DIY elektromágneses levitációs eszköz

Ez az elektromágneses levitációs eszköz kiválóan alkalmas egy olyan anti-gravitációs projekt felépítésére, amely izgalmas és érdekes nézni. A készülék látható lebegés nélkül képes lebegtetni valamit, olyan, mint egy szabad térben vagy levegőben úszó tárgy. Ahhoz, hogy ez a készülék működőképes legyen, vonzania kell egy tárgyat az elektromágnes segítségével, de amikor az nagyon közel van az elektromágneshez, az elektromágnesnek inaktiválódnia kell, a vonzott tárgynak a gravitáció miatt le kell esnie, és újra le kell vonzania az eső tárgyat, mielőtt leesne teljesen a gravitáció miatt, és ez a folyamat folytatódik. A projekt hasonló az ultrahangos akusztikus levitációnkhoz, de itt az ultrahangos hullámok helyett elektromágneses hullámokat fogunk használni.

Visszatérve a koncepcióra, az ember számára nem lehetséges az elektromágnes be- és kikapcsolása, mert ennek a kapcsolási folyamatnak nagyon gyorsan és meghatározott időközönként kell végbemennie. Tehát kiépítettünk egy kapcsoló áramkört, amely vezérli az elektromágneset az elektromágneses lebegés elérése érdekében.

Alkatrész szükséges

S.No	Alkatrészek / alkatrész neve	Típus / modell / érték	Mennyiség
1	Hall Effect Sensor	A3144	1
2	Mosfet tranzisztor	Irfz44N	1
3	Ellenállás	330ohm	1
4	Ellenállás	1k	1
5.	Jelző LED	5mm bármilyen színű	1
6.	Dióda	IN4007	1
7	26 vagy 27 szelvényű mágnes huzal	0,41-0,46 mm	1kg vagy több
8.	Pontozott Vero tábla	Kicsi	1

Mágneses levitációs áramkör diagram

A teljes mágneses levitációs vázlat alább található. Mint látható, csak néhány, általában rendelkezésre álló alkatrészből áll.

Ennek a DIY mágneses levitációs áramkörnek a fő elemei a Hall-effektus érzékelő és a MOSFET tranzisztor, valamint egy elektromágneses tekercs. Korábban elektromágneses tekercseket használtunk olyan érdekes projektek építéséhez, mint a Mini Tesla tekercs, az elektromágneses tekercs fegyver stb.

Az elektromágnesek első bekapcsolásához és kikapcsolásához az Irfz44N N-csatornás Mosfetet használjuk. Irfz44n / bármely N-csatornás MOSFET vagy hasonló (NPN) erős tranzisztor használható erre a célra, amely nagy áramerősség-kezelési képességgel rendelkezik, mint például a TIP122 / 2N3055 stb. könnyen elérhető a helyi piacokon. Viszont 49A lefolyóáram-kezelési képességgel rendelkezik 25 fokos hőmérsékleten. Széles feszültségtartományban használható.

Először kísérleteztem és teszteltem az áramkört és az egész projektet 12 voltos konfiguráción, de megtaláltam az elektromágneses tekercsemet és a MOSFET-et, mindkettő rendkívül forróvá vált, ezért vissza kellett kapcsolnom 5v-ra. Nem vettem észre semmi különbséget vagy problémát, és a MOSFET és a tekercs normál hőmérsékleten működött. Emellett nem volt szükség a Mosfet hűtőbordájára.

