terça-feira, 12 de junho de 2012

Levitador Magnético com Sensores

Mais um projetinho simples de ser executado mas com uma idéia bem interessante. Se trata de um levitador magnético, ele é composto por um eletro-ímã que mantém objetos suspensos a uma distância préviamente ajustada. A física por trás desse projeto é simples o eletro-imã produz uma força de atração sobre o objeto igual e oposta a força da gravidade atuando sobre ele, portanto se anulam, como consequência disso o objeto fica suspenso no ar, flutuando.
 O circuito regula a distâcia do objeto ao ímã atravéz dos sensores, diminuindo ou aumentando a força que o ímã faz, de acordo com a proximidade do objeto.




Diagrama esquemático

O circuito funciona comparando o sinal vindo dos sensores com o primeiro amplificador operacional e mandando uma voltagem proporcional a diferença, ou erro. O sinal de erro é enviado através de uma rede de compensação que funciona como filtro de passa-alta. Permitindo que as rápidas mudanças de erro passem mais facilmente do que as lentas. Isto é necessário para estabilizar o controle de loop. Sem ele os objetos flutuariam apenas perto do eletro-imã, o que faria o sistema ficar instável. O sinal é então amplificado para a sua amplitude original, desde que a rede de compensação o tenha atenuado, o que faz com que o transistor TIL 122 controle a corrente do eletr-imã. Os diodos perto do transistor são para prevenir danos no mesmo. O diodo na base é para impedir a polarização revesa, enquanto os outros 1N4001 são para impedir a corrente reversa que flui quando o eletro-imã é desligado. Os ^ngulos de detecção e emissão não são tão estreitos, os Led emissores de infra são TIL 38 que tem 940nm de pico e 15 graus de propagação, 35mW e 100mA. Os detectores são PT204-6B que são foto-transistores receptores de infra.






Detalhes da construção

O detector de cima é a referencia e o de baixo detecta quando o objeto está na posição de levitação. o Led emissor então tem que estar na mesma direção do receptor de baixo. O eletro-imã deve ter no máximo 15 ohms de resistência, mais que isso não vai ser capaz de levantar nada. Muito menos resistência e o transistor vai ter dificuldade para regular o ímã e vai gerar muito calor. Quando estiver montando o ímã deve se lembrar de duas coisas. A força magnética é proporcional ao número de espiras e a corrente. Então quando você estiver usando fio de cobre, a força magnética será proporcional ao quadrado da força dissipada nele para todo uso prático. Nesta bobina foi usado 70m de fio de 0.45mm. E pode ser enrrolado em qualquer haste de metal ferroso se não estiver muito preocupado com a eficiência.

Objetos levitando




 

9 comentários:

  1. Amigo em que loja você conseguiu PT204-6B e TIL 38?
    Grato

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    1. Se encontra em qualquer loja de componentes eletrônicos, sugiro que você procure uma mais próxima de você, caso você não encontre o emissor e o receptor de infra acima, você pode adaptar com outro só terá que ajustar a distância adequada na montagem final, creio que o Til 32 e o Til 78 funcionem bem e tem vários anúncios no "mercado livre", caso não encontre na sua cidade.

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    2. que bacana ,vou tentar montar este circuito

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  2. Amigo, se eu usar um fio mais grosso seria necessario os mesmos 70 metros? E o fio mais grosso prejudicaria a qualidade do eletroima?

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  3. Cara, não acho os LED's TIL 38 e o PT204-6B de jeito nenhum... Se o usar o TIL 32 e o TIL 78 (PT204-6C) no lugar dá certo??

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    1. Bom dia
      Fiz o projeto com o TIL32 e o TIL78 e funciona bem.

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  4. Respostas
    1. Fiz um protótipo e funciona bem.
      Estou aprimorando os filtros para a versão 03

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