लेविटेटिंग एलईडी: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

मैं और मेरी टीम एक जलती हुई एलईडी लेविटेट बनाने के लिए निकल पड़े। थोड़े समय के चक्कर लगाने के बाद, मुझे SparkFun Electronics का एक वीडियो मिला, जो यहाँ पाया जा सकता है, जिसमें हमने अपने डिज़ाइन को बंद किया। हमारा प्रकाश प्रकाश के ऊपर एक विद्युत चुम्बक के साथ उत्तोलन करता है। हमने इस डिज़ाइन को इसलिए चुना क्योंकि इसमें एलईडी लगाने के लिए केवल एक इलेक्ट्रोमैग्नेट की आवश्यकता होती है। वायरलेस पावर ट्रांसफर को प्राप्त करने के लिए हमने उत्तोलन इलेक्ट्रोमैग्नेट के नीचे से जुड़ी एक प्राथमिक कॉइल और एलईडी को मिलाप करने वाला एक सेकेंडरी कॉइल का इस्तेमाल किया। एलईडी मॉड्यूल में एक सफेद एलईडी, एक सेकेंडरी कॉइल और एक मजबूत स्थायी चुंबक है। मैंने संरचना को डिजाइन किया और सभी भागों को 3 डी प्रिंट किया।

चरण 1: संरचना को डिजाइन करना

मैंने संरचना को डिजाइन करने के लिए सॉलिडवर्क्स का उपयोग किया। आधार एक मुद्रित सर्किट बोर्ड रखने के लिए है। तारों को रूट करने के लिए आधार, पैरों और शीर्ष टुकड़ों के माध्यम से सुरंगें हैं। हमारे पास सर्किट बोर्ड को प्रिंट कराने का समय नहीं था, इसलिए सर्किट बोर्ड का कटआउट अप्रयुक्त हो गया।

चरण 2: विद्युत चुम्बक को घुमाना

इलेक्ट्रोमैग्नेट को हवा देने के लिए, हमने बोल्ट को वाशर के साथ बाधाओं के रूप में चालू करने के लिए एक पावर ड्रिल का उपयोग किया। हम यह सुनिश्चित करने के लिए बहुत धीमी गति से गए कि तार अपने आप ओवरलैप न हो जाए। इस तरह से करने में काफी समय लगा। मुझे लगता है कि बहुत समय बचाना ठीक होगा और घुमावदार होने पर ओवरलैप से कम सावधान रहना होगा। हमने अनुमान लगाया कि विद्युत चुम्बक में 1500 फेरे होते हैं।

चरण 3: बिजली की आपूर्ति

परीक्षण के लिए, हमने एक चर डीसी बिजली की आपूर्ति का इस्तेमाल किया। सब कुछ काम करने के बाद, मैंने 12V रेल को बिजली की आपूर्ति करने के लिए एक पुराने 19V लैपटॉप चार्जर और एक 12V वोल्टेज नियामक का उपयोग किया। मैंने 5V रेल को बिजली की आपूर्ति करने के लिए 12V नियामक के आउटपुट से 5V नियामक का उपयोग किया। अपने सभी आधारों को एक साथ जोड़ना बहुत महत्वपूर्ण है। ऐसा करने से पहले हमारे सर्किट के साथ समस्याएँ थीं। हमने बोर्ड पर बिजली की पटरियों में किसी भी शोर को कम करने के लिए 12V और 5V बिजली आपूर्ति में कैपेसिटर का उपयोग किया।

चरण 4: उत्तोलन सर्किट

उत्तोलन सर्किट इस परियोजना का सबसे कठिन हिस्सा है। स्थायी चुम्बक से विद्युत चुम्बक तक की दूरी और विद्युत चुम्बक को चालू या बंद करने के लिए एक तुलनित्र परिपथ का न्याय करने के लिए हॉल इफेक्ट सेंसर का उपयोग करके चुंबकीय उत्तोलन को पूरा किया जाता है। जैसे ही सेंसर को एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त होता है, सेंसर कम वोल्टेज का उत्पादन करता है। इस वोल्टेज की तुलना पोटेंशियोमीटर से आने वाले एडजस्टेबल वोल्टेज से की जाती है। हमने दो वोल्टेज की तुलना करने के लिए एक op-amp का उपयोग किया। ऑप amp का आउटपुट विद्युत चुंबक के माध्यम से प्रवाहित होने की अनुमति देने के लिए एक एन-चैनल मस्जिद को चालू या बंद करता है। जब स्थायी चुंबकीय (एलईडी से जुड़ा हुआ) विद्युत चुंबक के बहुत करीब होता है, जहां इसे विद्युत चुंबक तक चूसा जाएगा, विद्युत चुंबक बंद हो जाता है, और जब यह बहुत दूर होता है, जहां यह उत्तोलन से बाहर गिर जाएगा, विद्युत चुंबक पर बदल जाता है। जब एक संतुलन पाया जाता है, तो विद्युत चुम्बक बहुत तेज़ी से चालू और बंद हो जाता है, चुंबक को पकड़ता और छोड़ता है, जिससे वह उत्तोलन करता है। पोटेंशियोमीटर का उपयोग चुंबक द्वारा मंडराने वाली दूरी को समायोजित करने के लिए किया जा सकता है।

