Zestaw DIY do samodzielnego montażu modułu lewitacji magnetycznej

Zestaw DIY do samodzielnego montażu modułu lewitacji magnetycznej typu push-coil

Przegląd produktów

Model produktu: TZ-TJ-56-254-3

Nazwa produktu: Zestaw do lewitacji magnetycznej

Zaawansowany zestaw do samodzielnego montażu obwodu analogowego, który tworzy system lewitacji magnetycznej. Wykorzystując czujniki efektu Halla i elektromagnesy, zawiesza pływak magnetyczny w powietrzu. Posiada sterowanie elektromagnetyczne typu push, 8 opcjonalnych efektów LED i akrylową obudowę ochronną. Zawiera akrylowe panele obudowy, zasilacz 12V 2A i pływak magnetyczny 50g. Wymaga lutowania i montażu - wyłącznie do badań naukowych i eksperymentów.

Ten zestaw DIY jest przeznaczony do badań naukowych i eksperymentów i nie nadaje się do innych celów.

Kluczowe specyfikacje

• Model produktu: TZ-TJ-56-254-3
• Nazwa produktu: Zestaw do lewitacji magnetycznej
• Zasilanie: DC 7.5-12V (w zestawie adapter 12V 2A)
• Pobór mocy: 2~5W
• Waga w zawieszeniu: Nie więcej niż 100 g (w zestawie pływak magnetyczny 50 g)
• Odległość zawieszenia: Nie więcej niż 2 cm
• Rozmiar płytki drukowanej: 85 x 85 mm
• Konstrukcja: Konstrukcja dwupłytkowa (górna płytka cewki + dolna płytka obwodu sterującego)
• Czujniki: Liniowe czujniki hallotronowe (sterowanie w osiach X, Y i Z)
• Siłowniki: 4 elektromagnesy + 4 magnesy stałe
• Obudowa: Akrylowe panele obudowy w zestawie
• Opcjonalne diody LED: 8 diod LED na krawędzi płytki cewki (instalowane opcjonalnie, nie wpływają na lewitację)

Oświadczenie o własności intelektualnej

1. Ten zestaw do lewitacji magnetycznej jest jedynie pakietem różnych komponentów, takich jak rezystory, kondensatory, płytki drukowane i magnesy. Jest to surowiec, a nie gotowy produkt. Surowiec nie zawiera żadnej opatentowanej technologii lewitacji magnetycznej.
2. Proces montażu tego zestawu i gotowego produktu może wykorzystywać opatentowane technologie innych podmiotów. Zgodnie z prawem patentowym Chińskiej Republiki Ludowej wykorzystanie opatentowanych technologii do badań naukowych i celów eksperymentalnych nie stanowi naruszenia.
3. Nabywcy mogą montować ten zestaw wyłącznie do celów badań naukowych i eksperymentów i nie mogą go używać do żadnych innych celów.

Opis produktu

Zestaw Magnetic Levitation DIY Kit to zaawansowany projekt obwodu analogowego, który demonstruje zasady zawieszenia elektromagnetycznego. Wykorzystując kombinację magnesów trwałych, elektromagnesów i czujników Halla, tworzy system sterowania w zamkniętej pętli, który lewituje pływak magnetyczny w powietrzu.

Obwód ten jest obwodem sterowania lewitacją magnetyczną typu push-down zbudowanym z obwodów analogowych. Cztery magnesy stałe rozmieszczone symetrycznie na płytce drukowanej i pływak nad nimi odpychają się wzajemnie. Cztery inne symetrycznie rozmieszczone elektromagnesy na płytce drukowanej kontrolują pozycję pływaka.

Architektura systemu

• Konstrukcja z dwoma płytkami drukowanymi: Górna płytka cewki (z elektromagnesami) + dolna płytka sterująca (z obwodami sterującymi)
• Połączenia: Płytki łączą się za pomocą pinów i gniazd.
• Obudowa: Akrylowe panele obudowy do ochrony i wyświetlania

Elementy magnetyczne

• 4 magnesy stałe: Symetrycznie rozmieszczone na płytce drukowanej - zapewniają siłę odpychającą względem pływaka
• 4 elektromagnesy: Symetrycznie rozmieszczone - aktywnie kontrolują pozycję pływaka
• Pływak: Obiekt magnetyczny (50 g w zestawie), który zawieszony jest nad płytką.