Az R1 ellenállást arra használják, hogy a MOSFET kapu tüske feszültsége magas legyen (például egy felhúzható ellenállás) a megfelelő küszöbfeszültség vagy kiváltó feszültség eléréséhez. De amikor a neodímium mágnesek közel vannak a középre szerelt hall effekt érzékelőhöz (az elektromágnesek közepén), vagy a neodímium mágnesek a hall effekt érzékelő tartományán belül vannak, áramkörünknek negatív kimenetet kell szolgáltatnia a MOSFET kapu tűjéhez. Ennek eredményeként kapjon tüske / vezérlőcsap feszültségcsökkenést, a MOSFET lefolyócsap kimenetét az indikátor LED-hez és az elektromágnes is csökken, és letiltja. Amikor a neodímium mágnesekkel rögzített tárgyak a gravitáció miatt leesnek vagy leesnek, a neodímium mágnesek kijutnak a hall effekt érzékelő tartományából, és most a hall effekt érzékelő nem ad kimenetet.A MOSFETs kapu csapja magasra válik, és gyorsan beindul (az R1 ellenállást vezérlő tüskéhez / a kaputűhöz már magasan van), az elektromágneses tekercset gyorsan feszültség alá helyezi, és vonzza a neodímium mágnesekkel rögzített tárgyat. Ez a ciklus folytatódik, és az objektumok továbbra is lógnak.

Az R2 330ohm-os ellenállást 5 V-os izzó LED-eknél használják (jelző LED), és korlátozza a LED-védelem feszültségét és áramát. A D1 dióda nem más, mint egy visszacsatolás blokkoló dióda, amelyet minden tekercses eszközben használnak, mint egy relét a visszacsatolt visszacsatolásos feszültség blokkolásához.

A mágneses levitációs áramkör kiépítése

Kezdje azzal, hogy felépíti az elektromágnes tekercsét. A légnyílású elektromágnes készítéséhez először el kell készíteni egy keretet vagy testet az elektromágnesekhez. Ehhez vegyen egy régi, körülbelül 8 mm átmérőjű tollat, amelynek már van egy középső furata (esetemben az átmérőt Vernier-skálán mértem). Jelölje meg a szükséges hosszúságot egy állandó jelölővel, és vágja kb. 25 mm-re.

Ezután vegyen egy kis darab kartont / bármilyen kemény minőségű papír anyagot, vagy használhat plexit, és két darab, körülbelül 25 mm hosszú átmérőjű tekercset vághat középső furattal, az alábbi képen látható módon.

Rögzítsen mindent a "feviquick" segítségével vagy bármilyen erős ragasztó segítségével. Végül a keretnek így kell kinéznie.

Ha lusta ezt megépíteni, akkor vehet egy régi forrasztóhuzaltartót.

Az elektromágneses keret készen áll. Most folytassa az elektromágneses tekercs készítésével. Először készítsen egy kis lyukat a tekercs átmérőjének egyik oldalán, és rögzítse a huzalt. Indítsa el az elektromágnes tekercselését és győződjön meg arról, hogy az körülbelül 550 fordulatot tesz meg. Minden réteget csellószalag vagy más típusú szalag választ el. Ha annyira lusta elkészíteni az elektromágneseket (esetemben én készítettem azokat az elektromágneseket, amelyeknek az az előnye is, hogy 5 V-val dolgozom), akkor kiveheti 6 vagy 12 V-os reléből, de vigyáznia kell, hogy az A3144 hall effekt érzékelő csak az 5V-os maximumot fogadja el. Tehát egy LM7805 feszültségszabályozó IC-t kell használnia, hogy energiát adjon a csarnokhatás-érzékelőhöz.

Amikor a középső levegős magú elektromágnes tekercs készen áll, tartsa félre és lépjen a 2. lépésre. Rendezze el az összes alkatrészt és forrasztja rá a Vero táblára, ahogy az itt látható képeken látható.

Az elektromágneses tekercs és a csarnokhatás érzékelő beállításának rögzítéséhez állványra van szükség, mivel a tekercs állapotának beállítása és az érzékelő beállítása fontos az objektum stabil lógásához a gravitációs erő felé. Rendeztem két darab csövet, kartont és egy kis darab PVC vezeték burkolatot. A szükséges hosszúság jelöléséhez állandó jelölőt, vágáshoz kézifűrészt és kést használtam. És mindent megjavított ragasztó és ragasztópisztoly segítségével.

