DIY elektromagnetisk levitasjonsanordning

Dette elektromagnetiske levitasjonsapparatet er kult å bygge et tyngdekraftsprosjekt som er spennende og interessant å se på. Enheten kan få noe til å flyte uten synlig støtte, det er som et objekt som svømmer i fritt rom eller luft. For å få denne enheten til å fungere, må du tiltrekke deg en gjenstand ved hjelp av elektromagneten, men når den er veldig nær elektromagneten, bør elektromagneten deaktiveres og den tiltrukkede gjenstanden skal falle ned på grunn av tyngdekraften og igjen tiltrekke den fallende gjenstanden før den faller ned helt på grunn av tyngdekraften og denne prosessen fortsetter. Prosjektet ligner på vår ultralydsakustiske levitasjon, men her i stedet for å bruke ultralydbølger, vil vi bruke elektromagnetiske bølger.

Når vi nå kommer tilbake til konseptet, er det ikke mulig for et menneske å slå på og av elektromagneten fordi denne bytteprosessen må finne sted veldig raskt og med et spesifisert intervall. Så vi har bygget en bryterkrets som styrer elektromagneten for å oppnå elektromagnetisk flytende.

Komponent påkrevd

S. nr	Deler / komponentnavn	Type / modell / verdi	Mengde
1	Hall Effect Sensor	A3144	1
2	Mosfet Transistor	Irfz44N	1
3	Motstand	330ohm	1
4	Motstand	1k	1
5	Indikerer LED	5 mm hvilken som helst farge	1
6	Diode	IN4007	1
7	26 eller 27 Gauge Magnet wire	0,41 til 0,46 mm	1 kg eller mer
8	Prikket Vero-brett	Liten	1

Magnetisk levitasjonskretsdiagram

Det komplette skjemaet for magnetisk levitasjon finner du nedenfor. Som du ser, består den bare av få normalt tilgjengelige komponenter.

Hovedkomponentene i denne DIY magnetiske levitasjonskretsen er Hall-effektføleren og MOSFET-transistoren og en elektromagnetisk spole. Vi har tidligere brukt elektromagnetiske spoler til å bygge andre interessante prosjekter som en Mini Tesla Coil, en elektromagnetisk spiralpistol, etc.

Vi bruker Irfz44N N-kanal Mosfet for aller første bytte og slå elektromagneter av / på. Irfz44n / hvilken som helst N-kanal MOSFET eller lignende (NPN) kraftig transistor kan brukes til dette formålet, som har høy strømhåndteringsevne som TIP122 / 2N3055, etc. Irfz44N-transistoren er valgt fordi den ofte brukes med 5V-opererte mikrokontrollerprosjekter og er lett tilgjengelig i de lokale markedene. På den annen side har den 49A avløpshåndteringsevne ved 25 graders temperatur. Den kan brukes med et bredt spekter.

Først har jeg eksperimentert og testet kretsen og hele prosjektet på 12 Volt konfigurasjon, men jeg fant min elektromagnetiske spole og MOSFET, begge ble ekstremt varme, så jeg måtte bytte tilbake til 5v. Jeg la ikke merke til noen forskjell eller problemer som skjedde, og MOSFET og spolen hadde normal temperatur. Det var heller ikke behov for kjøleribben til Mosfet.

Motstanden R1 brukes til å holde MOSFET-portens spenning høy (som en mottaksmodstand) for å få riktig terskelspenning eller utløserspenning. Men når neodymmagnetene er i nærheten av den midtmonterte hall-effektføleren (midt i elektromagneter) eller neodymmagnetene er innenfor rekkevidden til hall-effekt-sensoren, bør kretsen vår gi negativ utgang til MOSFET-gate-pin. Som et resultat, få pin / kontroll pin spenningsfall, MOSFET tapp pin utgangen for indikator LED, og ​​elektromagnet faller også, og det blir deaktivert. Når gjenstandene som er festet med neodymmagneter faller eller faller på grunn av tyngdekraften, vil Neodymium-magneter komme seg ut av hall-effekt-sensorområdet, og nå gir hall-effect-sensoren ingen utgang.MOSFETs gate pin blir høy og utløses raskt på (for R1 motstandskontroll pin / gate pin allerede høy) aktiverer den elektromagnetiske spolen raskt og tiltrekker objektet festet med neodymmagneter. Denne syklusen fortsetter, og gjenstander forblir hengende.

R2 330ohm-motstanden brukes til å gløde LED ved 5v (indikator-LED) og begrenser spenningen og strømmen for LED-beskyttelse. D1-dioden er ikke noe annet enn en tilbakemeldingsdiode som brukes i hver spoleenhet som et relé for omvendt tilbakemeldingsspenning.

Bygg den magnetiske levitasjonskretsen

Start med å bygge spolen for elektromagnet. For å lage lufthullsmagnet må du først lage en ramme eller kropp for elektromagnetene. For å gjøre det, ta en gammel penn med en diameter på rundt 8 mm som allerede har et senterhull (i mitt tilfelle har jeg målt diameteren i Vernier-skala). Merk ønsket lengde med en permanent markør og kutt i ca. 25 mm lengde.

Deretter tar du et lite stykke papp / papir av hard kvalitet, ellers kan du bruke plexiglass og kutte to stykker av viklingsdiameter på ca. 25 mm lengde med et senterhull som vist på bildet nedenfor.

