn có thể sử dụng osilloscope để đọc giá trị cảm biến.Quan sát các giá trị trên màn hình, điều chỉnh bằng cách điều chỉnh hai chiết áp. Giá trị tốt nhất là 560, lúc đó đầu ra của cảm biến là khoảng 2.5V.Sau khi thiết lập điểm đặt, đặt nam châm lơ lững phía trên phần đế và lắc nó để xem thay đổi điểm đặt trên màn hình.Mẹo: Đánh dấu cặp nam châm điện và chiết áp tương ứng trong trục X và Y để bạn có thể dễ dàng sửa chúng sau này.ReadSetpoint.ino

Bước 18: Tải chương trình chính

Tải chương trình chính Levitation.ino.Sử dụng keo để cố định nam châm và giá đỡ nam châm, được in 3D trước đó.Mẹo: Sau khi tải chương trình chính, bạn có thể thực hiện các điều chỉnh nhỏ trên bộ chiết áp để làm cho khung lơ lững cố định ở giữa.

Bước 20: Đặt tất cả cùng nhau

Đầu tiên gắn giắc nguồn DC vào chậu, sau đó đặt các phần còn lại vào chậu.Cuối cùng, đặt tấm nhựa còn lại lên miệng chậu.

Bước 20: Chuẩn bị khung lơ lững

Gắn chậu gỗ vào mảnh nam châm lơ lững. Tôi đã sử dụng một cây xương rồng nhỏ để trồng vào chậu. Bạn có thể sử dụng cây xương rồng hoặc hoa hoặc cây cảnh nhỏ nhỏ và nhẹ khác.

Bước 21: Hoàn thành và thưởng thức