Membuat Fidget Spinner yang Bisa Berputar dengan Mahnet

inspiring · Jul 16, 2017

Fidget Spinners: Mereka ada dimana-mana. Ribuan cakram plastik dalam berbagai bentuk, ukuran dan warnanya telah sesuai dengan bantalan skate dan ditumpuk tinggi di setiap rak toko. Sama seperti semua mode, mereka pasti akan memudar dari mainstream sebelum terlalu lama, tetapi sementara itu setiap blogger, YouTuber dan komentator budaya pop memiliki sesuatu untuk dikatakan tentang di mana-mana, mainan gyroscopic. Saya pernah melihat pemikat gagak yang ceroboh, fidget spinner raksasa, bahkan pemintal gelandangan bertenaga roket. Tidak pernah satu untuk membiarkan sesuatu pergi populer ini dengan tanpa menyelidiki, saya memutuskan untuk membangun sebuah fidget spinner alat dari saya sendiri: Fidget Spinner Daya Gauntlet!

Ide di balik Spinner Gauntlet adalah jika Anda memasukkan magnet ke dalam pemintalan yang gesit, Anda seharusnya bisa mengemudikannya seperti motor tanpa sikat. Yang Anda butuhkan hanyalah sebuah gulungan untuk secara bergantian menarik dan mengusir magnet saat mereka melewatinya dan semacam sensor untuk memberi tahu kumparan kapan harus bergantian. Mari selesaikan satu langkah ini sekaligus ...

Jamming Magnet di Spinner
Hal pertama yang saya butuhkan adalah fidget spinner dengan magnet di dalamnya, yang sebenarnya tidak pernah terdengar dalam dan dari dirinya sendiri. Tapi sulit untuk menentukan dengan pasti bagaimana magnet tersebut diatur dalam berbagai pemintal gelandangan magnetik yang ada, jadi saya memutuskan untuk membangun sendiri. Dengan cara ini saya bisa mengatur magnet namun saya butuhkan, dan saya juga bisa menggunakan magnet tanah jarang yang sangat kuat, yang saya bayangkan akan membuat pekerjaan saya lebih mudah. Beberapa menit di Fusion360 meninggalkan saya dengan model 3D seperti ini:

Lubang tengah hampir tidak cukup besar untuk menahan bantalan 8x22, dan tiga lubang persegi juga sesuai dengan ketat untuk magnet Neodymium 0,25 " Tentu saja, saya juga perlu memodelkan" tombol ", bagiannya. Dari pemintal yang melewati bantalan tengah sehingga Anda dapat dengan mudah memegangnya. Saya menghasilkan desain pers-fit yang bekerja dengan baik untuk fidget spinner ini dan pemintal Hari Donut Nasional kami .

Saya mengimpor model ke Cura dan mencetaknya di Printer 3D Taz 6 kami di ABS hitam. Yang mengejutkan saya, semuanya pas dengan sedikit pengamplasan dan pemangkasan:

Mengemudi Coil
Untuk membangun koil elektromagnet saya, saya mengambil ... kurang dari pendekatan ilmiah. Aku melihat ke sekeliling toko untuk memasang baut baja yang bisa saya gunakan sebagai inti dan kemudian melemparkannya ke dalam latihan tanpa kabel. Saya memesan baut itu dengan beberapa mesin cuci baja dan terus membungkus kawat magnet 30-gauge sebanyak-banyaknya ke benda yang saya muat. Begitu saya hampir mengosongkan spul, saya melepaskan mesin cuci, menambahkan beberapa lem CA agar kumparan tidak terlepas dan mengukur resistansi: kurang dari 4 ohm. Menurut teman lama kita Ohm, koil ini akan mencari gambar sekitar amp dan setengah pada 5 volt. Bisa lebih buruk.

Yang saya butuhkan selanjutnya adalah metode mengemudi kumparan ini dengan ayunan penuh di kedua arah. Idealnya, apa pun yang saya gunakan untuk menyelesaikan tugas ini akan dikeraskan dengan agak melawan efek mimpi buruk yang berpotensi menimbulkan dan meruntuhkan medan magnet lebih baik dari 10Hz. Ini terdengar seperti pekerjaan untuk pengontrol motor! Sementara saya secara singkat mempertimbangkan untuk menggunakan Perisai Ardumoto , akhirnya saya memutuskan bahwa saya menginginkan sedikit margin keamanan pada nilai sekarang, jadi saya melangkah ke Monster Moto Shield . Saya menampar satu di atas RedBoard dan menulis sketsa tes cepat untuk mengganti koil satu per satu. Ini bekerja seperti pesona. Tapi jika saya ingin benar-benar mendapatkan pemintal ini bergerak, saya membutuhkan kumparan itu untuk mempercepat saat pemintal mempercepat ...

Merasakan Posisi Spinner
Mekanika dasar di balik keseluruhan proyek ini adalah sebagai berikut: Fidget spinner memiliki tiga lengan, masing-masing dilengkapi dengan magnet yang memiliki, katakanlah, kutub utara menghadap ke luar. Saat kumparan digerakkan sedemikian rupa sehingga kutub utaranya menghadap fidget spinner , kedua lengan terdekat dipukul mundur dan pemintal berhenti dengan koil di antara dua lengan. Jika koilnya kemudian "dibalik," medan magnet berbalik dan salah satu lengan tertarik ke koil, memindahkan pemintal 60 derajat ke beberapa arah. Karena kita hanya memiliki satu koil, kita tidak bisa menebak arah mana kecuali jika pemintal sudah memiliki momentum dalam satu arah. Efek roda gila ini membuat pemintal bergerak ke arah yang sama seperti kutub koil alternatif.

