Dispozitiv de levitație electromagnetică DIY

Acest dispozitiv de levitație electromagnetică este un lucru interesant pentru a construi un proiect anti-gravitațional care este interesant și interesant de urmărit. Dispozitivul poate face ca ceva să plutească fără niciun suport vizibil, este ca un obiect care înoată în spațiu liber sau aer. Pentru ca acest dispozitiv să funcționeze, trebuie să atrageți un obiect folosind electromagnetul, dar când este foarte aproape de electromagnet, electromagnetul ar trebui să se dezactiveze și obiectul atras să cadă din cauza gravitației și să atragă din nou obiectul care cade înainte să cadă complet datorită gravitației și acest proces continuă. Proiectul este similar cu Levitația noastră acustică cu ultrasunete, dar aici, în loc să folosim unde ultrasonice, vom folosi unde electromagnetice.

Revenind la concept, nu este posibil ca o ființă umană să pornească și să oprească electromagnetul, deoarece acest proces de comutare trebuie să aibă loc foarte repede și la un interval specificat. Așadar, am construit un circuit de comutare, care controlează electromagnetul pentru a realiza plutirea electromagnetică.

Componenta obligatorie

S. Nu	Nume piese / componente	Tipul / Modelul / Valoarea	Cantitate
1	Senzor de efect Hall	A3144	1
2	Tranzistor Mosfet	Irfz44N	1
3	Rezistenţă	330ohm	1
4	Rezistenţă	1k	1
5	Indicator LED	5mm orice culoare	1
6	Diodă	IN4007	1
7	Sârmă magnetică 26 sau 27	0,41 - 0,46 mm	1 kg sau mai mult
8	Panou Vero punctat	Mic	1

Diagrama circuitului de levitație magnetică

Schema completă de levitație magnetică poate fi găsită mai jos. După cum puteți vedea, este format doar din câteva componente disponibile în mod normal.

Principalele componente ale acestui circuit de levitație magnetică DIY sunt senzorul de efect Hall și tranzistorul MOSFET și o bobină electromagnetică. Am folosit anterior bobine electromagnetice pentru a construi alte proiecte interesante, cum ar fi o bobină Mini Tesla, un pistol cu ​​bobină electromagnetică etc.

Folosim Irfz44N Mosfet cu canal N pentru prima pornire și pornire / oprire a magneților. Irfz44n / orice tranzistor puternic MOSFET cu canal N sau similar (NPN) poate fi utilizat în acest scop, care are o capacitate ridicată de manipulare a curentului, cum ar fi TIP122 / 2N3055, etc. ușor de accesat pe piețele locale. Pe de altă parte, are capacitatea de manipulare a curentului de scurgere 49A la temperatura de 25 de grade. Poate fi utilizat cu o gamă largă de tensiuni.

În primul rând, am experimentat și testat circuitul și întregul proiect pe configurația de 12 volți, dar mi-am găsit bobina electromagnetică și MOSFET, ambele devenind extrem de fierbinți, așa că a trebuit să mă întorc la 5v. Nu am observat nicio diferență sau să se întâmple probleme, iar MOSFET și bobina erau la temperatura normală. De asemenea, nu a fost nevoie de radiator pentru Mosfet.

Rezistorul R1 este utilizat pentru a menține tensiunea pinului de poartă MOSFET ridicată (cum ar fi un rezistor de tracțiune) pentru a obține tensiunea de prag adecvată sau tensiunea de declanșare. Dar când magneții de neodim sunt aproape de senzorul de efect hall montat în centru (în mijlocul electromagnetilor) sau magneții de neodim se află în intervalul senzorului de efect hall, circuitul nostru ar trebui să ofere ieșire negativă pinului de poartă MOSFET. Ca urmare, obțineți scăderea tensiunii pinului / pinului de control, ieșirea pinului de scurgere MOSFET pentru LED-ul indicator și electromagnetul scade și se dezactivează. Când obiectele atașate cu magneți de neodim scad sau cad din cauza gravitației, magneții de neodim vor ieși din gama senzorului de efect hall și acum senzorul de efect hall nu oferă nicio ieșire.Pinul de poartă MOSFET devine ridicat și rapid declanșat (pentru pinul de control al rezistenței R1 / pinul de poartă deja ridicat) energizați rapid bobina electromagnetică și atrageți obiectul atașat cu magneți de neodim. Acest ciclu continuă și obiectele rămân agățate.

Rezistența R2 330ohm este utilizată pentru LED-ul luminos la 5v (LED indicator) și limitează debitul de tensiune și curent pentru protecția LED-urilor. Dioda D1 nu este altceva decât o diodă de blocare a feedbackului utilizată în fiecare dispozitiv cu bobină, precum un releu pentru blocarea inversă a tensiunii de feedback.

Construirea circuitului de levitație magnetică

Începeți prin a construi bobina pentru electromagnet. În primul rând, pentru realizarea electromagnetului cu orificii de aer, trebuie să realizați un cadru sau un corp pentru electro-magneți. Pentru a face acest lucru, luați un stilou vechi de aproximativ 8 mm diametru care are deja o gaură centrală (în cazul meu, am măsurat diametrul în scara Vernier). Marcați lungimea necesară cu un marker permanent și tăiați aproximativ 25 mm lungime.

Apoi, luați o bucată mică de carton / orice material de hârtie de calitate dură sau puteți folosi plexiglas și tăiați două bucăți de diametru de înfășurare de aproximativ 25 mm lungime cu o gaură centrală, așa cum se arată în imaginea de mai jos.

