Nam châm bay lơ lửng chế tạo ra sao ? – http://139.180.218.5

Xã hội ngày càng tăng trưởng, và các mẫu sản phẩm công nghệ tiên tiến 4.0 ngày càng Open nhiều trên thị trường và nam châm bay lơ lửng là một trong những công nghệ tiên tiến được nhiều người ưa thích lúc bấy giờ về tính thẩm mỹ và nghệ thuật của loại sản phẩm, nam châm bay này có rất nhiều ứng dụng trong đời sống nhưng để sản xuất nam châm bay lơ lửng này thì phải làm thế nào, ở bài viết này tôi sẽ hướng dẫn các bạn

Nam châm bay lơ lửng chế tạo ra sao ?

1 Mua linh kiện nam châm bay

Hiện tại linh phụ kiện nam châm bay thì tìm khá khó, ít nơi bán, thì đây là nơi tốt nhất để bạn hoàn toàn có thể mua linh phụ kiện giá linh phụ kiện bên mình rơi vào tầm khoảng chừng 500 k ~ 1 tr, rất tương thích cho sinh viên hoặc những ai muốn nghiên cứu và điều tra tăng trưởng loại sản phẩm nam châm bay

Liên hệ website để mua linh kiện nhé

2 Mua sản phẩm nam châm bay

Nếu bạn không muốn tự mình lắp ráp thì hoàn toàn có thể mua hàng loạt mẫu sản phẩm để sử dụng, thì trường hợp này bạn không tốn thời hạn cho việc sản xuất mà chỉ tốn thời hạn cho việc lắp ráp
Nam châm bay lơ lửng thì có nhiều mức giá tầm 2 tr ~ 45 tr tùy vào năng lực chịu tải của từng thiết bị

+ Khả năng chịu tải 500g có giá 2.800.000 VND

+ Khả năng chịu tải 1kg có giá 4.700.000 VND

+ Khả năng chịu tải 2kg có giá 10.700.000 VND

+ Khả năng chịu tải 4kg có giá 47.000.000 VND

*Chú ý: Đối với sản phẩm công nghệ thì trên thì trường có rất nhiều chỗ bán, nhưng quan trọng là sản phẩm phải chất lượng, nên bạn không cần phải so sánh giá quá nhiều, vì giá tốt thì chất lượng tốt mà thôi

Nếu bạn mua những sản phẩm giá rẻ trên thị trường thì cũng có lúc sẽ sử dụng không được bền, làm tất cả chúng ta tốn công sức của con người lắp ráp loại sản phẩm

3. Ứng dụng của Nam châm bay

Nam châm bay tiên phong là Open ở thị trường Nhật Bản với các ứng dụng về mặt nghệ thuật và thẩm mỹ cho người dùng, và được nhiều người cảm thấy thú vị so với một công nghệ tiên tiến mới như thế này
a ) Ứng dụng về sản xuất bonsai bay lơ lửng
Dưới đây là một số ít hình ảnh về sản xuất bonsai

b ) Ứng dụng trong việc tọa lạc loại sản phẩm

4. Chế tạo nam châm bay lơ lửng như thế nào

A. Nguyên lý hoạt động của nam châm bay lơ lửng

Muốn sản xuất được một cái gì đó, thì việc tiên phong tất cả chúng ta cùng làm là phải hiểu được nguyên tắc hoạt động giải trí của vật thể đó như thế nào

+ Cấu tạo của một nam châm bay ( Hay còn gọi là điệm từ trường )

Cấu tạo của một nam châm bay gồm có phần đế và khung lơ lửng

Phần đế : 

Hình trên là phần đế của điệm từ trường ( nam châm bay ), như hình thì tất cả chúng ta cần chăm sóc là 2 thành phần, Một là nam châm vĩnh cửu tạo ra từ trường, Hai là nam châm điện dùng để tinh chỉnh và điều khiển từ trường, 2 cái này phải luân phiên điều khiển và tinh chỉnh thì mới tạo ra từ trường vững được
Từ thời xưa, khi học ở trung học thì tất cả chúng ta cũng biết rằng, 1 nam châm thì có 2 cực bắc và nam, cùng cực thì húng sẽ đẩy nhau, khác cực thì sẽ hút nhau
Nếu lắp 4 nam châm vĩnh cửu ở 4 góc thì chúng sẽ tạo chung một lực đẩy ở tâm hình vuông vắn

