הסלילים של Helmholtz עם ששת כונני הסרוו B30A40AC
הפרויקט Triaxial Helmholtz Coil מאת סמואל אוסטרהוט מבית הספר למכרות קולורדו מדגים וחוקר את הפיזיקה שבונה את הבסיס לטכנולוגיית בקרת תנועה.
כונני הסרוו שלנו הם מרכיבי מפתח במערכות בקרת תנועה מורכבות מאוד. בהקשר המבודד ביותר, המוצרים שלנו מווסתים זרם ומתח באמצעות חוטים על סמך אותות פקודה ומשוב. החוטים מסובבים לסלילים במנועי סרוו, כאשר הזרם הזורם דרכם יוצר את השדה המגנטי ומאפשר תנועה סיבובית. מניפולציה זו של שדות מגנטיים באמצעות חוטים מפותלים היא המפתח למנועים ולטכנולוגיית בקרת תנועה. אז בואו נסיר את צירי המנוע והבתים ונתמקד בסלילים ובזרם העובר דרכם.
הרמן פון הלמהולץ פיתח לראשונה את מה שנודע לימים כ"סלילי הלמהולץ" בשנת 1849. הלמהולץ מצא כי יישור שני סלילים זהים באופן קונצנטרי עם הזרם הזורם דרכם באותו כיוון יוצר ביניהם שדה מגנטי אחיד. טכנולוגיה זו שימשה מאז בעיקר לכיול מכשירים מגנטיים.
כל מערכת סלילי Helmholtz Triaxial עם ממשק המחשב
מסוקרן מהיישומים הפוטנציאליים האחרים של סלילי הלמהולץ, סמואל אוסטרהוט החליט לפתח מערכת מבוקרת שלהם בתור התזה שלו לתואר שני בהנדסת מכונות. בניגוד לסלילים המקוריים של הלמהולץ, בפרויקט של אוסטרהוט היו הסלילים מיושרים בשלושה צירים מאונכים. עם שני סלילים לכל ציר, היו שישה סלילים בסך הכל.
כל סליל הופעל באמצעות an ADVANCED בקרות תנועה B30A40AC כונן סרוו, אחד מהכונני הסרוו האנלוגיים עם הספק גבוה יותר.
עם סלילים אלה ביחד, סמואל יכול לייצר שדה מגנטי בתוך החלל בכל כיוון ולהשתמש בו כדי להזיז עצם מגנטי. האובייקט המגנטי עוקב בחלל בזמן אמת באמצעות שתי מצלמות, ובקר מחשב יעדכן את האותות שנשלחו לכוננים כדי להשיג את התגובה הרצויה. הכוננים שלנו עשו מה שהם תמיד עושים: שולחים זרם דרך חוטים מפותלים.
כונני הסרוו האנלוגיים מחוברים בקפידה למערכת
הפרויקט הזה היה שאפתני אבל מעוצב להפליא. המערכת כולה, כונני סרוו והכל, הורכבה למסגרת מתכת קצרה ורחבה עם בסיס. חוטי נחושת נכרכו במסגרות אקריליות מלבניות המתאימות זו לזו. נוריות LED האירו את האזור המרכזי עם קשת מלאה של אפשרויות צבע זמינות. מאווררים קטנים הותקנו כדי למנוע מהסלילים והמבנים שמסביב להתחמם יתר על המידה. נעשה שימוש במגנטומטר אולם תלת צירים כדי להעריך את ביצועי המערכת לאורך הבדיקה.
המערכת התלת-צירית של Osterhout פותחת את הדלת לעולם של אפשרויות עבור יישומי סליל Helmholtz, במיוחד בתעשייה הביו-רפואית. ניווט במכשירים קטנים, כמו קפסולות מתקן, בכל גוף האדם ללא צורך במנועים יכול להיות הרבה יותר בטוח ופחות פולשני למטופל.
המצלמות מותקנות כדי לפנות לחלל בתוך הסלילים.
בנוסף, טכנולוגיה זו יכולה לשמש למטרות הרכבה, להזיז רכיבים לחללים שלא ניתן יהיה להגיע אליהם עם כלי עבודה רגילים. הכל מסתכם בשימוש יצירתי בפיזיקה המייצרת מנועים וטכנולוגיית בקרת תנועה. פרויקט זה באמת לוכד את היצירתיות הדרושה לחדשנות בתחום זה.
"ה-AMC-B30A40AC הוא מגבר סרוו חזק ואמין אשר תואם ועולה על מפרטי הביצועים המפורסמים שלו. האלקטרוניקה בנויה עם רכיבים איכותיים, ובית הסרוו מעוצב בקפידה ומסומן היטב. לבסוף, התקנה, הגדרה ותחזוקה היו משב רוח בעזרת המדריכים המקיפים של AM-C ושירות לקוחות פנטסטי! אם אי פעם אזדקק למכשירים הקשורים לבקרת תנועה בעתיד, AMC יהיה המקום הראשון שאחפש בו!"
– שמואל אוסטרהוט
