DIY elektromagnētiskā levitācijas ierīce

Šī elektromagnētiskā levitācijas ierīce ir forša, lai izveidotu pretgravitācijas projektu, kuru ir aizraujoši un interesanti skatīties. Ierīce var likt kaut kam peldēt bez redzama atbalsta, tas ir kā objekts, kas peld brīvā telpā vai gaisā. Lai šī ierīce darbotos, jums jāpiesaista objekts, izmantojot elektromagnētu, taču, kad tas ir ļoti tuvu elektromagnētam, elektromagnētam vajadzētu deaktivizēties, un piesaistītajam objektam gravitācijas dēļ vajadzētu nokrist un atkal piesaistīt krītošo objektu, pirms tas nokrīt. pilnībā gravitācijas dēļ, un šis process turpinās. Projekts ir līdzīgs mūsu Ultraskaņas akustiskajai levitācijai, taču šeit mēs izmantosim nevis elektromagnētiskos viļņus, bet gan elektromagnētiskos viļņus.

Tagad, atgriežoties pie jēdziena, cilvēkam nav iespējams ieslēgt un izslēgt elektromagnētu, jo šim pārslēgšanās procesam ir jānotiek ļoti ātri un ar noteiktu intervālu. Tātad mēs esam izveidojuši komutācijas ķēdi, kas kontrolē elektromagnētu, lai panāktu elektromagnētisko peldēšanu.

Nepieciešams komponents

S.No	Daļu / sastāvdaļu nosaukums	Tips / modelis / vērtība	Daudzums
1	Zāles efekta sensors	A3144	1
2	Mosfet tranzistors	Irfz44N	1
3	Pretestība	330ohm	1
4	Pretestība	1k	1
5	Norāda LED	5mm jebkura krāsa	1
6	Diode	IN4007	1
7	26 vai 27 gabarīta magnēta stieple	0,41 līdz 0,46 mm	1kg vai vairāk
8	Punktots Vero dēlis	Mazs	1

Magnētiskās levitācijas shēmas diagramma

Pilna magnētiskās levitācijas shēma ir atrodama zemāk. Kā redzat, tas sastāv tikai no dažiem parasti pieejamiem komponentiem.

Šīs DIY magnētiskās levitācijas shēmas galvenie komponenti ir Hall efekta sensors un MOSFET tranzistors un elektromagnētiskā spole. Iepriekš mēs izmantojām elektromagnētiskās spoles, lai izveidotu citus interesantus projektus, piemēram, Mini Tesla spoli, elektromagnētiskās spoles pistoli utt.

Pirmajam elektromagnētu ieslēgšanai / izslēgšanai mēs izmantojam Irfz44N N-channel Mosfet. Šim nolūkam var izmantot Irfz44n / jebkuru N-kanālu MOSFET vai līdzīgu (NPN) jaudīgu tranzistoru, kuram ir augsta strāvas apstrādes spēja, piemēram, TIP122 / 2N3055 utt. Irfz44N tranzistors tiek izvēlēts, jo to parasti izmanto kopā ar 5 V darbināmiem mikrokontrolleru projektiem un ir viegli pieejams vietējos tirgos. No otras puses, tam ir 49A noteces strāvas apstrādes spēja 25 grādu temperatūrā. To var izmantot ar plašu sprieguma diapazonu.

Pirmkārt, es esmu eksperimentējis un pārbaudījis ķēdi un visu projektu ar 12 voltu konfigurāciju, bet es atradu savu elektromagnētisko spoli un MOSFET, abiem kļūstot ārkārtīgi karstam, tāpēc man bija jāpārslēdzas uz 5v. Es neievēroju atšķirības vai problēmas, un MOSFET un spole bija normālā temperatūrā. Tāpat nebija vajadzības pēc Mosfet dzesētāja.