Készítsen egy lyukat a PVC vezeték burkolatának közepére, és ragasztóval rögzítse a tekercset. Ezt követően hajtsa be az érzékelőt. Helyezze az elektromágneses tekercs furatába. Kérjük, ne feledje, hogy a függő tárgy (neodímium mágnesekkel rögzítve) távolsága az elektromágneses tekercstől attól függ, hogy az érzékelő mennyire van benyomva az elektromágnes középső furatában. A csarnokhatás-érzékelőnek van egy meghatározott érzékelési távolsága, amelynek az elektromágneses vonzerőtartományon belül kell lennie, hogy a tárgyakat tökéletesen felakassza. A Házi elektromágneses lebegtető eszköz készen áll a cselekvésre.

A mágneses levitációs áramkör működése és tesztelése

Rögzítse a vezérlőpanelt kartonnal mindkét oldalsó szalaggal. Kábelkötegelő segítségével szépen kösse össze az állvány vázával. Hozza létre az összes csatlakozást a vezérlő áramkörrel. Helyezze az érzékelőt az elektromágnes középső furatába. Hangolja be a Hall-hatásérzékelő tökéletes helyzetét az elektromágnes belsejében, és állítsa be az elektromágnes és a neodímium mágnesek közötti maximális távolságot. A távolság az elektromágnes vonzóerejétől függően változhat. Tápellátás 5V 1Amp vagy 2Amp mobil töltőből, és végezze el az első tesztet a projekt működéséről.

Kérjük, vegye figyelembe néhány fontos szempontot ezzel az elektromágneses levitációs projekttel kapcsolatban. A tekercs és az érzékelő beállításának elengedése elengedhetetlen. Ezért szükséges a tárgyakat stabilan és egyenesen felakasztani a gravitációs erő felé. A stabil rendszer azt jelenti, hogy valami kiegyensúlyozott. Példaként vegyünk egy hosszú, fentről tartott botot. Stabil és egyenesen lefelé lóg a gravitáció felé. Ha az alját eltolja egyenesen lefelé, akkor a gravitáció hajlamos visszahúzni stabil helyzetbe. Tehát ebből a példából világosan megérti, hogy mennyire fontos a tekercs és az érzékelő egyenes beállítása. Fontos, hogy az objektumot sokáig egyenesen lógassuk leesés nélkül, ezért állást foglalunk e projekt mellett. A jobb megértés érdekébenLétrehoztam egy blokkdiagramot, amely megmutatja a stabil függesztés fontosságát és azt, hogy az érzékelőt és a tekercset hogyan kell felszerelni a kiváló teljesítmény elérése érdekében.

• Ha meg akarja növelni a függő tárgyak elektromágneses távolságát, meg kell növelnie az elektromágnes teljesítményét és vonzási tartományát, és meg kell változtatnia az érzékelő elrendezését / helyzetét.
• Ha nagyobb tárgyakat akar felakasztani, akkor növelnie kell az elektromágneses teljesítményt. Ehhez meg kell növelni a mágnesdrót GAUGE-ját és a fordulatok számát, és megnövekedett számú neodímium mágnesre van szükség függő tárgyakkal is.
• A nagyobb elektromágnes több áramot fogyaszt, és az áramköröm jelenleg csak 5 V-nál dolgozik, de egyes esetekben a tekercs paraméterétől függően megnövekedett feszültségre lehet szükség.
• Ha 12 V-os relétekercset vagy bármilyen nagyfeszültségű, nagy teljesítményű elektromágneses tekercset használ, ne felejtsen el LM7805 feszültségszabályozót használni az A3144 csarnokhatás-érzékelőhöz.

Az alábbi kép megmutatja, hogyan működik projektünk a befejezéskor. Remélem, megértette a bemutatót, és megtanult valami hasznosat.

Az alábbi videón megtekintheti a projekt teljes működését is. Ha bármilyen kérdése van, hagyhatja őket az alábbi megjegyzés részben, vagy használhatja fórumunkat egyéb technikai kérdésekhez.