Содержание
Это электромагнитное левитационное устройство является классным для создания антигравитационного проекта, который является захватывающим и интересным для наблюдения. Устройство может заставить что-то плавать без какой-либо видимой опоры, это как объект, плавающий в свободном пространстве или воздухе. Чтобы заставить это устройство работать, вам нужно притянуть объект с помощью электромагнита, но когда он находится очень близко к электромагниту, электромагнит должен деактивироваться, и притягиваемый объект должен упасть вниз из-за силы тяжести и снова притянуть падающий объект, прежде чем он полностью упадет из-за силы тяжести, и этот процесс продолжается. Проект похож на нашу ультразвуковую акустическую левитацию, но здесь вместо ультразвуковых волн мы будем использовать электромагнитные.
Теперь, возвращаясь к концепции, человек не может включать и выключать электромагнит, потому что этот процесс переключения должен происходить очень быстро и с определенным интервалом. Поэтому мы построили коммутационную схему, которая управляет электромагнитом для достижения электромагнитного плавания.
Необходимый Компонент
Провод Магнита 26 или 27 калибра
Пунктирная доска Vero
Схема Магнитной Левитации
Полная схема магнитной левитации приведена ниже. Как вы можете видеть, он состоит только из нескольких нормально доступных компонентов.
Основными компонентами этой самодельной схемы магнитной левитации являются датчик эффекта Холла, МОП-транзистор и электромагнитная катушка. Ранее мы использовали электромагнитные катушки для создания других интересных проектов, таких как мини-катушка Теслы, электромагнитная Катушечная пушка и т. д.
Мы используем N-канальный МОП-транзистор Irfz44N для самого первого включения и выключения электромагнитов. Irfz44n / любой N-канальный МОП-транзистор или аналогичный (NPN) мощный транзистор может быть использован для этой цели, который имеет высокую способность обработки тока, например TIP122 /2N3055 и т. д. Транзистор Irfz44N выбран потому, что он обычно используется в проектах микроконтроллеров с управлением 5 В и легко доступен на местных рынках. С другой стороны, он имеет возможность регулирования тока стока 49А при температуре 25 градусов. Его можно использовать с широким диапазоном напряжений.
Во-первых, я экспериментировал и тестировал схему и весь проект на 12-вольтовой конфигурации, но обнаружил, что моя электромагнитная катушка и МОП-транзистор сильно нагреваются, так что мне пришлось переключиться обратно на 5 В. Я не заметил никакой разницы или проблем, и МОП-транзистор и катушка были при нормальной температуре. Кроме того, не было никакой необходимости в радиаторе для МОП-транзистора.
Резисторr1 используется для поддержания высокого напряжения на выводе МОП-транзистора (например, подтягивающего резистора) для получения надлежащего порогового напряжения или триггерного напряжения. Но когда неодимовые магниты находятся рядом с установленным в центре датчиком эффекта Холла (в середине электромагнитов) или неодимовые магниты находятся в пределах диапазона датчика эффекта Холла, наша схема должна обеспечивать отрицательный выход на вывод затвора МОП-транзистора. В результате падает напряжение на выводе /управляющем выводе, вывод стока МОП-транзистора для индикатора L. E. D., а также электромагнит падает, и он отключается. Когда объекты, прикрепленные неодимовыми магнитами, падают или падают из-за силы тяжести, неодимовые магниты выходят из диапазона действия датчика эффекта Холла, и теперь датчик эффекта Холла не обеспечивает никакого выхода. Штифт затвора МОП-транзисторов становится высоким и быстро срабатывает (для управляющего штифта сопротивления R1 /штифта затвора уже высокий), быстро заряжает электромагнитную катушку и притягивает объект, прикрепленный неодимовыми магнитами. Этот цикл продолжается, и объекты остаются висящими.
Сопротивление R2 330 Ом используется для накаливания светодиода при 5 в (индикаторный светодиод) и ограничивает поток напряжения и тока для защиты светодиода. Диод D1 — это не что иное, как блокирующий диод обратной связи, используемый в каждом катушечном устройстве, как реле для блокировки обратного напряжения обратной связи.
Построение схемы магнитной левитации
Начните с создания катушки для электромагнита. Для изготовления электромагнита воздушной скважины сначала нужно сделать раму или корпус для электромагнитов. Для этого возьмите старую ручку диаметром около 8 мм, у которой уже есть центральное отверстие (в моем случае я измерил диаметр в Нониусной шкале). Отметьте необходимую длину перманентным маркером и разрежьте примерно на 25 мм длины.
