Главная Работы на конкурс Предметное образование Технические дисциплины Проект «Исследование магнитной левитации. Создание платформенного левитрона на Arduino Nano»

Проект «Исследование магнитной левитации. Создание платформенного левитрона на Arduino Nano»

Автор: Широков Михаил Константиович

Место работы/учебы (аффилиация): МАОУ "Лицей №38", г. Нижний Новгород, 11 класс

Научный руководитель: Еделев Андрей Юрьевич, учитель физики

Люди испокон веков хотели научиться удерживать объекты в пространстве. В наши дни возможно осуществить стабильную левитацию ферромагнитных объектов при помощи магнитных полей. Этот способ левитации используется в магнитном левитроне.

Магнитный левитрон — это устройство, использующее магнитные поля для левитации ферромагнитных объектов в пространстве, создавая нулевое трение. Это имеет широкий спектр потенциальных применений в различных областях, таких как производство, медицина, энергетика и транспорт. Магнитный левитрон может использовать несколько способов для удерживания ферромагнитных объектов в пространстве, основанных на разных физических явлениях.

Цель проекта: изучить способы реализации магнитной левитации ферромагнитных объектов и на основе изученного, создать устройство, позволяющее осуществлять устойчивую левитацию в воздухе ферромагнитных объектов.

Задачи проекта:

  1. Изучить теоретическую часть по вопросам электромагнитной левитации и работы компонентов устройства.
  2. Изучить и проанализировать наиболее эффективные и простые варианты реализации левитации ферромагнитных объектов.
  3. Разработать схему устройства на основе полученной информации позволяющую реализовать левитацию ферромагнитных объектов в пространстве при помощи магнитных полей.
  4. Разработать внешний корпус с учётом особенностей конструкции устройства и напечатать его на 3D-принтере.
  5. Провести исследования с разработанным устройством, изучить результаты его функциональных возможностей и сделать отчёт.

В ходе изучения теоретической части была выдвинута гипотеза о том, что можно создать устройство, состоящее из основания и магнитной платформы, которая, находясь в потенциальной яме магнитных полей магнитов прикреплённых к основанию, будет левитировать. Её положение в пространстве будет контролироваться и корректироваться при помощи электронной системы, состоящей из электромагнитных катушек и датчиков Холла.

Впоследствии гипотеза подтвердилась. Была разработана и создана электронная система на микроконтроллере Arduino Nano, отслеживающая положение магнитной платформы в пространстве с помощью датчиков Холла и корректирующая её положение с помощью электромагнитных катушек. Также был добавлен ПИД-регулятор для плавного и стабильного регулирования положения платформы. Благодаря этому она удерживается в одной точке, способна левитировать и даже выдерживать дополнительную нагрузку. Также был создан и напечатан на 3D-принтере корпус из PETG пластика.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Исследовательская работа «От чего зависит цвет заката»

Цель исследования — проанализировать физические процессы, лежащие в основе появления заката, и выявить факторы, влияющие на изменение его цветовой палитры, а также проверить наличие связи между цветом заката и погодой следующего дня. Актуальность. За…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Экспериментальное исследование оптических характеристик камеры-обскуры и создание её действующей модели»

Цель работы — провести комплексное теоретическое и экспериментальное исследование камеры-обскуры, включающее создание рабочей модели из подручных материалов и изучение зависимости характеристик изображения от ключевых геометрических параметров устрой…
Посмотреть работу

Исследовательский проект «Изучение базовых криптографических алгоритмов и их реализация на Python»

Цель проекта — изучить основы криптографии и разработать на языке Python практический инструмент для шифрования текстовой информации с использованием простых математических операций и алгоритмов. Актуальность. В условиях стремительной цифровизации и…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Освещение подъезда за счет альтернативных источников энергии»

Проблема проекта: Я предполагаю, что работа тепловых электростанций ведет к загрязнению окружающей среды (выбросу углекислого газа, серы, оксида азота), уменьшению не восполняемых природных запасов и к глобальному потеплению. Возникает необходимость…
Посмотреть работу

Научное эссе «Аромат разума: почему ароматы, влияющие на мозг, нужно патентовать»

В данном эссе рассматривается актуальная и междисциплинарная проблема — влияние природных ароматов на когнитивные функции человека и правовой статус создаваемых на их основе «умных запахов». На основе анализа научных исследований показано, что такие…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Путешествие Ферсманят в царство Кристаллов»

Актуальность. Работа посвящена изучению процесса кристаллизации и возможности ускоренного выращивания кристаллов в условиях школьной лаборатории. Цель работы: Выращивание кристаллов соли и карбамида и изучение условий, влияющих на их рост. Задачи исс…
Посмотреть работу

Мероприятие завершено

Конкурс, в котором работа участвует

VI Международный конкурс исследовательских работ школьников «Research start 2023/2024»

Направление

Технические дисциплины

Форма представления работы

Научно-исследовательский проект

Ключевые слова

Проект по программированию (Pascal, Python, Java, С, С++, C# и др.), Проект по технологии, Проект по физике

Дата публикации работы

11.02.2024