Rezistors R1 tiek izmantots, lai MOSFET vārtu tapas spriegums būtu augsts (piemēram, pievilkšanas rezistors), lai iegūtu pareizu sliekšņa spriegumu vai sprūda spriegumu. Bet, kad neodīma magnēti atrodas tuvu centrā uzstādītajam zāles efekta sensoram (elektromagnētu vidū) vai neodīma magnēti atrodas zāles efekta sensora diapazonā, mūsu ķēdei jānodrošina negatīva izeja uz MOSFET vārtu tapu. Rezultātā iegūstiet tapas / vadības tapas sprieguma kritumus, MOSFET iztukšošanas tapas izeju indikatora gaismas diodei un arī elektromagnēts samazinās, un tas tiek atspējots. Kad objekti, kas piestiprināti ar neodīma magnētiem, smaguma dēļ nokrīt vai nokrīt, neodīma magnēti izkļūs no zāles efekta sensoru diapazona, un tagad zāles efekta sensors nenodrošina nekādu izvadi.MOSFET vārtu tapa kļūst augsta un ātri iedarbinās (R1 pretestības vadības tapai / vārtu tapai jau ir augsta) ātri iedarbina elektromagnētisko spoli un piesaista ar neodīma magnētiem piestiprinātu priekšmetu. Šis cikls turpinās, un objekti paliek karājas.

R2 330ohm pretestība tiek izmantota gaismas dedzināšanai pie 5v (indikatora LED) un ierobežo spriegumu un strāvas plūsmu LED aizsardzībai. D1 diode ir nekas cits kā atgriezeniskās saites bloķēšanas diods, ko izmanto katrā spoles ierīcē, piemēram, releju apgrieztās atgriezeniskās saites sprieguma bloķēšanai.

Magnētiskās levitācijas ķēdes izbūve

Sāciet ar elektromagnēta spoles izveidi. Lai izveidotu gaisa caurumu elektromagnētu, vispirms jāizveido elektromagnētu rāmis vai korpuss. Lai to izdarītu, paņemiet vecu pildspalvu ar apmēram 8 mm diametru, kurai jau ir centrālā atvere (manā gadījumā diametru esmu izmērījis Vernier skalā). Atzīmējiet nepieciešamo garumu ar pastāvīgu marķieri un sagrieziet apmēram 25 mm garumā.

Pēc tam paņemiet nelielu kartona gabalu / jebkuru cieta kvalitātes papīra materiālu, vai arī varat izmantot organisko stiklu un sagriezt divus tinuma diametra gabalus apmēram 25 mm garumā ar centrālo atveri, kā parādīts attēlā zemāk.

Visu salabojiet ar "feviquick" palīdzību vai ar jebkuru stipru līmi. Visbeidzot, rāmim vajadzētu izskatīties šādi.

Ja esat slinks, lai to izveidotu, varat ņemt veco lodēšanas stiepļu turētāju.

Elektromagnēta rāmis ir gatavs. Tagad pārejiet pie elektromagnētiskās spoles izgatavošanas. Vispirms tinuma diametra vienā pusē izveidojiet nelielu atveri un nofiksējiet vadu. Sāciet elektromagnēta tinumu un pārliecinieties, ka tas veic aptuveni 550 pagriezienus. Katru slāni atdala čella lente vai cita veida lente. Ja jūs esat tik slinks, lai izveidotu savus elektromagnētus (manā gadījumā esmu izgatavojis savus elektromagnētus, kuru priekšrocības ir arī darbs ar 5v), varat to izņemt no 6 v vai 12 v releja, taču jums vajadzētu būt uzmanīgam, lai jūsu zāles efekta sensors A3144 pieņem tikai 5V maksimumu. Tāpēc jums ir jāizmanto LM7805 sprieguma regulatora IC, lai dotu enerģiju jūsu zāles efekta sensoram.

Kad jūsu elektromagnēta centrālā gaisa serdeņa spole ir gatava, turiet to malā un pārejiet pie 2. darbības. Sakārtojiet visus komponentus un pielodējiet to uz Vero dēļa, kā redzat šeit redzamajos attēlos.

Lai fiksētu elektromagnētiskās spoles un zāles efekta sensora iestatījumus, ir nepieciešams statīvs, jo spoles stāvokļa izlīdzināšana un sensora iestatīšana ir svarīga objekta stabilai pakāršanai pret gravitācijas spēku. Es sakārtoju divus cauruļu gabalus, kartonu un nelielu PVC vadu apvalka gabalu. Nepieciešamā garuma marķēšanai es izmantoju pastāvīgu marķieri un griešanai - rokas zāģi un nazi. Un visu salaboja ar līmes un līmes pistoles palīdzību.