Затем возьмите небольшой кусок картона / любого твердого качественного бумажного материала, или вы можете использовать плексиглас и вырезать два куска намотки диаметром около 25 мм длиной с центральным отверстием, как показано на рисунке ниже.
Закрепите все с помощью «февиквика» или с помощью любого крепкого клея. Наконец, рамка должна выглядеть так.
Если вы слишком ленивы, чтобы построить это, вы можете взять старый держатель паяльной проволоки.
Каркас электромагнита готов. Теперь перейдем к изготовлению электромагнитной катушки. Сначала сделайте небольшое отверстие с одной стороны диаметра обмотки и закрепите проволоку. Начните наматывать электромагнит и убедитесь, что он делает около 550 оборотов. Каждый слой отделен виолончельной лентой или другими видами ленты. Если вам так лень делать свои электромагниты (в моем случае я сделал свои электромагниты, которые также имеют преимущество работы с 5 В), вы можете вынуть его из реле 6 В или 12 В, но вы должны быть осторожны, чтобы ваш датчик эффекта Холла A3144 принимал только максимум 5 В. Таким образом, вам нужно использовать микросхему регулятора напряжения LM7805, чтобы дать питание вашему датчику эффекта Холла.
Когда ваша центральная катушка электромагнита с воздушным сердечником будет готова, отложите ее в сторону и перейдите к Шагу 2. расположите все компоненты и припаяйте их на плате Vero, как вы можете видеть на рисунках здесь.
Для фиксации электромагнитной катушки и установки датчика эффекта Холла необходима подставка, так как выравнивание состояния катушки и установки датчика важно для стабильного подвешивания объекта навстречу силе тяжести. Я разложил два куска трубы, картон и маленький кусочек корпуса электропроводки. Для разметки необходимой длины я использовал перманентный маркер, а для резки-ручную пилу и нож. И закрепил все с помощью клея и клеевого пистолета.
Сделайте отверстие в середине корпуса электропроводки P. V. C. и закрепите катушку с помощью клея. После этого сложите датчик. Поместите внутрь отверстия электромагнитную катушку. Пожалуйста, имейте в виду, что расстояние подвешенного объекта (прикрепленного неодимовыми магнитами) от электромагнитной катушки зависит от того, насколько сильно датчик вдавливается внутрь центрального отверстия электромагнита. Датчик эффекта Холла имеет определенное расстояние срабатывания, которое должно находиться в пределах диапазона электромагнитного притяжения, чтобы идеально подвешивать объекты. Наше самодельное устройство электромагнитной левитации готово к действию.
Работа и тестирование схемы магнитной левитации
Закрепите панель управления картоном с помощью обеих боковых лент. Красиво соедините проволоку с рамой подставки с помощью кабельной стяжки. Сделайте все соединения с управляющей схемой. Поместите датчик в центральное отверстие электромагнита. Настройте идеальное положение датчика эффекта Холла внутри электромагнита и установите максимальное расстояние между электромагнитом и неодимовыми магнитами. Расстояние может варьироваться в зависимости от силы притяжения вашего электромагнита. Включите его от мобильного зарядного устройства 5V 1Amp или 2Amp и проведите первый тест того, как работает проект.
Пожалуйста, обратите внимание на некоторые важные моменты этого проекта электромагнитной левитации. Выравнивание катушки и установки датчика имеет важное значение. Поэтому необходимо, чтобы предметы висели устойчиво и прямо навстречу силе тяжести. Стабильная система означает, что что-то сбалансировано. В качестве примера рассмотрим длинную палку, которую держат сверху. Он устойчив и висит прямо вниз, навстречу гравитации. Если вы отодвинете дно от прямого положения вниз, сила тяжести будет стремиться вернуть его в стабильное положение. Итак, из этого примера вы ясно понимаете, насколько важно прямое выравнивание катушки и датчика. Очень важно, чтобы объект долго висел прямо, не падая, и именно поэтому мы делаем подставку для этого проекта. Для вашего лучшего понимания я создал блок-схему, чтобы показать важность стабильного подвешивания и то, как датчик и катушка должны быть установлены для достижения отличной производительности.
На рисунке ниже показано, как работает наш проект по завершению. Надеюсь, вы поняли учебник и узнали что-то полезное.
Вы также можете ознакомиться с полной работой этого проекта в видео, прилагаемом ниже. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете оставить их в разделе комментариев ниже или использовать наши форумы для других технических вопросов.
https://circuitdigest.com/electronic-circuits/diy-electromagnetic-levitation-device
Загрузка...
