DIY-sähkömagneettinen levitaatiolaite

Tämä sähkömagneettinen levitaatiolaite on hieno rakentaa anti-painovoiman projekti, joka on jännittävä ja mielenkiintoinen katsella. Laite voi saada jotain kellumaan ilman näkyvää tukea, se on kuin esine, joka ui vapaassa tilassa tai ilmassa. Jotta tämä laite toimisi, sinun on houkuteltava esine sähkömagneetin avulla, mutta kun se on hyvin lähellä sähkömagneettia, sähkömagneetin tulisi deaktivoitua ja houkutellun kohteen pitäisi pudota alas painovoiman vuoksi ja houkutella jälleen putoava esine ennen kuin se putoaa täysin painovoiman takia ja tämä prosessi jatkuu. Projekti on samanlainen kuin ultraääniakustinen levitaatiomme, mutta tässä käytetään ultraääniaaltojen sijaan sähkömagneettisia aaltoja.

Palataksemme nyt käsitteeseen, ihmisen ei ole mahdollista kytkeä päälle ja pois päältä sähkömagneettia, koska tämän kytkentäprosessin on tapahduttava erittäin nopeasti ja tietyllä aikavälillä. Joten olemme rakentaneet kytkentäpiirin, joka ohjaa sähkömagneettia sähkömagneettisen kelluvan saavuttamiseksi.

Komponentti vaaditaan

S. ei	Osien / komponenttien nimi	Tyyppi / malli / arvo	Määrä
1	Hall-efektianturi	A3144	1
2	Mosfet-transistori	Irfz44N	1
3	Vastus	330 ohmia	1
4	Vastus	1k	1
5	Merkkivalo	5mm mikä tahansa väri	1
6	Diodi	IN4007	1
7	26 tai 27 Gauge magneettilanka	0,41 - 0,46 mm	1 kg tai enemmän
8	Pisteviiva Vero-lauta	Pieni	1

Magneettinen levitaatiopiirikaavio

Täydellinen magneettinen levitaatiokaavio löytyy alla. Kuten näette, se koostuu vain muutamasta normaalisti käytettävissä olevasta komponentista.

Tämän DIY-magneettisen levitaatiopiirin pääkomponentit ovat Hall-efektianturi ja MOSFET-transistori sekä sähkömagneettinen kela. Olemme aiemmin käyttäneet sähkömagneettisia keloja muiden mielenkiintoisten projektien rakentamiseen, kuten Mini Tesla-kela, sähkömagneettinen kelapistooli jne.

Käytämme Irfz44N N-kanavaista Mosfetiä ensimmäiseen sähkömagneettien kytkemiseen ja sammuttamiseen. Irfz44n / mitä tahansa N-kanavan MOSFET-tai vastaavaa (NPN) voimakasta transistoria voidaan käyttää tähän tarkoitukseen, jolla on korkea virranhallintakyky, kuten TIP122 / 2N3055 jne. Irfz44N-transistori valitaan, koska sitä käytetään yleisesti 5 V: n ohjattujen mikrokontrolleriprojektien kanssa ja se on helposti saatavilla paikallisilla markkinoilla. Toisaalta sillä on 49A tyhjennysvirran käsittelyominaisuus 25 asteen lämpötilassa. Sitä voidaan käyttää laajalla jännitealueella.

Ensinnäkin olen kokeillut ja testannut virtapiiriä ja koko projektia 12 voltin kokoonpanolla, mutta löysin sähkömagneettisen kelan ja MOSFETin, jotka molemmat olivat tulossa erittäin kuumiksi, joten minun piti vaihtaa takaisin 5 volttiin. En huomannut mitään eroa tai ongelmia tapahtuvan, ja MOSFET ja kela olivat normaalissa lämpötilassa. Mosfetin jäähdytyselementtiä ei tarvinnut.

