http://forum.getchip.net/

Магнитная левитация
http://forum.getchip.net/viewtopic.php?f=8&t=141
Страница 1 из 8

Автор:  GetChiper [ 14 дек 2011, 20:42 ]
Заголовок сообщения:  Магнитная левитация

Есть желание сделать устройство подобное этому http://www.youtube.com/watch?v=wpJ4zkYSeN4

Закупил неодимовые магниты.
Датчики Холла будут SS49 как наиболее распространенные (может дальше придется заменить, но пока так)
Микроконтроллерный контроль положения (по датчикам Холла)
Управление электромагнитами при помощи ШИМ
Планируется подключение по USB и обратная связь (контроль положения)
...

Вот топик на Радиокоте с готовым устройством (не таким как на видео выше), схемой, сборкой и обсуждением
http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=4810&sid=7128c4cf951dbbf2436a49dc99afcaf8
но такое устройство как-то не симпатизирует.

В данной теме нифига до этого не ковырялся, но думаю будет интересно.

Если есть желание кидайте материал...

Автор:  anatoliy [ 14 дек 2011, 20:49 ]
Заголовок сообщения:  Re: Магнитная левитация

Не повериш уже года 2 думаю на эту тему.
Но то денег нет то времени. Суть такая 3 оптических датчика мерием расстояние по коэффициенту отражения.
ПИД регулятор и вводим обратную связь на катушки которые создают магнитное поле. Честно говоря сам думал почему ещё ни кто на любительском уровне не сделал такое устройство?

Автор:  SVN [ 14 дек 2011, 21:21 ]
Заголовок сообщения:  Re: Магнитная левитация

Класс, суппер, я бы тоже себе сделал такую штуку. :D :!: :!: :!:

Автор:  anatoliy [ 14 дек 2011, 21:36 ]
Заголовок сообщения:  Re: Магнитная левитация

3 добровольца уже есть теперь осталось с координироваться.
Для начала нужно сформировать конкретное ТЗ.
После разделить фронт работ.
Потом собрать что получилось.
Дальше возможны варианты :D

Автор:  SVN [ 14 дек 2011, 22:07 ]
Заголовок сообщения:  Re: Магнитная левитация

Готов как пионер, :D только даже не представляю что необходимо делать. Предлагайте варианты, не люблю быть просто халявщиком. :-) Да и ПИД регулятор подсмотрю как делается. :lol: Только кроме АВ других языков не знаю. :oops:

Автор:  GetChiper [ 14 дек 2011, 22:36 ]
Заголовок сообщения:  Re: Магнитная левитация

Я немного размышлял на эту тему, однозначно с оптическими датчиками неохота возиться - мне кажется, будут проблемы с повторяемостью (хотя я могу быть не прав - опыта мало).
Смотрел некоторое количество патентов на эту тему - в большинстве случаев - это унылые идеи, которые даже не хочется повторять. Элегантные коммерческие решения закрыты.

Приоритетным считаю наименьшее потребление энергии и габариты (видел много видео, где устройства работают отлично, но из себя представляло коробку с почтовый ящик с электромагнитами как литровые банки - сколько кушает такое "чудо" энергии?...). Видео в первом посте наиболее отвечает моим эстетическим :) требованиям (и питание от USB говорит о небольшом потреблении энергии).

Для основной "тяги" думаю нужно использовать встречно-расположенные неодимовые магниты, а электромагнитами уже балансировать на магнитной "подушке" левитирующий магнит.

Вот тут самое интересное - нужно определиться с "рисунком" этого поля, точками контроля (датчики Холла) и точками влияния (электромагниты).

У меня напрашивается вот такой вариант:
Вложение:
sshot-2.png
sshot-2.png [ 71.82 КБ | Просмотров: 11554 ]
И мне кажется нужно с него начать чтобы получить данные для дальнейшего движения.

Еще нравиться вот такой рисунок:
Вложение:
sshot-1.png
sshot-1.png [ 68.57 КБ | Просмотров: 11554 ]


Завтра заберу магниты - поиграюсь, может появятся идеи...

Автор:  anatoliy [ 14 дек 2011, 23:33 ]
Заголовок сообщения:  Re: Магнитная левитация

Впринципе логично что основную энергия расходится именно на создания подъёмной силы. А приницип изменения структуры поля вполне себе применяется на практике в МРТ (Магнито резонансной томографии). Вопрос лиш в необходимой мощности магнитов. Да ещё вспомнил в современных жёстких дисках в приводе головки стоит сборка из самариевых магнитов. Да кстати в ваших набросках лучше сделать не 3 органа регулирования а 4 это технически более просто. Чем 3 тк требует меньше расчётов там sin cos требуется считать при 3 органах управления.

Автор:  anatoliy [ 14 дек 2011, 23:43 ]
Заголовок сообщения:  Re: Магнитная левитация

Да питание от USB подразумевает 150мА мах по стандарту. Всё надо очень точно посчитать. и размер управляющего воздействия и форму силовых линий. Вот как это сделать красиво это вопрос. Методом тыка и по наитию такие вещи не получаться.

Автор:  GetChiper [ 15 дек 2011, 00:42 ]
Заголовок сообщения:  Re: Магнитная левитация

anatoliy писал(а):
... Всё надо очень точно посчитать. и размер управляющего воздействия и форму силовых линий...

В этом то и основная проблема - не физик я по образованию. И подозреваю, расчет магнитного поля еще та задача + электромагниты + ШИМ... короче, если честно, сам проект меня немного пугает :), но пободаться все таки попробую.

Схему с тремя точками влияния выбрал как более красивую. Попробую -посмотрю... может и вправду поставить 4?

Насчет синусов-косинусов попытаюсь обойтись без них. Размещение датчика Холла в центре электромагнита преследует цель максимально упростить расчеты.
Работать должно примерно так:
Центральный магнит (а в варианте с 3 магнитами - боковые магниты) отталкивает левитирующий магнит. Левитирующий магнит одновременно воздействует на все 3 датчика Холла и величина этого воздействия будет прямо пропорциональна (не линейно, конечно) положению левитирующего магнита (чем ближе он к датчику Холла тем больше воздействие). Электромагниты постоянно работают, но сила их воздействия обратно пропорциональна сигналу с датчика Холла. Соответственно, если объект (буду называть его так, а то "левитирующий магнит" долго набирать) съезжает в сторону электромагнита, воздействие этого электромагнита уменьшается, а остальных 2х увеличивается. Объект возвращается в исходное положение.
Конечно, тут бы еще заюзать ПИД регулятор, но на первых порах попробую обойтись без него (думаю на начальных этапах нестрашно если объект будет "дрожать").

Автор:  anatoliy [ 15 дек 2011, 01:04 ]
Заголовок сообщения:  Re: Магнитная левитация

проблема в том что управляющее воздействие нужно подовать в долях на 3 обмотки в зависимости от перемещения леветирующего магнита. А как быстро поделить многобайтное число в АVR на не чётное число? Думаете по чему в аэродинамической схеме в ракетах обычно 4 стабилизатора хотя выгоднее использовать 3??
PID нужен обязательно без него вполне реально получить магнитом в лоб или магнит крутанётся вокруг оси и ударится о силовой магнит с печальными последствиями.
В общем чистая теория управления как в сканирующем тунельном микроскопе. Да ещё эти магниты хрупкие. При резком ударе имеют свойства раскалываться на кучу очень острых осколков.

Страница 1 из 8 Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/