Løs alt ved hjelp av "feviquick" eller ved hjelp av et sterkt lim. Til slutt skal rammen se slik ut.

Hvis du er for lat til å bygge dette, kan du ta en gammel loddetrådholder.

Elektromagnetrammen er klar. Gå videre til å lage en elektromagnetisk spole. Lag først et lite hull på den ene siden av viklingsdiameteren og fest ledningen. Begynn å spole elektromagneten og sørg for at den gjør rundt 550 omdreininger. Hvert lag er atskilt med cellobånd eller andre typer bånd. Hvis du er så lat å lage elektromagnetene dine (i mitt tilfelle har jeg laget elektromagnetene mine som også har fordelen av å jobbe med 5v), kan du ta den ut fra 6 v eller 12 v relé, men du bør være forsiktig med at hall effekt sensor A3144 godtar bare 5V maksimum. Så du må bruke en LM7805 spenningsregulator IC for å gi strøm til hall-effektsensoren.

Når den midtre luftkjernede elektromagnetspolen er klar, må du holde den til side og gå til trinn 2. Ordne alle komponentene og loddet på Vero-kortet, som du kan se på bildene her.

For å fikse det elektromagnetiske spole- og hall-effekt-sensoroppsettet, er et stativ nødvendig på grunn av tilstandsjusteringen av spolen, og sensoroppsettet er viktig for stabil oppheng av objektet mot tyngdekraften. Jeg ordnet to stykker rør, papp og et lite stykke PVC-ledningsdeksel. For å merke ønsket lengde brukte jeg en permanent markør og for kutting brukte jeg en håndsag og en kniv. Og fikset alt ved hjelp av lim og limpistol.

Lag et hull i PVC-ledningsrøret og fest spolen ved hjelp av lim. Brett deretter sensoren. Sett inn i hullet på den elektromagnetiske spolen. Vær oppmerksom på avstanden til den hengende gjenstanden (festet med neodymmagneter) fra den elektromagnetiske spolen, avhenger av hvor mye sensoren skyves inn i det midterste hullet på elektromagneten. Hall-effektsensoren har en spesifikk sensoravstand, som skal være innenfor det elektromagnetiske tiltrekningsområdet for å henge gjenstandene perfekt. Vår hjemmelagde elektromagnetiske levitasjonsenhet er nå klar til handling.

Arbeide og teste magnetisk levitasjonskrets

Fest kontrollkortet med papp med begge sidebånd. Fin ledning med stativramme ved hjelp av kabelbånd. Gjør alle tilkoblingene til styrekretsen. Sett sensoren inne i det midterste hullet på elektromagneten. Still inn den perfekte posisjonen til Hall-effektføleren inne i elektromagneten, og still inn maksimal avstand mellom elektromagneten og neodymmagneten. Avstanden kan variere avhengig av din tiltrekningsstyrke. Kraft fra en 5V 1Amp eller 2Amp mobil lader og ta den første testen av hvordan prosjektet fungerer.

Vær oppmerksom på noen viktige punkter nøye om dette elektromagnetiske levitasjonsprosjektet. Justeringen av spolen og sensoroppsettet er viktig. Så det er nødvendig å henge gjenstandene stabilt og rett mot tyngdekraften. Et stabilt system betyr at noe er balansert. Tenk som eksempel på en lang pinne som holdes fra toppen. Den er stabil og henger rett ned mot tyngdekraften. Hvis du skyver bunnen fra rett ned-stilling, vil tyngdekraften ha en tendens til å trekke den tilbake til den stabile stillingen. Så fra dette eksemplet forstår du tydelig hvor viktig den rette justeringen av spolen og sensoren er. Det er viktig å henge objektet rett i lang tid uten å falle, og det er derfor vi stiller oss opp for dette prosjektet. For bedre forståelse,Jeg har laget et blokkdiagram for å vise viktigheten av stabil henging og hvordan sensoren og spolen skal monteres for å oppnå utmerket ytelse.

• Hvis du vil øke avstanden til hengende gjenstander fra elektromagneten, må du øke kraften og tiltrekningsområdet til elektromagneten og endre sensorarrangementet / posisjonen.
• Hvis du vil henge større gjenstander, må du øke den elektromagnetiske kraften. For det, må du øke magnetrådmåler og antall svinger, og et økt antall neodymmagneter festet med hengende gjenstander er også nødvendig.
• Den større elektromagneten bruker mer strøm, og kretsen min jobber for øyeblikket bare på 5V, men i noen tilfeller kan det være behov for økt spenning avhengig av spoleparameteren.
• Hvis du bruker en 12V reléspole eller en hvilken som helst kraftig elektromagnetisk spole med høy spenning, ikke glem å bruke en LM7805 spenningsregulator for A3144 hall-effektføleren.

Bildet nedenfor viser hvordan prosjektet vårt fungerer når det er ferdig. Håper du forsto opplæringen og lærte noe nyttig.

Du kan også sjekke ut fullstendig bearbeiding av dette prosjektet i videoen vedlagt nedenfor. Hvis du har spørsmål, kan du legge dem igjen i kommentarfeltet nedenfor, eller du kan bruke forumene våre til andre tekniske spørsmål.