Vastusta R1 käytetään pitämään MOSFET-portin tapin jännite korkeana (kuten ylösvetovastus) oikean kynnysjännitteen tai liipaisujännitteen saamiseksi. Mutta kun neodyymimagneetit ovat lähellä keskelle asennettuja Hall-tehoantureita (keskellä sähkömagneetteja) tai neodyymimagneetit ovat Hall-tehoanturin toiminta-alueella, virtapiirimme tulisi antaa negatiivinen lähtö MOSFET-portin tapille. Tämän seurauksena saat nastan / ohjaustapin jännitehäviöt, MOSFET-tyhjennystapin lähtö indikaattorin LEDille ja myös sähkömagneetti putoaa, ja se sammuu. Kun neodyymimagneeteilla kiinnitetyt esineet putoavat tai putoavat painovoiman takia, neodyymimagneetit pääsevät hallihyötysensorin alueelta, ja nyt halli-anturi ei tarjoa mitään lähtöä.MOSFETs-portin tappi nousee korkeaksi ja laukeaa nopeasti (R1-vastuksen säätötapille / porttitapille jo korkealla) virtaa sähkömagneettinen kela nopeasti ja houkuttelee neodyymimagneeteilla kiinnitetyn kohteen. Tämä sykli jatkuu, ja esineet pysyvät riippuvina.

R2 330ohmin vastusta käytetään hehkuvaan LED-jännitteeseen 5 V: lla (indikaattori-LED) ja se rajoittaa jännitettä ja virtausta LED-suojaukseen. D1-diodi on vain takaisinkytkennän estävä diodi, jota käytetään jokaisessa kela-laitteessa, kuten rele käänteisen takaisinkytkentäjännitteen estossa.

Magneettisen levitaatiopiirin rakentaminen

Aloita rakentamalla kela sähkömagneettia varten. Ilmareiän sähkömagneetin valmistamiseksi sinun on ensin tehtävä kehys tai runko sähkömagneeteille. Voit tehdä tämän ottamalla vanhan noin 8 mm: n kynän, jolla on jo keskireikä (minun tapauksessani olen mitannut halkaisijan Vernier-asteikolla). Merkitse tarvittava pituus kestomerkillä ja leikkaa noin 25 mm pituiseksi.

Ota seuraavaksi pieni pala pahvia / kovaa laatupaperimateriaalia tai voit käyttää pleksilasia ja leikata kaksi käämityspaksua noin 25 mm: n pituisella keskireikällä alla olevan kuvan mukaisesti.

Korjaa kaikki "feviquick": n avulla tai minkä tahansa vahvan liiman avulla. Lopuksi kehyksen pitäisi näyttää tältä.

Jos olet liian laiska rakentamaan tätä, voit ottaa vanhan juotoslangan pidikkeen.

Sähkömagneettikehys on valmis. Siirry nyt sähkömagneettisen kelan valmistukseen. Tee ensin pieni reikä käämityksen halkaisijan toiselle puolelle ja kiinnitä lanka. Aloita kelaus sähkömagneettia ja varmista, että se tekee noin 550 kierrosta. Jokainen kerros erotetaan selloteipillä tai muulla nauhalla. Jos olet niin laiska tekemään sähkömagneetteja (minun tapauksessani olen valmistanut sähkömagneettini, joilla on myös etu työskennellä 5 V: n kanssa), voit ottaa sen pois 6 V: n tai 12 V: n releestä, mutta sinun tulisi olla varovainen, että Hall-efektianturi A3144 hyväksyy vain 5 V: n maksimiarvon. Joten sinun on käytettävä LM7805-jännitesäätimen IC: tä antamaan virtaa halli-anturille.

Kun keskitetyllä ilmalla täytetty sähkömagneettikäämi on valmis, pidä se sivussa ja siirry vaiheeseen 2. Järjestä kaikki komponentit ja juottaa ne Vero-levylle, kuten näette kuvissa täällä.

Sähkömagneettisen kelan ja halli-efektianturin asennuksen kiinnittämiseksi jalusta on välttämätön, koska kelan tilan suuntaus ja anturiasetukset ovat tärkeitä kohteen vakaan ripustamisen suhteen painovoimaa kohti. Järjestin kaksi kappaletta putkea, pahvia ja pienen palan PVC-johdotuskoteloa. Tarvittavan pituuden merkitsemiseksi käytin pysyvää merkintää ja leikkaamiseen käsisahaa ja veistä. Ja korjasi kaiken liiman ja liimapistoolin avulla.

