En svävar sfär roterar lyser och blinkar med Arduino (5 / 9 steg)

Steg 5: Montera spolen i styv ram

I det här steget är spolen för levitation monterad i en styv ram. Det vore bättre att använda ingen järn material i ramen för att undvika onödiga bekymmer. Trä, plast eller aluminium material är lämpliga. Men jag valde rostfria rördelar och skål eftersom de är lätta att montera och har bra konsistens. Det bör noteras att de rostfria material jag använder är magnetiseras i viss mån svagare än järn.

När spolen var monterade i ramen, svävar objektet under spolen började svänga i luften och föll till golvet eller fäst med spolen ovanför den. När spolen är plockade upp mellan fingrar, fungerar de som en subtil kudde att begränsa svängning. Kom ihåg den bra vibrationen kände av fingrarna i levitation i steg 3. Nu finns det inte sådana kudde mellan ramen och spolen.

Vid första försökte jag lägga till sådana kudde nästan genom att ändra program. Men jag fann att det inte är easy(*). Så simulerade jag dynamiken av levitation med MS-Excel-arket. Fast det inte var lätt att få adekvat simulatorn, visade några viktiga tendenser nedan.

(*) I VIDEO(5) nedan fortsätter en glödande och blinkande sfär svävar med inga fysiska spjäll. Men det var ett sällsynt fall. Det kräver mycket bra skick och bra justerade parametrarna att hålla svävar.

(1) om avståndet mellan objektet svävar och spolen mättes korrekt på hög frekvens, kunde det enkla programmet med en naiv kontrollmetod fungera på lämpligt sätt mot svängningen.

Men produktionsvärde av sensorn att uppskatta avståndet ovan är förorenad av magnetiska bullret i kontrollen.

(2) även om ljudet ändras cykliskt, beror dess mönster på vissa villkor i kontrollen. Därför är det inte lätt att ange de cykliskt mönstret.

(3) det är mycket svårt att kontrollera svängningen med förorenade utdata och naiv metod som glidande medelvärde.

(4) fysiska vibrationer sordin (absorbatorn) kunde fungera dramatiskt mot svängningen även om det är så svag eller dålig.

(5) och med sådan fysisk spjäll, är det mycket viktigt att minska intervallet för att kontrollera produktionen värdet i kontrollen när det är cirka 1 milli-sekund. Se siffrorna ovan.

Med resultaten av simuleringen ovan, jag la en låg-repulsion uretan chip mellan spolen och styva ramen faktiskt, och laddat upp en annan skiss med PD kontrollen, nedan Bang-Bang i tidigare steg. Sedan var ihållande svängningen försvann.

VIDEO(5): En sfär Levitates under den styv ram