System sterowania (obwód analogowy)

Trzy liniowe czujniki Halla zapewniają sprzężenie zwrotne pozycji w czasie rzeczywistym:

Kontrola osi X (U1)

• Wykrywa przemieszczenie pływaka w kierunku X
• Sygnał wzmacniany przez U2B
• Steruje obwodem wzmacniacza BTL (U2C, U2D, Q2-Q5)
• Steruje dwoma elektromagnesami w kierunku X (połączonymi szeregowo)
• Większe przesunięcie od środka > większa zmiana napięcia > większy prąd przez cewki elektromagnesu > większa siła elektromagnetyczna przesuwająca pływak w kierunku środka
• Bliżej środka > mniejsza zmiana napięcia > mniejszy prąd > stabilizuje pływak

Sterowanie osią Y (U2)

• Identyczny obwód jak w przypadku osi X
• Steruje dwoma elektromagnesami w kierunku Y
• Stabilizuje pływak w kierunku Y

Oś Z / wykrywanie obecności (U3)

• Wykrywa pionową pozycję pływaka powyżej
• Gdy pływak jest obecny, napięcie wyjściowe U3 spada
• U3A wzmacnia 10x (wzmocnienie odwrotne) > napięcie wyjściowe przekracza 5V
• Komparator U2A wysyła wysokie napięcie do zasilania tranzystora MOSFET
• MOSFET zapewnia zasilanie obu obwodów wzmacniacza mocy BTL
• Po usunięciu pływaka napięcie U3 wzrasta > U2A wyprowadza 0V > MOSFET odcina > chroni oba obwody wzmacniacza BTL

Wzmacniacz BTL

Konfiguracja obciążenia mostkowego zapewnia wydajne dwukierunkowe sterowanie prądem elektromagnesów, umożliwiając precyzyjne pozycjonowanie.

Cechy i korzyści

• Analogowy obwód sterujący: Czysto analogowe sprzężenie zwrotne - bez mikrokontrolera, prawdziwa reakcja w czasie rzeczywistym zapewniająca płynną lewitację.
• Konstrukcja elektromagnetyczna typu push: Cewki przesuwają pływak do pozycji środkowej, zapewniając stabilne zawieszenie.
• Trzyosiowy czujnik efektu Halla: Monitorowanie pozycji X, Y i Z dla pełnej kontroli 3D.
• Wzmacniacze BTL: Wydajne dwukierunkowe sterowanie elektromagnetyczne dla precyzyjnego pozycjonowania.
• Konstrukcja dwupłytkowa: Oddzielna cewka i płytki sterujące dla modułowego montażu i łatwiejszego rozwiązywania problemów.
• Akrylowa obudowa: Ochronne panele obudowy w zestawie - prezentują pracę i chronią komponenty.
• Zasilacz w zestawie: Dołączony zasilacz 12V 2A - gotowy do użycia po montażu.
• Pływak w zestawie: Magnetyczny obiekt o wadze 50 g do zawieszenia - nie ma potrzeby pozyskiwania dodatkowych części.
• Opcjonalne efekty LED: 8 diod LED na krawędzi cewki (zainstaluj w razie potrzeby - nie wpływa na lewitację).
• Regulowana siła magnetyczna: Przesuwny reostat (potencjometr) na płytce drukowanej do precyzyjnego dostrajania lewitacji.
• Wartość edukacyjna: Nauka o czujnikach Halla, analogowych systemach sterowania, elektromagnetyzmie i wzmacniaczach BTL.
• Prostota obwodu: Obwód jest prosty, niezawodny i bardzo praktyczny.
• Obudowa ochronna: Akrylowa obudowa z tworzywa sztucznego jest estetyczna i skutecznie chroni elementy obwodu.

Jak używać

Umieszczanie zawieszonych przedmiotów i środki ostrożności

1. Po podłączeniu urządzenia do zasilania zaświeci się kontrolka zasilania na płytce PCB.
2. Przytrzymaj pływak i powoli przesuń go od dolnej części pierścienia do dolnej części cewki. Gdy pływak znajdzie się w odległości około 5 cm od cewki, poczujesz, że cewka przyciąga pływak.
3. Przytrzymaj pływak jedną ręką, aby poczuć siłę skierowaną w górę, a drugą ręką wyreguluj przesuwny reostat na płytce PCB.
4. Gdy poczujesz, że obie siły są w przybliżeniu zrównoważone, przestań regulować przesuwny reostat, a następnie powoli zwolnij pływak, aby utrzymać go stabilnie.
5. W ten sposób można z powodzeniem unieść pływak.
6. Obracanie przesuwnego reostatu zgodnie z ruchem wskazówek zegara zmniejsza siłę magnetyczną, a przeciwnie do ruchu wskazówek zegara zwiększa siłę magnetyczną. Siła magnetyczna nie powinna być zbyt duża ani zbyt mała.

