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

Исследовательский проект «Оптические иллюзии с точки зрения геометрической оптики»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель работы: изучение причины возникновения оптических иллюзий с позиции геометрической оптики и разработка конструкции простейшего голографического проектора для их демонстрации. Задачи: Изучить научную литературу по физиологии зрения и психологии в…
Посмотреть работу

Проект «Исследование принципов работы и предложения по техническому усовершенствованию колеса обозрения в Дзержинске на основе робототехнического прототипа»

Цель работы: создать действующую модель карусели (по типу колеса обозрения в Дзержинске) с использованием конструктора LEGO WeDo и исследовать её как пример применения робототехники в обучении. Также рассмотреть новые принципы работы колеса обозрения…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Зависимость диаметра кратера Луны от высоты падения метеорита»

Цель работы: определить, как высота падения влияет на размер кратера. Задачи: Изучить информацию о кратерах и метеоритах. Узнать, что такое энергия и как она связана с высотой. Подготовить оборудование для эксперимента. Провести эксперимент. Выполнит…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Маятники с магнитной связью»

Изучение связанных систем показывает, что в процессе колебаний энергия передается внутри системы между элементами через непосредственный контакт между ними. Нам показалось интересным провести эксперименты с системой, состоящей из двух магнитных маятн…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Шифр Атбаш: история, принципы работы и применение»

Шифр Атбаш представляет собой один из самых древних известных способов шифрования текстов. Его суть заключается в простом моноалфавитном методе, где каждая буква исходного алфавита заменяется на «зеркальную» ей — первую букву заменяют на последнюю, в…
Посмотреть работу

Проект «Создание приложения «Меди-напоминатель»

Целью данного проекта является теоретическое обоснование, проектирование и разработка концептуального прототипа мобильного приложения «МЕДИ-НАПОМИНАТЕЛЬ», специально адаптированного под психофизиологические потребности людей старшего возраста. Задачи…
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