Để tạo ra được từ trường vững thì bắc buộc phải có điều khiển bằng cảm biến từ và các mạch điều khiển thì 4 nam châm điện cũng được đặt ở 4 góc, nhưng chú ý rằng, 2 nam châm điện đối xứng nhau phải đối cực như hình bên dưới

Phần lơ lửng

Gồm một nam châm vĩnh cửu được đặt trên đó, bảo vệ cho từ trường không thay đổi và phần lơ lửng hoàn toàn có thể bay

+ Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động là do 4 nam châm vĩnh cữu ở phẩn đế cùng cực với nam châm vĩnh cửu ở phần lơ lửng tạo ra lực đẩy giúp nam châm bay lơ lửng

Nhưng nam châm vĩnh cửu ở phần lơ lửng thì luôn có xu thế quay lại cho đối cực để hút nhau

Do vậy, phải có thêm nam châm điện và bộ điều khiển ( Điều khiển PID ) tạo thêm lực hút hoặc đẩy để giữ cho nam châm vĩnh cửu ở phần lơ lửng không quay lại được.

Điều khiển PID cực kỳ quan trọng so với sản xuất loại sản phẩm này, nên việc tiếp theo bạn cần phải biết là phải hiểu được tinh chỉnh và điều khiển PID

B. Hiểu rõ điều khiển PID là gì 

Bộ tinh chỉnh và điều khiển PID thì tất cả chúng ta cứ hiểu nôm na rằng, nó là sai số giữa giá trị trong thực tiễn và giá trị đã sét, và bộ tinh chỉnh và điều khiển này sẽ ép sai số đó là nhỏ nhất bằng cách kiểm soát và điều chỉnh giá trị đầu vào

Giải thuật thống kê giám sát điều khiển và tinh chỉnh PID thì gồm 3 thông số kỹ thuật độc lạ nhau :

P. Giá trị tỷ suất xác lập tác động ảnh hưởng của sai số hiện tại
I Giá trị tích phân xác lập tác động ảnh hưởng của tổng các sai số quá khứ
D Giá trị vi phân xác lập ảnh hưởng tác động của vận tốc đổi khác sai số
P. Phụ thuộc vào sai số hiện tại
I nhờ vào vào tích góp các sai số quá khứ
D Dự kiến các sai số tương lai, dựa vào vận tốc biến hóa hiện tại .
Kết quả của PID giúp ta điều khiển và tinh chỉnh tốt vị trí của một thiết bị
Nói chung kỹ năng và kiến thức này khá sâu rộng, để hiểu rõ hơn thì tất cả chúng ta hoàn toàn có thể học qua link sau : Understanding PID control

Kiến thức thì nhiều nhưng trong chế tạo nam châm bay này thì chúng ta cần phải biết rõ 3 yếu tố bên dưới:

1. Input : Giá trị thời gian thực hiện tại của cảm biến từ trường, vì nam châm phần lơ lửng luôn không đứng yên, bắt buộc phải cập nhật liên tục để tạo điện từ trường điều chỉnh
2. Điểm đặt : Chúng ta phải lấy giá trị lúc tất cả cân bằng nhất làm điểm đặt, và set giá trị đó làm cố định, mội thay đổi duy chuyển phải đựa vào điểm đặt
3. Output: Tốc độ điều khiển nam châm điện

C. Chuẩn bị linh kiện cho quá trình chế tạo

1. LM324N– 1 Cái

2. Cuộn dây đồng – 4 cái

3. Cảm biến từ SS495a – 2 cái

4. Bộ đổi nguồn DC 12V – 1 Cái

5. Nam châm vĩnh cữu D15 * 4mm – 8 Cái

6. Vòng nam châm D15 * 3mm – 4 cái

7. Arduino pro mini – 1 cái

8. Module điều khiển động cơ L298 V2 – 1 cái

9. Đế IC 14 chân – 1 cái

10. Nam châm vĩnh cửu D35 * 5mm – 2 cái

11. Điện trở 5.6K ohm  – 2 cái

12. Điện trở 180K ohm – 2 cái

13. Điện trở 47K ohm – 2 cái

14. Chiết áp 10K ohm – 2 cái

15. Tấm nhựa khổ A5 – 1 cái

16. Khung gỗ – 1 cái

17. Breadboard – 1 cái

18. Vít 3 mm – 8 cái

19. Dây điện kết nối và chì cuộn

Nếu như bạn chuẩn bị sẵn sàng hết tổng thể như vậy rất tốn thời hạn, hãy liên hệ chúng tôi để mua trọn bộ kít cho thuận tiện trong công tác làm việc sẵn sàng chuẩn bị nhé