Ważne ograniczenia operacyjne

• Jeśli pływak nie uruchomi się pomyślnie po kilku próbach (maksymalnie 5 razy), należy wyłączyć zasilanie i schłodzić pływak; w przeciwnym razie może dojść do uszkodzenia podzespołów.
• Nie należy pozostawiać pływaka na zestawie przez dłuższy czas (maksymalnie 5 minut), ponieważ może to spowodować uszkodzenie sprzętu.

Zawartość opakowania

• 1x Górna płytka drukowana cewki (z cewkami elektromagnesu)
• 1x Dolna płytka sterująca (z analogowym obwodem sterującym)
• 1x Zestaw 4 magnesów trwałych
• 1x Pływak magnetyczny (50g) - w zestawie
• 3x Liniowe czujniki hallotronowe (U1, U2, U3)
• 1x Przesuwny reostat / potencjometr (regulacja siły magnetycznej)
• 1x Komponenty wzmacniacza MOSFET i BTL
• 8x Opcjonalne diody LED (do oświetlenia krawędzi)
• Rezystory, kondensatory, układy scalone i wszystkie niezbędne komponenty
• Nagłówki pinów i gniazda do połączeń między płytkami
• 1x gniazdo zasilania DC (5,5 x 2,1 mm, środek dodatni)
• 1x zasilacz 12V 2A - w zestawie
• 1x akrylowe panele obudowy (wycinane laserowo) - w zestawie
• Instrukcja montażu

Ważne uwagi i ostrzeżenia

• Tylko do badań naukowych: Ten zestaw jest przeznaczony wyłącznie do badań naukowych i eksperymentów - nie do zastosowań komercyjnych lub praktycznych.
• Uwaga dotycząca własności intelektualnej: Surowe komponenty nie zawierają opatentowanych technologii. Montaż może wykorzystywać opatentowane technologie, ale wykorzystanie ich do badań naukowych i eksperymentów jest dozwolone na mocy prawa patentowego.
• Silne magnesy: Zawiera silne magnesy stałe - trzymaj z dala od kart z paskiem magnetycznym (karty kredytowe, dowody osobiste, karty bankowe), ponieważ mogą one spowodować uszkodzenie karty.
• Obchodzenie się z magnesami: Silne magnesy są kruche - unikaj uderzeń i upuszczania, aby zapobiec uszkodzeniu.
• Limity uruchamiania pływaka: Maksymalnie 5 prób przed wymaganym okresem chłodzenia.
• Ograniczenia termiczne: Nie pozostawiać pływaka zawieszonego na dłużej niż 5 minut bez przerwy. Długotrwała praca może spowodować uszkodzenie podzespołów.
• Zasilanie: Dołączony adapter 12 V 2 A - wtyczka 5,5x2,1 mm z biegunem dodatnim.
• Status zestawu DIY: Niezmontowane części - wymaga lutowania i montażu.
• Poziom umiejętności: Zaawansowany - wymaga dobrych umiejętności lutowania i zrozumienia obwodów analogowych.
• Odpowiedzialność: Klienci bez odpowiedniej profesjonalnej wiedzy nie powinni podejmować prób montażu. Zakup oznacza akceptację pełnej odpowiedzialności.
• Montaż i debugowanie tego zestawu wymaga odpowiedniej wiedzy i umiejętności. Przed montażem zestawu należy zmierzyć wszystkie komponenty, aby upewnić się, że ich parametry wydajnościowe są bezpieczne przed instalacją.

Zastosowania

• Edukacja w zakresie fizyki - demonstracja zasad zawieszenia elektromagnetycznego
• Badanie systemów sterowania - przykład rzeczywistej kontroli analogowego sprzężenia zwrotnego
• Eksperymenty z czujnikami hallotronowymi - aplikacje do wykrywania położenia
• Demonstracja wzmacniacza BTL - technologia wzmacniacza audio zastosowana do sterowania magnetycznego
• Projekty na targi naukowe - imponujący pokaz lewitacji
• Zaawansowana praktyka lutowania - złożone komponenty przelotowe + SMD
• Wyświetlacz biurkowy - unikalny element konwersacyjny po złożeniu

Podsumowanie

Zestaw TZ-TJ-56-254-3 Magnetic Levitation DIY Kit to zaawansowany projekt elektroniki analogowej, który demonstruje rzeczywiste zawieszenie elektromagnetyczne. Dzięki wykrywaniu efektu Halla, wzmocnieniu BTL i sterowaniu cewką typu push, oferuje głęboki wgląd w systemy sterowania i elektromagnetyzm. Zawiera akrylową obudowę, zasilacz 12V 2A i pływak o wadze 50 g - wszystko, czego potrzeba do stworzenia oszałamiającego eksponatu. Zaprojektowany dla zaawansowanych majsterkowiczów i badaczy poszukujących praktycznych eksperymentów z lewitacją magnetyczną.