DIY elektromagnetisk levitationsanordning

Denna elektromagnetiska levitationsanordning är en cool att bygga ett anti-gravitationsprojekt som är spännande och intressant att titta på. Enheten kan få något att flyta utan något synligt stöd, det är som ett föremål som simmar i fritt utrymme eller luft. För att få den här enheten att fungera måste du attrahera ett föremål med hjälp av elektromagneten, men när det är mycket nära elektromagneten ska elektromagneten avaktiveras och det attraherade föremålet ska falla ner på grund av tyngdkraften och åter attrahera det fallande föremålet innan det faller ner helt på grund av tyngdkraften och denna process fortsätter. Projektet liknar vår ultraljud akustisk levitation, men här istället för att använda ultraljudsvågor kommer vi att använda elektromagnetiska vågor.

Nu när vi kommer tillbaka till konceptet är det inte möjligt för en människa att sätta på och stänga av elektromagneten eftersom denna omkopplingsprocess måste ske mycket snabbt och med ett angivet intervall. Så vi har byggt en kopplingskrets som styr elektromagneten för att uppnå elektromagnetisk flytning.

Komponent krävs

S. nr	Delar / komponentnamn	Typ / modell / värde	Kvantitet
1	Hall-effektsensor	A3144	1
2	Mosfet Transistor	Irfz44N	1
3	Motstånd	330ohm	1
4	Motstånd	1k	1
5	Indikerar LED	5 mm valfri färg	1
6	Diod	IN4007	1
7	26 eller 27 trådmagnettråd	0,41 till 0,46 mm	1 kg eller mer
8	Prickig Vero-tavla	Små	1

Magnetisk Levitation Circuit Diagram

Den fullständiga schematiska magnetiska levitationen finns nedan. Som du kan se består det bara av få normalt tillgängliga komponenter.

Huvudkomponenterna i denna DIY magnetiska levitationskrets är Hall-effektsensorn och MOSFET-transistorn och en elektromagnetisk spole. Vi har tidigare använt elektromagnetiska spolar för att bygga andra intressanta projekt som en Mini Tesla-spole, en elektromagnetisk spolpistol etc.

Vi använder Irfz44N Mosfet för N-kanaler för första gången att slå på och stänga av elektromagneterna. Irfz44n / vilken som helst N-kanal MOSFET eller liknande (NPN) kraftfull transistor kan användas för detta ändamål, som har hög strömhanteringsförmåga som TIP122 / 2N3055, etc. Irfz44N-transistorn väljs eftersom den ofta används med 5V-drivna mikrokontrollerprojekt och är lätt tillgängliga på de lokala marknaderna. Å andra sidan har den 49A avloppsströmhanteringsförmåga vid 25 graders temperatur. Den kan användas med ett stort antal spänningar.

Först har jag experimenterat och testat kretsen och hela projektet på 12 Volt-konfiguration, men jag hittade min elektromagnetiska spole och MOSFET, båda blev extremt heta, så jag var tvungen att byta tillbaka till 5v. Jag märkte ingen skillnad eller problem som hänt, och MOSFET och spolen var vid normal temperatur. Det fanns inget behov av kylflänsen för Mosfet.

MotståndetR1 används för att hålla MOSFET-grindstiftets spänning hög (som ett uppdragningsmotstånd) för att få rätt tröskelspänning eller utlösarspänning. Men när neodymmagneterna är nära den mittmonterade halleffektsensorn (mitt i elektromagneter) eller neodymmagneterna ligger inom intervallet för halleffektsensorn, bör vår krets ge negativ utgång till MOSFET-grindstiftet. Som ett resultat, få stift / kontrollstiftets spänningsfall, MOSFET-avtappningsstiftets utgång för indikatorlampan och elektromagneten sjunker också och den blir inaktiverad. När föremål som är fästa med neodymmagneter tappar eller faller på grund av tyngdkraften kommer Neodymium-magneterna att komma ut ur halleffektens sensorområde och nu ger halleffektsensorn ingen effekt.MOSFETs grindstift blir högt och utlöses snabbt (för R1-motståndskontaktstift / grindstift som redan är högt) aktiverar den elektromagnetiska spolen snabbt och drar till sig objektet fäst med neodymmagneter. Denna cykel fortsätter och föremål förblir hängande.

R2 330ohm-motståndet används för glödande LED vid 5v (indikator-LED) och begränsar spänningen och strömflödet för LED-skydd. D1-dioden är inget annat än en återkopplingsdiod som används i varje spoleenhet som ett relä för omvänd återkopplingsspänningsblockering.

Bygga magnetisk levitationskrets

Börja med att bygga spolen för elektromagnet. För att göra lufthålsmagnet måste du först skapa en ram eller kropp för elektromagneterna. För att göra det tar du en gammal penna med en diameter på cirka 8 mm som redan har ett mitthål (i mitt fall har jag mätt diametern i Vernier-skala). Markera önskad längd med en permanent markör och skär i ungefär 25 mm längd.

