LED מרחף: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

אני והצוות שלי יצאנו לבצע ריחוף לד מואר. לאחר זמן קצר בגוגל, נתקלתי בסרטון של חברת SparkFun Electronics, שניתן למצוא כאן, בו ביססנו את העיצוב שלנו. האור שלנו מרחף עם אלקטרומגנט אחד מעל האור. בחרנו בעיצוב זה מכיוון שהוא דורש רק אלקטרומגנט אחד כדי לרחף את ה- LED. כדי להשיג את העברת הכוח האלחוטית השתמשנו בסליל ראשי המחובר לתחתית האלקטרומגנט ריחוף ובסליל משני המולחם לנורית. מודול ה- LED כולל LED לבן, סליל משני ומגנט קבוע חזק. עיצבתי את המבנה והדפסתי את כל החלקים בתלת מימד.

שלב 1: עיצוב המבנה

השתמשתי ב- Solidworks לעיצוב המבנה. הבסיס נועד להכיל לוח מעגלים מודפסים. יש מנהרות דרך הבסיס, הרגליים והחלקים העליונים לניתוב חוטים. לא היה לנו זמן להדפיס לוח מעגלים, כך שניתוק לוח המעגלים לא היה בשימוש.

שלב 2: סלילה את האלקטרומגנט

כדי לסובב את האלקטרומגנט, השתמשנו במקדח כוח כדי לסובב בריח עם מכונות כמחסום. הלכנו לאט מאוד כדי לוודא שהחוט לא חופף לעצמו. הדרך הזו לקחה הרבה זמן. אני חושב שזה יהיה בסדר לחסוך הרבה זמן ולהיות פחות זהיר עם חפיפה בזמן התפתלות. הערכנו שיש 1500 סיבובים באלקטרומגנט.

שלב 3: ספקי כוח

לבדיקה השתמשנו באספקת DC משתנה. אחרי שהכל עבד, השתמשתי במטען נייד ישן 19V ובווסת מתח 12V כדי לספק כוח למעקה 12V. השתמשתי בווסת 5V מהפלט של הרגולטור 12V כדי לספק כוח למעקה 5V. חשוב מאוד לחבר את כל השטח שלך יחד. היו לנו בעיות במעגלים שלנו לפני שעשינו זאת. השתמשנו בקבלים על פני ספקי הכוח של 12V ו- 5V כדי להפחית כל רעש במסילות החשמל שעל הלוח.

שלב 4: מעגל ריחוף

מעגל הריחוף הוא החלק הקשה ביותר בפרויקט זה. ריחוף מגנטי מתבצע באמצעות חיישן אפקט אולם כדי לשפוט מרחק מהמגנט הקבוע לאלקטרומגנט ומעגל השוואתי להפעלה או כיבוי של האלקטרומגנט. כשהחיישן מקבל שדה מגנטי חזק יותר החיישן פולט מתח נמוך יותר. מתח זה מושווה למתח מתכוונן המגיע מפוטנציומטר. השתמשנו במגבר אופטי כדי להשוות את שני המתחים. הפלט של מגבר ה- op מפעיל או כבה מופעל ערוץ N כדי לאפשר זרם לזרום דרך האלקטרומגנט. כאשר המגנט הקבוע (המחובר לנורית ה- LED) קרוב מדי לאלקטרומגנט, שם הוא יישאב אל האלקטרומגנט, האלקטרומגנט נכבה, וכשהוא רחוק מדי, היכן שהוא ייפול מהריחוף, האלקטרומגנט מדליק. כאשר נמצא איזון, האלקטרומגנט נדלק ונכבה מהר מאוד, תופס ומשחרר את המגנט ומאפשר לו לרחף. ניתן להשתמש בפוטנציומטר כדי להתאים את המרחק שהמגנט ירחף.

בתמונת מסך האוסילוסקופ ניתן לראות את האות מפלט חיישן אפקט האולם ואת המגנט מופעל וכיבוי. כאשר ה- LED מתקרב לחיישן, הקו הצהוב גדל. כאשר המגנט נמצא על הקו הירוק נמוך. כשהוא כבוי הקו הירוק גבוה.

בהתאם לסביבה ולמה שאתה משתמש בתור מחולל צורות גל, ייתכן שיהיה עליך להוסיף קבל קטן מפלט החיישן לקרקע. זה יאפשר למרבית הרעש לעבור ישר לאדמה ואת האות הנקי מהחיישן לשימוש המגבר.

שלב 5: מעגל חשמל אלחוטי

כדי להתמודד עם העברת הכוח האלחוטית, עטפנו סליל ראשי בן 25 סיבובים עם חוט מגנט 24 מד סביב מחזיק החיישן. לאחר מכן יצרנו סליל משני על ידי גלישת חוט מגנט 32 מד סביב צינור נייר למשך 25 סיבובים. ברגע שהוא עטוף, החלקנו את הסליל מהנייר והלחמנו אותו לנורית LED. הקפד להסיר את ציפוי האמייל של חוט המגנט שבו אתה הלחמה.

השתמשנו בגנרטור של גל מרובע במהירות של 1 מגהרץ כדי להפעיל ולכבות MOSFET המאפשר זרם לזרום דרך הסליל הראשי מ -0 ל -12 וולט ב -1 מגה -הרץ. לבדיקה, השתמשנו בתגלית אנלוגית למחולל פונקציות. הגרסה הסופית משתמשת במעגל מחולל גל מרובע טיימר 555 כדי להחליף את ה- MOSFET. עם זאת, מעגל זה יצר חבורה של רעש שהפריע למסילות החשמל. הכנתי קופסה מרופדת ברדיד אלומיניום עם מפריד להפרדת מחולל הגלים ומעגל הריחוף. זה הפחית משמעותית את כמות הרעש.

שלב 6: הרכבה

השתמשתי ב- Chroma Strand Labs ABS כדי להדפיס תלת -ממד את הבסיס והרגליים. הרגליים התעקמו יותר מדי בזמן ההדפסה, אז הדפסתי מחדש עם Chroma Strand Labs PETg. ה- PETg התעקם מעט מאוד. כל החלקים משתלבים זה בזה ללא שימוש בדבק. היינו צריכים לחתוך בו כמה חריצים כדי להוסיף מרווח נוסף לחוטים. ייתכן שיהיה עליך לשייף את האזורים הפונים ליצירות אחרות כדי לאפשר התאמה רופפת יותר.

אנו מתכננים להדפיס לוח מעגלים ולהלחם אליו את הרכיבים כך שהכל יתאים בתוך חיתוך הלוח.