D. Chuẩn bị dụng cụ cho quá trình chế tạo

1. Máy hàn chì

2. Đồng hồ vạn năng

3. Cưa cầm tay

4. Súng bắn keo

5. Kiềm điện

6. Máy khoan

7. Oscilloscope

9. Vít Bake và vít dẹp

E. Tính năng của một số thiết bị quan trọng

Mạch khuếch đại LM324 Op-apms

Mạch khuếch đại LM324 Op-apms là mạch quan trọng trong mạng lưới hệ thống này, được sử dụng phổ cập nhất lúc bấy giờ trong việc khuếch đại tín hiệu
Cũng như tên gọi của nó mạch khuếch đại LM324 Op-apms được sử dụng để khuếch đại tín hiệu cảm ứng từ, vì từ trường là loại khá khó nhận biết nên muốn Arduino nhận ra được từ trường thì tất cả chúng ta phải tăng độ nhạy của Arduino bằng cách thích hợp thêm mạch khuếch đại
Mạch khuếch đại này quy đổi ở đầu ra cảm ứng từ vài mV thành vài trăm mV trong arduino là chuyện thông thường
Nên bạn thấy bộ khuếch đại này có quan trọng không, nếu không có bộ này thì chỉ cần một rơi lệch nhỏ hoàn toàn có thể gây ra lệch phần lơ lửng của thiết bị, gây hậu quả đỗ vỡ rất là quan trọng
LM324 Op-apms có 4 bộ khuếch đại nhưng trong sản xuất này thì bạn chỉ cần sử dụng 2 bộ khuếch đại thôi, một là cho trục X, hai là cho trục Y

Module điều khiển động cơ L298 V2

Cũng như tên gọi của nó là module điều khiển và tinh chỉnh động cơ, vậy điều khiển và tinh chỉnh động cơ là điều khiển và tinh chỉnh gì, L298N được sử dụng để điều khiển và tinh chỉnh vận tốc động cơ và hướng của 2 động cơ DC hoặc là tinh chỉnh và điều khiển một động cơ bước lưỡng cực
Điện áp số lượng giới hạn của động cơ mà module tinh chỉnh và điều khiển L298 V2 này làm được là từ 5 v – 35 v DC
Ngoài ra trên Modul tinh chỉnh và điều khiển động cơ L298 cũng có thích hợp thêm bộ chuyển đổi ra 5 v, ví dụ bạn có dòng điện cấp là 12 v nhưng bạn vẫn hoàn toàn có thể lấy ra được 5 v
Để sản xuất nam cham bay lơ lửng, ta sử dụng Modul điều hiển động cơ L298 để điều khiển và tinh chỉnh 2 cặp cuộn dây điện từ sử dụng đầu ra của modul là 5 v để cấp nguồn cho Arduino

Sơ đồ modul :

• Out 2: cặp nam châm điện X
• Out 3: cặp nam châm điện Y
• 12v Input: Cung cấp điện đầu vào: dc 12v đầu vào
• GND: Nối đất
• 5v Output: 5v đầu ra cho Arduino và cảm biến từ
• EnA: Bật tín hiệu PWM cho Out 2
• In1: Bật tính hiệu out 2
• In2: Bật tính hiệu out 2
• In3: Bật tính hiệu out 3
• In4: Bật tính hiệu out 3
• EnB: Bật tín hiệu PWM cho Out 3

Cảm biến Từ SS495a

Cũng như tên gọi của nó, thiết bị SS495 a là thiết bị cảm ứng từ trường, giúp mạng lưới hệ thống nhận ra từ trường và đưa về analog tạo dòng điện cho các cuộn cảm biết hút hay đẩy
Chú ý là cảm ứng sẽ trả về tín hiệu dòng điện áp 250 mV đến Vcc