Remediați totul cu ajutorul „feviquick” sau cu ajutorul oricărui lipici puternic. În cele din urmă, cadrul ar trebui să arate astfel.

Dacă sunteți prea leneși pentru a construi acest lucru, puteți lua un suport vechi de sârmă de lipit.

Cadrul electromagnetului este gata. Acum treceți la realizarea unei bobine electromagnetice. Mai întâi, faceți o gaură mică pe o parte a diametrului înfășurării și fixați firul. Începeți să înfășurați electromagnetul și asigurați-vă că face aproximativ 550 de ture. Fiecare strat este separat de bandă pentru violoncel sau alte tipuri de bandă. Dacă îți este atât de leneș să-ți faci electro magneții (în cazul meu, am făcut electromagnetii mei care au și avantajul de a lucra cu 5v), îl poți scoate din releu de 6 v sau 12 v, dar ar trebui să ai grijă ca senzorul de efect Hall A3144 acceptă doar maximul de 5V. Deci, trebuie să utilizați un regulator de tensiune LM7805 IC pentru a da putere senzorului dvs. de efect de sală.

Când bobina de electromagnet cu aer central este gata, țineți-o deoparte și treceți la pasul 2. Aranjați toate componentele și lipiți-le pe placa Vero, așa cum puteți vedea în imaginile de aici.

Pentru fixarea bobinei electromagnetice și a setării senzorului de efect de hală, este necesar un suport, din cauza alinierii de stare a bobinei, iar setarea senzorului este importantă pentru agățarea stabilă a obiectului spre forța gravitațională. Am aranjat două bucăți de țeavă, carton și o bucată mică de carcasă de cabluri din PVC. Pentru marcarea lungimii necesare, am folosit un marker permanent și pentru tăiere, am folosit un ferăstrău manual și un cuțit. Și am remediat totul cu ajutorul lipiciului și a pistolului de lipici.

Faceți o gaură în mijlocul carcasei cablurilor din PVC și fixați bobina cu ajutorul lipiciului. Ulterior, pliați senzorul. Puneți în interiorul orificiului bobinei electromagnetice. Vă rugăm să rețineți că distanța obiectului suspendat (atașat cu magneți de neodim) de bobina electromagnetică depinde de cât de mult este împins senzorul în orificiul central al electromagnetului. Senzorul de efect hall are o distanță de detectare specifică, care ar trebui să se afle în intervalul de atracție electromagnetică pentru a agăța perfect obiectele. Dispozitivul nostru de levitație electromagnetică de casă este acum gata de acțiune.

Lucrul și testarea circuitului de levitație magnetică

Fixați placa de control cu ​​carton folosind ambele benzi laterale. Conectați-vă frumos cu rama suportului cu ajutorul unei legături de cablu. Efectuați toate conexiunile cu circuitul de comandă. Introduceți senzorul în gaura centrală a electromagnetului. Reglați poziția perfectă a senzorului de efect Hall din interiorul electromagnetului și setați distanța maximă dintre magneți și magneții de neodim. Distanța poate varia în funcție de puterea de atracție a electromagnetului. Alimentați-l de la un încărcător mobil de 5V 1Amp sau 2Amp și faceți primul test al funcționării proiectului.

Vă rugăm să rețineți cu atenție câteva puncte importante despre acest proiect de levitație electromagnetică. Alinierea setării bobinei și senzorului este esențială. Deci, este necesar să agățați obiectele stabil și drept spre forța gravitațională. Un sistem stabil înseamnă că ceva este echilibrat. De exemplu, luați în considerare un băț lung ținut de sus. Este stabil și atârnă drept în jos spre gravitație. Dacă împingeți fundul departe de poziția dreaptă în jos, gravitația va tinde să o tragă înapoi în poziția stabilă. Deci, din acest exemplu, înțelegeți cât de vitală este alinierea dreaptă a bobinei și a senzorului. Este important să agățăm obiectul drept mult timp fără a cădea, și de aceea facem un stand pentru acest proiect. Pentru o mai bună înțelegere,Am creat o diagramă bloc pentru a arăta importanța agățării stabile și modul în care senzorul și bobina ar trebui montate pentru a obține performanțe excelente.

• Dacă doriți să măriți distanța obiectelor agățate de electromagnet, trebuie să măriți puterea și gama de atracție a electromagnetului și să schimbați aranjamentul / poziția senzorului.
• Dacă doriți să atârnați obiecte mai mari, atunci trebuie să creșteți puterea electromagnetică. Pentru aceasta, trebuie să măriți SIGURUL sârmei magnetice și numărul de rotații și este necesar un număr crescut de magneți de neodim atașați cu obiecte suspendate.
• Electromagnetul mai mare consumă mai mult curent, iar circuitul meu funcționează în prezent doar pe 5V, dar, în unele cazuri, ar putea fi necesară creșterea tensiunii în funcție de parametrul bobinei.
• Dacă utilizați o bobină cu releu de 12V sau orice bobină electromagnetică puternică de înaltă tensiune, nu uitați să utilizați un regulator de tensiune LM7805 pentru senzorul de efect Hall A3144.

Imaginea de mai jos arată cum funcționează proiectul nostru la finalizare. Sper că ai înțeles tutorialul și ai învățat ceva util.

De asemenea, puteți verifica funcționarea completă a acestui proiect în videoclipul atașat mai jos. Dacă aveți întrebări, le puteți lăsa în secțiunea de comentarii de mai jos sau puteți folosi forumurile noastre pentru alte întrebări tehnice.