Ta sedan en liten bit kartong / valfritt pappersmaterial av hård kvalitet, eller så kan du använda plexiglas och skära två bitar av lindningsdiameter ca 25 mm längd med ett mitthål som visas på bilden nedan.

Fixa allt med hjälp av "feviquick" eller med hjälp av något starkt lim. Slutligen ska ramen se ut så här.

Om du är för lat för att bygga detta kan du ta en gammal lödtrådshållare.

Elektromagnetramen är klar. Gå vidare till tillverkningen av en elektromagnetisk spole. Gör först ett litet hål på ena sidan av lindningsdiametern och fixera tråden. Börja rulla elektromagneten och se till att den gör cirka 550 varv. Varje lager separeras med cellband eller andra typer av tejp. Om du är så lat att göra dina elektromagneter (i mitt fall har jag gjort mina elektromagneter som också har fördelen att arbeta med 5v), kan du ta ut den från 6 v eller 12 v relä, men du bör vara försiktig så att din halleffektsensor A3144 accepterar endast 5V max. Så du måste använda en LM7805 spänningsregulator IC för att ge din hallseffektsensor ström.

När den centrala luftkärnade elektromagnetsspolen är redo, håll den åt sidan och gå till steg 2. Ordna alla komponenter och lödda den på Vero-kortet, som du kan se på bilderna här.

För att fixera den elektromagnetiska spiral- och halleffektsensorn, är ett stativ nödvändigt på grund av spolens tillståndsinriktning och sensorinställningen är viktig för att objektet hålls stabilt mot gravitationskraften. Jag ordnade två stycken rör, kartong och en liten bit PVC-kabelhölje. För att markera önskad längd använde jag en permanent markör och för skärning använde jag en handsåg och en kniv. Och fixade allt med hjälp av lim och limpistol.

Gör ett hål mitt i PVC-kabelhöljet och fixera spolen med hjälp av lim. Vik därefter sensorn. Lägg in den i den elektromagnetiska spolen. Tänk på att avståndet mellan det hängande föremålet (fäst med neodymmagneter) och den elektromagnetiska spolen beror på hur mycket sensorn trycks in i mitthålet på elektromagneten. Halleffektsensorn har ett specifikt avkänningsavstånd, som bör ligga inom det elektromagnetiska attraktionsområdet för att hänga föremålen perfekt. Vår hemlagade elektromagnetiska levitationsanordning är nu redo för åtgärder.

Arbeta och testa magnetisk levitationskrets

Fäst kontrollkortet med kartong med båda sidor tejpen. Trådas upp med stativram med hjälp av en buntband. Gör alla anslutningar till styrkretsen. Sätt sensorn inuti mitthålet på elektromagneten. Ställ in Hall-effektsensorns perfekta position inuti elektromagneten och ställ in det maximala avståndet mellan elektromagneten och neodymmagneterna. Avståndet kan variera beroende på din attraktionskraft på elektromagneten. Strömförsörj den från en 5V 1Amp eller 2Amp mobilladdare och gör det första testet av hur projektet fungerar.

Observera några viktiga punkter noggrant om detta elektromagnetiska levitationsprojekt. Justeringen av spolen och sensorinställningen är viktig. Så det är nödvändigt att hänga föremålen stabilt och rakt mot gravitationskraften. Ett stabilt system betyder att något är balanserat. Som ett exempel kan du överväga en lång pinne som hålls uppifrån. Den är stabil och hänger rakt ner mot gravitationen. Om du skjuter ner botten från rakt nedåt, tenderar tyngdkraften att dra tillbaka den till det stabila läget. Så från detta exempel förstår du tydligt hur viktig den raka inriktningen av spolen och sensorn är. Det är viktigt att hänga föremålet rakt länge utan att falla, och det är därför vi sätter oss för detta projekt. För din bättre förståelse,Jag har skapat ett blockschema för att visa vikten av stabil hängning och hur sensorn och spolen ska monteras för att uppnå utmärkt prestanda.

• Om du vill öka avståndet mellan hängande föremål från elektromagneten måste du öka kraften och attraktionsområdet för elektromagneten och ändra sensorns arrangemang / position.
• Om du vill hänga större föremål måste du öka den elektromagnetiska effekten. För det måste du öka magnetråden GAUGE och antalet varv och ett ökat antal neodymmagneter som är fästa med hängande föremål krävs också.
• Den större elektromagneten förbrukar mer ström och min krets arbetar för närvarande bara på 5V, men i vissa fall kan det finnas en nödvändighet med ökad spänning beroende på spolparametern.
• Om du använder en 12V reläspole eller någon högspänningseffektiv elektromagnetisk spole, glöm inte att använda en LM7805 spänningsregulator för A3144 hall-effektgivaren.

Bilden nedan visar hur vårt projekt fungerar när det är klart. Hoppas att du förstod handledningen och lärt dig något användbart.

Du kan också kolla in det fullständiga arbetet med detta projekt i videon som bifogas nedan. Om du har några frågor kan du lämna dem i kommentarfältet nedan eller så kan du använda våra forum för andra tekniska frågor.