Izveidojiet caurumu PVC elektroinstalācijas korpusa vidū un nostipriniet spoli ar līmes palīdzību. Pēc tam salieciet sensoru. Ielieciet elektromagnētiskās spoles atverē. Lūdzu, ņemiet vērā, ka piekārtā priekšmeta (piestiprināts ar neodīma magnētiem) attālums no elektromagnētiskās spoles ir atkarīgs no tā, cik sensoru iespiež elektromagnēta centrālajā atverē. Zāles efekta sensoram ir noteikts uztveres attālums, kam jābūt elektromagnētiskās pievilcības diapazonā, lai objekti būtu ideāli pakarti. Mūsu pašmāju elektromagnētiskā levitācijas ierīce tagad ir gatava darbībai.

Darbība un magnētiskās levitācijas ķēdes pārbaude

Piestipriniet vadības paneli ar kartonu, izmantojot abas sānu lentes. Ar trošu saites palīdzību labi piestipriniet ar statīva rāmi. Veiciet visus savienojumus ar vadības ķēdi. Ievietojiet sensoru elektromagnēta centrālajā atverē. Noregulējiet Hall efekta sensora perfekto stāvokli elektromagnēta iekšpusē un iestatiet maksimālo attālumu starp elektromagnētu un neodīma magnētiem. Attālums var atšķirties atkarībā no elektromagnēta piesaistes spēka. Strādājiet to no 5V 1Amp vai 2Amp mobilā lādētāja un veiciet pirmo projekta darbības pārbaudi.

Lūdzu, uzmanīgi ņemiet vērā dažus svarīgus punktus par šo elektromagnētiskās levitācijas projektu. Spoles un sensora iestatīšanas izlīdzināšana ir būtiska. Tāpēc ir nepieciešams pakārt objektus stabili un taisni pretī gravitācijas spēkam. Stabila sistēma nozīmē, ka kaut kas ir līdzsvarots. Kā piemēru ņemiet vērā garu nūju, kas turēta no augšas. Tas ir stabils un karājas taisni uz leju pretī gravitācijai. Ja jūs nospiedīsit dibenu prom no taisnas lejupejošas pozīcijas, gravitācija mēdz to atkal novilkt stabilajā stāvoklī. Tātad no šī piemēra jūs skaidri saprotat, cik vitāli svarīga ir spoles un sensora taisnā izlīdzināšana. Ir svarīgi ilgu laiku pakārt objektu taisni, nekrītot, un tāpēc mēs izveidojam stendu šim projektam. Jūsu labākai izpratneiEsmu izveidojis blokshēmu, lai parādītu stabilas piekāršanas nozīmi un to, kā sensors un spole jāuzstāda, lai sasniegtu izcilu veiktspēju.

• Ja vēlaties palielināt piekārto priekšmetu attālumu no elektromagnēta, jums jāpalielina elektromagnēta jauda un pievilcības diapazons un jāmaina sensora izvietojums / stāvoklis.
• Ja vēlaties pakārt lielākus priekšmetus, jums jāpalielina elektromagnētiskā jauda. Lai to izdarītu, jums jāpalielina magnēta stieples GAUGE un pagriezienu skaits, un ir nepieciešams arī lielāks neodīma magnētu skaits, kas piestiprināti ar piekārtiem priekšmetiem.
• Lielāks elektromagnēts patērē vairāk strāvas, un mana shēma pašlaik strādā tikai ar 5 V, taču dažos gadījumos var būt nepieciešams paaugstināts spriegums atkarībā no spoles parametra.
• Ja izmantojat 12V releja spoli vai jebkuru augstsprieguma jaudīgu elektromagnētisko spoli, neaizmirstiet A3144 zāles efekta sensoram izmantot LM7805 sprieguma regulatoru.

Zemāk redzamajā attēlā parādīts, kā mūsu projekts darbojas pēc pabeigšanas. Ceru, ka sapratāt apmācību un uzzinājāt kaut ko noderīgu.

Jūs varat arī pārbaudīt visu šī projekta darbību zemāk pievienotajā videoklipā. Ja jums ir kādi jautājumi, varat tos atstāt komentāru sadaļā zemāk vai arī varat izmantot mūsu forumus citiem tehniskiem jautājumiem.