F. Lắp cảm biến từ SS495a

Chúng ta lắp cảm ứng từ SS495a như hình bên dưới

Sơ đồ mạch lắp ráp cảm ứng từ SS495a

Chú ý là ta phải hàn giống như mạch như hình trên, nếu không muốn xảy ra lỗi ngoài ý muốn

G.Lắp ráp Mạch khuếch đại LM324 Op-apms

Chúng ta lắp ráp mạch khuếch đại như hình bên dưới

Chúng ta nối mạch khuếch đại y chang như sơ đồ mạch bên dưới đã được vẽ ra

Nhìn vào sơ đồ mạch quá dễ để nối mạch đúng không nào, nên phần này mình không cần phải nói nhiều hơn nữa

H. Gia công phần đế 

Trong bài viết này tôi đã vẽ cho các bạn phần đế trong file Autocad
Vui lòng tải xuống file tại đây để gia công : Tải File gia công phần đế
Ta hoàn toàn có thể gia công phần đế bằng các loại máy cắt CNC, laser để được loại sản phẩm như hình

K. Lắp ráp nam châm điện lên phần đế

Chúng ta lắp ráp nam châm điện như hình bên dưới

Chúng ta lắp nam châm điện vào 4 lỗ gần nhất trong phần đế, còn việc nối dây thì để từ từ, đừng chăm sóc đến nhé
Sau đó tất cả chúng ta khởi đầu nối dây như hình bên dưới

Bởi vì các nam châm điện đối xứng nhau qua tâm phải đối cực với nhau

Nên bạn phải nối dây như sau :
+ Các dây bên trong nam châm điện được nối với nhau
+ Các dây ở bên ngoài của nam châm điện được nối với L298N .

L. Lắp ráp modul cảm biến từ trường và nam châm vĩnh cửu vào

Phần modul cảm ứng tất cả chúng ta cố định và thắt chặt tại tâm bằng silicon súng bắn keo, chú ý quan tâm xịt silicon ở 2 mặt trước và sao để cho cố định và thắt chặt modul cảm ứng tốt nhé
Sau đó tất cả chúng ta láp nam châm vĩnh cữu vào
Vì chiều cao cuộn nam châm điện là 1 mm nên tất cả chúng ta phải lấy 2 viên nam châm vĩnh cửu 1 viên có bề dày 3 mm và 2 viên có bề dầy 4 mm để lắp ghép cho cùng chiều cao với cuộn nam châm điện nhé
Và một điều quan tâm nữa là các cực của nam châm vĩnh cửu ở 4 góc phải giống nhau nhé

M. Gắn giắc nguồn 12v vào L298 N

Chúng ta gắn giắc nguồn 12 v vào đầu của L298N như hình, và đầu ra của nó là 5 v sẽ được cắp cho Arduino nhé
Xem mạch lắp bên dưới đễ rõ hơn

N. Lắp ráp L298N với Arduino

Chúng ta nối các dây dẫn như trong hình giữa L298N và Arduino né
Bên dưới có mạch đễ bạn thuận tiện lắp ráp

Out 5V nối với VCC
GND nối với GND
EnA nối với 7
In1 nối với 6
In2 nối với 5
In3 nối với 4
In4 nối với 3
EnB nối với 2

M. Lắp ráp FTD 1232 với Arduino Pro Mini

Chúng ta liên tục đến bước lắp ráp sau cuối là lắp ráp FTD1232 với Arduino Pro Mini
Bên dưới có sơ đồ lắp ráp, bạn hãy dựa vào sơ đồ này để nối mạch nhé

Tại sao tất cả chúng ta cần FTD1232 vì do Arduino Pro Mini không có cổng liên kết port nào cả, bắt buộc bạn phải sửa chữa thay thế chúng bằng liên kết rồi nhé

P. Setting giá trị điểm đặt chuẩn cho phần lơ lửng

Bỏ code bên dưới này vào Arduino

int Setpoint_X, Setpoint_Y;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.print("Hello, This is program to get X Y setpoint value!\r\n");
}

void loop() {
  // read the value from the sensor:
  Serial.print("Setpoint_X: ");
  Serial.print(analogRead(A1));
  Serial.print("      ");
  Serial.print("Setpoint_Y: ");
  Serial.print(analogRead(A0));
  Serial.print("\r\n");
  delay(100);
}