ऑसिलोस्कोप स्क्रीन इमेज में, आप हॉल इफेक्ट सेंसर आउटपुट से सिग्नल और चुंबक को चालू और बंद करते हुए देख सकते हैं। जैसे-जैसे एलईडी सेंसर के करीब आती है, पीली रेखा बढ़ती जाती है। जब चुंबक हरी रेखा पर होता है तो कम होता है। जब यह बंद होता है तो हरी रेखा अधिक होती है।

पर्यावरण के आधार पर और आप तरंग जनरेटर के रूप में क्या उपयोग करते हैं, आपको सेंसर आउटपुट से जमीन पर एक छोटा संधारित्र जोड़ने की आवश्यकता हो सकती है। यह अधिकांश शोर को सीधे जमीन पर जाने और सेंसर से साफ सिग्नल को op-amp द्वारा उपयोग करने की अनुमति देगा।

चरण 5: वायरलेस पावर सर्किट

वायरलेस पावर ट्रांसफर को संभालने के लिए, हमने सेंसर होल्डर के चारों ओर 24 गेज चुंबक तार के साथ 25 मोड़ का एक प्राथमिक कॉइल लपेटा। फिर हमने 32 गेज चुंबक तार को कागज की एक ट्यूब के चारों ओर 25 घुमावों के लिए लपेटकर एक द्वितीयक कुंडल बनाया। एक बार इसे लपेटने के बाद, हमने कागज से कॉइल को खिसका दिया और इसे एक एलईडी में मिला दिया। जहां आप सोल्डरिंग कर रहे हैं, वहां चुंबक तार के इनेमल कोटिंग को हटाना सुनिश्चित करें।

हमने MOSFET को चालू और बंद करने के लिए 1 मेगाहर्ट्ज पर एक वर्ग तरंग जनरेटर का उपयोग किया, जो 1 मेगाहर्ट्ज पर प्राथमिक कॉइल के माध्यम से 0 से 12V तक प्रवाहित होने की अनुमति देता है। परीक्षण के लिए, हमने फ़ंक्शन जनरेटर के लिए एनालॉग डिस्कवरी का उपयोग किया। अंतिम संस्करण MOSFET को स्विच करने के लिए 555 टाइमर स्क्वायर वेव जनरेटर सर्किट का उपयोग करता है। हालाँकि, इस सर्किट ने शोर का एक गुच्छा उत्पन्न किया जो बिजली की पटरियों में हस्तक्षेप कर रहा था। मैंने एक एल्युमिनियम फॉयल लाइन वाला बॉक्स बनाया जिसमें तरंग जनरेटर और उत्तोलन सर्किट को अलग करने के लिए एक विभक्त है। इसने शोर की मात्रा को काफी कम कर दिया।

चरण 6: विधानसभा

मैंने आधार और पैरों को 3डी प्रिंट करने के लिए क्रोमा स्ट्रैंड लैब्स एबीएस का इस्तेमाल किया। छपाई करते समय पैर बहुत अधिक विकृत हो गए थे, इसलिए मैंने Chroma Strand Labs PETg के साथ पुनः मुद्रित किया। PETg ने बहुत कम विकृत किया। गोंद के उपयोग के बिना सभी भाग एक साथ फिट होते हैं। तारों के लिए अतिरिक्त निकासी जोड़ने के लिए हमें इसमें कुछ पायदान काटने पड़े। ढीले फिट की अनुमति देने के लिए आपको उन क्षेत्रों को रेत करना पड़ सकता है जो अन्य टुकड़ों से संपर्क करते हैं।

हम एक सर्किट बोर्ड मुद्रित करने और उसके घटकों को मिलाप करने की योजना बना रहे हैं ताकि यह सभी सर्किट बोर्ड कटआउट के अंदर फिट हो जाए।