Tee reikä keskelle PVC-johdotusta ja kiinnitä kela liiman avulla. Taita anturi sen jälkeen. Aseta sähkömagneettisen kelan reiän sisään. Muista, että roikkuvan kohteen (kiinnitetty neodyymimagneeteilla) etäisyys sähkömagneettisesta kelasta riippuu siitä, kuinka paljon anturia työnnetään sähkömagneetin keskireikän sisään. Hall-ilmiöanturilla on erityinen tunnistusetäisyys, jonka tulisi olla sähkömagneettisen vetovoima-alueen sisällä esineiden ripustamiseksi täydellisesti. Meidän Kotitekoinen sähkömagneettinen levitaatio laite on nyt valmis käyttöön.

Magneettisen levitaatiopiirin työskentely ja testaus

Kiinnitä ohjauskortti pahvilla molemmilla sivuteipillä. Kiinnitä jalustan runko kauniisti nippusiteen avulla. Tee kaikki liitännät ohjauspiirin kanssa. Aseta anturi sähkömagneetin keskireiän sisään. Säädä Hall-efektianturin täydellinen sijainti sähkömagneetin sisällä ja aseta sähkömagneetin ja neodyymimagneettien välinen suurin etäisyys. Etäisyys voi vaihdella sähkömagneetin vetovoiman mukaan. Virtalähde 5V 1Amp tai 2Amp -laturilla ja tee ensimmäinen testi projektin toiminnasta.

Huomaa joitakin tärkeitä kohtia huolellisesti tästä sähkömagneettisesta levitaatioprojektista. Kelan ja anturin asetusten suuntaus on välttämätöntä. Joten on tarpeen ripustaa esineet vakaasti ja suoraan kohti painovoimaa. Vakaa järjestelmä tarkoittaa, että jokin on tasapainossa. Tarkastellaan esimerkiksi pitkää keppiä, jota pidetään ylhäältä. Se on vakaa ja roikkuu suoraan alaspäin painovoimaa kohti. Jos työnnät pohjan poispäin suoraan alas-asennosta, painovoima pyrkii vetämään sen takaisin vakaaseen asentoon. Joten tästä esimerkistä ymmärrät selvästi, kuinka tärkeää kelan ja anturin suora suuntaus on. On tärkeää ripustaa esine suoraan pitkäksi aikaa putoamatta, ja siksi teemme kannan tälle projektille. Parempaa ymmärrystäsi vartenOlen luonut lohkokaavion osoittamaan vakaan ripustuksen tärkeyttä ja kuinka anturi ja kela tulisi asentaa erinomaisen suorituskyvyn saavuttamiseksi.

• Jos haluat lisätä riippuvien esineiden etäisyyttä sähkömagneetista, sinun on lisättävä sähkömagneetin tehoa ja vetovoimaa ja muutettava anturin järjestelyä / asentoa.
• Jos haluat ripustaa suurempia esineitä, sinun on lisättävä sähkömagneettista tehoa. Tätä varten sinun on lisättävä magneettilangan GAUGE-arvoa ja kierrosten lukumäärää, ja tarvitaan myös suurempi määrä neodyymimagneetteja, jotka on kiinnitetty ripustettaviin esineisiin.
• Suurempi sähkömagneetti kuluttaa enemmän virtaa, ja piirini toimii tällä hetkellä vain 5 V: n jännitteellä, mutta joissakin tapauksissa saattaa olla tarpeen lisätä jännitettä kelan parametrista riippuen.
• Jos käytät 12 V: n relekelaa tai mitä tahansa suurjännitteistä voimakasta sähkömagneettista kelaa, älä unohda käyttää LM7805-jännitesäädintä A3144-halli-anturiin.

Alla olevassa kuvassa näkyy, kuinka projektimme toimii valmistuessaan. Toivottavasti ymmärrät opetusohjelman ja opit jotain hyödyllistä.

Voit myös tarkistaa tämän projektin täydellisen toiminnan alla olevasta videosta. Jos sinulla on kysyttävää, voit jättää ne alla olevaan kommenttiosioon tai käyttää foorumeitamme muihin teknisiin kysymyksiin.