Mục tiêu của code này là đọc các giá trị của cảm ứng từ trường và đưa nó về máy tính, mở cổng COM để xem nhé
Sử dụng máy đo Osilloscope để đọc giá trị cảm ứng

Khi bạn thấy giá trị 560, và đầu ra của cảm ứng là 2.5 v thì đó là giá trị tốt nhất
Sau khi thiết lập điểm đặt, đặt nam châm lơ lững phía trên phần đế và lắc nó để xem đổi khác điểm đặt trên màn hình hiển thị .

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.

Q. Gắn code cho arduino pro mini

Bỏ code bên dưới vào arduino

#include 
#define IN1 4
#define IN2 3
#define IN3 7
#define IN4 8
#define ENA 6
#define ENB 5
#define BL 2

double Setpoint_X, Input_X, Output_X,X_plus;
double p_X = 1,i_X = 0,d_X = 0.01;
double Setpoint_Y, Input_Y, Output_Y,Y_plus;
double p_Y = 1,i_Y = 0,d_Y = 0.01;

int i,on_put=1;

unsigned long time;

PID PID_X(&Input_X, &Output_X, &Setpoint_X,p_X,i_X,d_X, DIRECT);
PID PID_Y(&Input_Y, &Output_Y, &Setpoint_Y,p_Y,i_Y,d_Y, DIRECT);

char inByte='9',nullByte,run_flag,run_dirict;
float go_step;

void turn_X(int a)
{
  if(a>=0)
  {
    digitalWrite(IN1,1);
    digitalWrite(IN2,0);
    analogWrite(ENA,a);
  }
  else
  {
    a=-a;
    digitalWrite(IN1,0);
    digitalWrite(IN2,1);
    analogWrite(ENA,a);
  }
}

void turn_Y(int a)
{
  if(a>=0)
  {
    digitalWrite(IN3,0);
    digitalWrite(IN4,1);
    analogWrite(ENB,a);
  }
  else
  {
    a=-a;
    digitalWrite(IN3,1);
    digitalWrite(IN4,0);
    analogWrite(ENB,a);
  }
}

void setup()
{
  pinMode(IN1,OUTPUT);
  pinMode(IN2,OUTPUT);
  pinMode(IN3,OUTPUT);
  pinMode(IN4,OUTPUT);
  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(ENB,OUTPUT);
  pinMode(BL,OUTPUT);
  digitalWrite(IN1,0);
  digitalWrite(IN2,0);
  digitalWrite(IN3,0);
  digitalWrite(IN4,0);
  analogWrite(ENA,0);
  analogWrite(ENB,0);
  Setpoint_X = 560;//560;
  Setpoint_Y = 560;//560;
  PID_X.SetTunings(p_X,i_X,d_X);
  PID_Y.SetTunings(p_Y,i_Y,d_Y);
  PID_X.SetOutputLimits(-255,255);
  PID_Y.SetOutputLimits(-255,255);
  PID_X.SetSampleTime(5);
  PID_Y.SetSampleTime(5);
  PID_X.SetMode(AUTOMATIC);
  PID_Y.SetMode(AUTOMATIC);
}

void loop()
{  
  Input_X = analogRead(A1);
  Input_Y = analogRead(A0);
  
  PID_X.Compute();
  PID_Y.Compute();
  turn_X(Output_X);
  turn_Y(Output_Y);
}

Sau khi tải chương trình chính bên trên vào arduino xem như là hoàn tất, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh thiết bị chiếc áp để căn chỉnh cho phần lơ lững ở giữa thiết bị theo giác quan

X. Kết thúc

Cuối cùng thì tất cả chúng ta đã sản xuất thành công xuất sắc nam châm bay lơ lửng rồi nhé, còn về việc vận dụng loại sản phẩm vào đâu thì tùy bạn quyết định hành động, hoàn toàn có thể để tọa lạc mẫu sản phẩm hoặc là làm chậu cây mưu trí, chậu cây bay lơ lửng bạn nhé, chúc bạn thành công xuất sắc mỹ mãn nhé