Главная Работы на конкурс Предметное образование Технические дисциплины
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:
- Изучить теоретическую часть по вопросам электромагнитной левитации и работы компонентов устройства.
- Изучить и проанализировать наиболее эффективные и простые варианты реализации левитации ферромагнитных объектов.
- Разработать схему устройства на основе полученной информации позволяющую реализовать левитацию ферромагнитных объектов в пространстве при помощи магнитных полей.
- Разработать внешний корпус с учётом особенностей конструкции устройства и напечатать его на 3D-принтере.
- 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.
Смотреть похожие работы
Проектная работа «Виртуальная лаборатория и система тестирования по физике (с элементами искусственного интеллекта)»
Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы
Исследовательская работа «Исследование полёта тела, брошенного под углом к горизонту»
Научная статья «Оптимизация маршрутов геологоразведки на основе редукции размерности пространства фракталом Хартера — Хейтуэя»
Исследовательский проект «Ускорение свободного падения»
Проект «Создание плаката «Берегите природу» с использованием редактора Paint»
Статья «Теоретическое обоснование создания механизмов с энергетическим самообеспечением»
Мероприятие завершено
Добавить комментарий