ارتفاع الصمام: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

شرعت أنا وفريقي في رفع مصباح LED مضاء. بعد وقت قصير من البحث في googing ، صادفت مقطع فيديو من SparkFun Electronics ، والذي يمكن العثور عليه هنا ، والذي اعتمدنا فيه على تصميمنا. يرتفع ضوءنا بمغناطيس كهربائي واحد فوق الضوء. لقد اخترنا هذا التصميم لأنه لا يتطلب سوى مغناطيس كهربائي واحد لرفع مؤشر LED. لتحقيق نقل الطاقة اللاسلكية ، استخدمنا ملفًا أساسيًا متصلًا بأسفل المغناطيس الكهربائي للارتفاع وملفًا ثانويًا ملحومًا بمصباح LED. تحتوي وحدة LED على مصباح LED أبيض وملف ثانوي ومغناطيس دائم قوي. لقد صممت الهيكل وطبعت ثلاثية الأبعاد جميع الأجزاء.

الخطوة الأولى: تصميم الهيكل

لقد استخدمت Solidworks لتصميم الهيكل. من المفترض أن تحتوي القاعدة على لوحة دوائر مطبوعة. توجد أنفاق عبر القاعدة والأرجل والقطع العلوية لتوجيه الأسلاك. لم يكن لدينا الوقت لطباعة لوحة دوائر كهربائية ، لذلك لم يتم استخدام انقطاع لوحة الدائرة.

الخطوة 2: لف المغناطيس الكهربائي

لتصفية المغناطيس الكهربائي ، استخدمنا مثقابًا كهربائيًا لتدوير البرغي باستخدام غسالات كحواجز. لقد ذهبنا ببطء شديد للتأكد من أن السلك لا يتداخل مع نفسه. استغرق القيام بذلك بهذه الطريقة وقتًا طويلاً. أعتقد أنه سيكون من الجيد توفير الكثير من الوقت وتجنب التداخل أثناء اللف. قدرنا أن هناك 1500 لفة في المغناطيس الكهربائي.

الخطوة 3: مزودات الطاقة

للاختبار ، استخدمنا مصدر طاقة تيار مستمر متغير. بعد أن كان كل شيء يعمل ، استخدمت شاحنًا قديمًا للكمبيوتر المحمول 19 فولت ومنظم جهد 12 فولت لتزويد الطاقة إلى سكة 12 فولت. لقد استخدمت منظمًا بجهد 5 فولت من خرج منظم 12 فولت لتزويد الطاقة إلى سكة 5 فولت. من المهم جدًا ربط جميع الأسس معًا. كانت لدينا مشاكل مع دوائرنا قبل أن نفعل ذلك. استخدمنا المكثفات عبر مصادر الطاقة بجهد 12 فولت و 5 فولت لتقليل أي ضوضاء في قضبان الطاقة على اللوحة.

الخطوة 4: دائرة الرفع

دائرة التحليق هي أصعب جزء في هذا المشروع. يتم تحقيق الرفع المغناطيسي باستخدام مستشعر تأثير القاعة للحكم على المسافة من المغناطيس الدائم إلى المغناطيس الكهربائي ودائرة المقارنة لتشغيل أو إيقاف تشغيل المغناطيس الكهربائي. عندما يستقبل المستشعر مجال مغناطيسي أقوى ، ينتج المستشعر جهدًا أقل. تتم مقارنة هذا الجهد بجهد قابل للتعديل قادم من مقياس جهد. استخدمنا المرجع أمبير لمقارنة الفولتية. يعمل إخراج المرجع أمبير على تشغيل أو إيقاف تشغيل قناة N-channel mosfet للسماح للتيار بالتدفق عبر المغناطيس الكهربائي. عندما يكون المغناطيس الدائم (المتصل بمصباح LED) قريبًا جدًا من المغناطيس الكهربائي ، حيث سيتم امتصاصه إلى المغناطيس الكهربائي ، ينطفئ المغناطيس الكهربائي ، وعندما يكون بعيدًا جدًا ، حيث يسقط من الارتفاع ، المغناطيس الكهربائي يشغل. عندما يتم العثور على توازن ، يتم تشغيل وإيقاف المغناطيس الكهربائي بسرعة كبيرة ، مما يؤدي إلى التقاط المغناطيس وإطلاقه ، مما يسمح له بالارتفاع. يمكن استخدام مقياس الجهد لضبط المسافة التي سيحوم بها المغناطيس.

في صورة شاشة راسم الذبذبات ، يمكنك رؤية الإشارة من خرج مستشعر تأثير القاعة وتشغيل وإيقاف المغناطيس. عندما يقترب مؤشر LED من المستشعر ، يزداد الخط الأصفر. عندما يكون المغناطيس على الخط الأخضر منخفضًا. عندما يكون بعيدًا عن الخط الأخضر يكون مرتفعًا.

اعتمادًا على البيئة وما تستخدمه كمولد موجي ، قد تحتاج إلى إضافة مكثف صغير من خرج المستشعر إلى الأرض. سيسمح ذلك لمعظم الضوضاء بالانتقال مباشرة إلى الأرض واستخدام الإشارة النظيفة من المستشعر بواسطة جهاز op-amp.

الخطوة 5: دائرة الطاقة اللاسلكية

للتعامل مع نقل الطاقة اللاسلكية ، قمنا بلف ملف أساسي من 25 لفة بسلك مغناطيسي قياس 24 حول حامل المستشعر. ثم صنعنا ملفًا ثانويًا عن طريق لف سلك مغناطيسي قياس 32 حول أنبوب من الورق لمدة 25 لفة. بمجرد لفه ، قمنا بإزاحة الملف عن الورق ولحمناه بمصباح LED. تأكد من إزالة طلاء المينا لسلك المغناطيس حيث تقوم باللحام.

استخدمنا مولد الموجة المربعة عند 1 ميجاهرتز لتشغيل وإيقاف تشغيل MOSFET مما يسمح للتيار بالتدفق عبر الملف الأساسي من 0 إلى 12 فولت عند 1 ميجاهرتز. للاختبار ، استخدمنا اكتشافًا تناظريًا لمولد وظيفة. يستخدم الإصدار النهائي دائرة مولد ذات موجة مربعة 555 مؤقتًا لتبديل MOSFET. ومع ذلك ، أنتجت هذه الدائرة مجموعة من الضوضاء التي كانت تتداخل مع قضبان الطاقة. لقد صنعت صندوقًا مبطنًا بورق الألمنيوم به مقسم لفصل مولد الموجة ودائرة التحليق. هذا قلل بشكل كبير من كمية الضوضاء.

الخطوة 6: التجميع

لقد استخدمت Chroma Strand Labs ABS للطباعة ثلاثية الأبعاد للقاعدة والساقين. تشوهت الأرجل كثيرًا أثناء الطباعة ، لذلك أعدت الطباعة باستخدام Chroma Strand Labs PETg. تشوه PETg قليلاً. تتلاءم جميع الأجزاء معًا دون استخدام الغراء. كان علينا قطع بعض الشقوق فيه لإضافة خلوص إضافي للأسلاك. قد تضطر إلى صنفرة المناطق التي تلامس القطع الأخرى للسماح بتركيب أكثر مرونة.

نحن نخطط لطباعة لوحة دوائر كهربائية ولحام المكونات بها بحيث تتناسب جميعها داخل انقطاع لوحة الدائرة.