Caranya dengan sistem ini adalah tanpa sedikit pun merasakan posisi pemintal, kita benar-benar hanya bisa mengatur "motor" kita ke satu kecepatan. Tentu, kita bisa menyesuaikan kecepatan itu secara manual, dengan potensiometer atau semacamnya, tapi tujuan sebenarnya di sini adalah hanya memutar benda ini secepat mungkin. Idealnya, kita akan menggunakan sensor untuk menentukan kapan koil berada di antara dua lengan dan kemudian menukar polaritasnya sampai koil berhadapan dengan lengan. Hal ini cukup mudah dicapai dengan memasang sensor magnet di suatu tempat di sepanjang jalan fidget spinner; Bila sensor magnet dan koil berada pada sudut yang tepat satu sama lain, mereka harus mengatur loop yang saya jelaskan di atas. Dan inilah yang saya lakukan. Awalnya saya bermaksud menggunakan Hall Effect Sensor untuk mendeteksi magnet saat mereka lewat karena saya takut menggunakan saklar buluh , meski lebih sederhana, akan terlalu lambat. Sebagai bukti-konsep, saya meraih sebuah Roda LilyPad Reed dan memasangnya dengan berpikir, "Jika ini terlalu lambat atau habis, itu bukan masalah besar; Saya hanya ingin melihat apakah ini akan berhasil sama sekali. "Dan, tentu saja, ini bekerja seperti pesona. Ternyata saklar buluh memiliki waktu siklus yang sangat cepat. Mengutip dari "The Red Green Show": Ini hanya sementara ... kecuali berhasil! "Dan Hall Effect Sensor keluar dari jendela. "Jika ini terlalu lambat atau habis, itu bukan masalah besar; Saya hanya ingin melihat apakah ini akan berhasil sama sekali. "Dan, tentu saja, ini bekerja seperti pesona. Ternyata saklar buluh memiliki waktu siklus yang sangat cepat. Mengutip dari "The Red Green Show": Ini hanya sementara ... kecuali berhasil! "Dan Hall Effect Sensor keluar dari jendela. "Jika ini terlalu lambat atau habis, itu bukan masalah besar; Saya hanya ingin melihat apakah ini akan berhasil sama sekali. "Dan, tentu saja, ini bekerja seperti pesona. Ternyata saklar buluh memiliki waktu siklus yang sangat cepat. Mengutip dari "The Red Green Show": Ini hanya sementara ... kecuali berhasil! "Dan Hall Effect Sensor keluar dari jendela.

Hampir Malu Menggunakan Mikrokontroler
Saya sudah bisa mendengar beberapa dari Anda meratapi kenyataan bahwa saya menggunakan pengontrol yang dapat diprogram sama sekali dalam proyek ini. Tidak diragukan lagi, Anda bisa membangun sirkuit yang jauh lebih cepat untuk melakukan ini dengan menggunakan beberapa transistor, tapi saya tidak mengoptimalkan hal ini untuk pembuatan; Saya hanya ingin mainan saya bekerja! Jadi saya menulis sketsa cepat untuk RedBoard yang tidak bisa lebih sederhana: Drive channel 0 di Monster Moto Shield maju dengan penuh saat saklar buluh ditutup. Saat sakelar terbuka, drive channel 0 terbelalak penuh. Itu saja yang ada untuk itu. Setiap tuning yang perlu dilakukan dapat dicapai dengan mengubah posisi koil dan saklar buluh secara fisik. Omong-omong, sampai sekarang seluruh rig telah agak berantakan dipotong menjadi satu set membantu di meja kerja saya, tapi ...

'Bagaimana kalau itu sarung tangan?'
Akhirnya, dengan sirkuit yang dirakit, tiba saatnya untuk me-mount segala sesuatu dengan cara yang berguna. Aku menggali melalui lemari untuk sepasang sarung tangan kerja lama dan mulai dengan menandai posisi koilnya. Saya memegang fidget spinner di antara jari tengah dan ibu jari saya dan menemukan tempat di telapak tangan saya dimana koilnya paling baik berinteraksi dengan magnet. Untungnya, sarung tangan ini berlapis ganda, jadi saya hanya memasukkan mur baja di antara kedua lapisan dan mengacaukan koil ke dalamnya. Selanjutnya, saya memposisikan saklar buluh. Switch LilyPad Reed sangat cocok untuk proyek ini karena memberi sedikit dukungan mekanis dan mudah membuat saya terjepit ke sarung tangan. Saya tahu bahwa menyetel posisi saklar bulunya saat bepergian akan membuat saya banyak mengendalikan kecepatan pemintal, jadi saya memilih untuk memasang saklar buluh di ujung jari telunjuk saya. Dengan cara ini, saya bisa memindahkan saklar dalam kaitannya dengan koil untuk mendapatkan hasil terbaik. Akhirnya, saya menemukan beberapa ruang di bagian belakang tangan saya untuk RedBoard dan Monster Moto Shield serta klip baterai 9 volt:

'Yeah, tapi seperti ... apakah ini berhasil?'
Oh ya, itu berhasil:

Sekarang apa?
Nah, sekarang aku akan bermain dengan itu, itu apa! Ini adalah proyek yang menyenangkan untuk disatukan, dan ini membuat kegembiraan tanpa henti, bahkan bagi mereka yang sedang bosan dengan kegemarannya. Ini juga bukan proyek yang buruk untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana motor listrik bekerja. Di atas segalanya, pada dasarnya saya adalah versi Iron Man yang lebih buruk sekarang - dan itulah yang terbaik yang bisa saya minta.