电磁悬浮装置建造一个反重力工程这是令人兴奋和有趣的观看。该设备可以在没有任何可见支撑的情况下使物体漂浮,就像一个物体在自由空间或空气中游泳。为了使这个设备工作,你需要使用电磁铁吸引物体,但当它离电磁铁很近时,电磁铁应该停止作用,被吸引的物体应该由于重力而下落,并在下落的物体因重力而完全下落之前再次吸引它,这一过程仍在继续。该项目与我们的类似超声波悬浮,但在这里,我们将使用电磁波,而不是超声波。

现在回到这个概念,人类不可能打开和关闭电磁体,因为这个开关过程必须以非常快的速度和特定的间隔进行。所以我们建立了一个开关电路,它控制电磁铁来实现电磁浮动.

所需组件

din
S.编号 零部件名称 类型/型号/价值
1. 霍尔效应传感器 A3144

1.

2.

Mosfet晶体

伊朗伊斯兰共和国44N

1.

3.

反对

330欧姆

1.

4.

反对

1公里

1.

5.

指示L.E.D

5mm任何颜色

1.

6.

二极管

4007年

1.

7.

26或27规格电磁线

0.41至0.46毫米

1kg或以上

8.

点状Vero板

小的

1.

g="0" cellspacing="0" style="width:708px">

磁悬浮电路图

完整的磁悬浮原理图可以在下面找到。正如您所看到的,它只由几个正常可用的组件组成。

Magnetic Levitation Circuit Diagram

这个的主要组成部分DIY磁悬浮电路是霍尔效应传感器、MOSFET晶体管和电磁线圈。我们之前曾使用电磁线圈来构建其他有趣的项目,如迷你特斯拉线圈一电磁线圈枪等

我们使用Irfz44N N沟道Mosfet进行第一次开关和打开/关闭电磁铁。Irfz44n/任何N沟道MOSFET或类似(NPN)强大的晶体管都可以用于此目的,它具有高电流处理能力,如TIP122/2N3055等。选择Irfz44晶体管是因为它通常用于5V操作的微控制器项目,并且很容易在当地市场上买到。另一方面,它在25摄氏度的温度下具有49A漏极电流处理能力。它可以与各种电压一起使用。

首先,我在12伏的配置上对电路和整个项目进行了实验和测试,但我发现我的电磁线圈和MOSFET都变得非常热,所以我不得不切换回5伏。我没有注意到任何差异或问题发生,MOSFET和线圈处于正常温度。此外,Mosfet不需要散热器。

电阻器R1用于保持MOSFET栅极引脚电压高(如上拉电阻器),以获得适当的阈值电压或触发电压。但是,当钕磁体靠近中心安装的霍尔效应传感器(在电磁铁中间)或钕磁体在霍尔效应传感器的范围内时,我们的电路应向MOSFET栅极引脚提供负输出。因此,get引脚/控制引脚电压下降,指示器L.E.D.和电磁铁的MOSFET漏极引脚输出也下降,并且被禁用。当附着钕磁体的物体因重力而掉落时,钕磁体将脱离霍尔效应传感器的范围,现在霍尔效应传感器不提供任何输出。MOSFET的栅极引脚变高并快速触发导通(对于R1电阻控制引脚/栅极引脚已经很高),快速激励电磁线圈并吸引附着有钕磁体的物体。这个循环仍在继续,物体仍处于悬挂状态。

R2 330欧姆电阻用于在5v下发光的LED(指示灯LED),并限制LED保护的电压和电流。D1二极管只不过是一个反馈阻断二极管,用于每个线圈设备,如用于反向反馈电压阻断的继电器。

磁悬浮电路的构建

首先建造电磁铁的线圈。要制作气孔电磁铁,首先需要制作电磁铁的框架或主体。要做到这一点,需要一支直径约8毫米的旧钢笔,它已经有了一个中心孔(在我的情况下,我已经用游标卡尺测量了直径)。用永久性记号笔标记所需的长度,并切成大约25mm的长度。

Vernier Scale

接下来,取一小块纸板/任何坚硬的纸张材料,或者你可以使用有机玻璃,切割两块直径约25毫米长的绕组,中间有一个孔,如下图所示。

Building Magnetic Levitation

在“发烧”的帮助下或在任何强力胶水的帮助下修复所有东西。最后,框架应该是这样的。

Coil for Electromagnet

如果你懒得做这个,你可以拿一个旧的焊锡架。

Soldering Wire Holder

电磁铁框架已准备就绪。现在继续制作电磁线圈。首先,在绕组直径的一侧打一个小孔,然后固定电线。开始缠绕电磁铁,并确保其转动约550圈。每一层都用大提琴胶带或其他类型的胶带隔开。如果你太懒了,不愿意制作电磁体(在我的情况下,我已经制作了电磁体,它也有使用5伏的优势),你可以从6伏或12伏的继电器中取出,但你应该小心,你的霍尔效应传感器A3144只接受5伏的最大值。因此,您需要使用LM7805电压调节器IC为霍尔效应传感器供电。

Electromagnetic Coil

当你的中心空心电磁铁线圈准备好后,把它放在一边,进入第2步。将所有组件排列好并焊接在Vero板上,如图所示。

Magnetic Levitation Components

Magnetic Levitation Circuit

为了固定电磁线圈和霍尔效应传感器装置,支架是必要的,因为线圈和传感器装置的状态对准对于物体朝向重力的稳定悬挂很重要。我安排了两块管子、纸板和一小块P.V.C.接线盒。为了标记所需的长度,我使用了一个永久标记,而为了切割,我使用手锯和刀。并在胶水和胶水枪的帮助下修复了所有东西。

在P.V.C.接线盒中间打一个洞,并用胶水固定线圈。然后,折叠传感器。将其放入电磁线圈的孔内。请记住,悬挂物体(附钕磁体)与电磁线圈的距离取决于传感器被推入电磁铁中心孔的程度。霍尔效应传感器具有特定的感应距离,该距离应在电磁吸引范围内,以完美悬挂物体。我们的国产电磁悬浮装置现在已准备好采取行动。

Electromagnetic Levitation Device

磁悬浮电路的工作和测试

使用双面胶带用纸板固定控制板。在扎带的帮助下,用支架架巧妙地连接起来。与控制电路进行所有连接。将传感器放入电磁铁的中心孔内。调整电磁体内部霍尔效应传感器的完美位置,并设置电磁体和钕磁体之间的最大距离。距离可能会根据你的电磁铁吸引力而变化。用5V 1Amp或2Amp移动充电器为其供电,并对项目的工作原理进行第一次测试。

Testing Magnetic Levitation Circuit

关于这个电磁悬浮项目,请仔细注意一些要点。线圈和传感器设置的对齐至关重要。因此,有必要将物体稳定且笔直地悬挂在重力方向上。一个稳定的系统意味着某种东西是平衡的。举个例子,考虑一下从顶部拿着的一根长棍子。它是稳定的,并直接朝着重力方向垂下。如果你把底部推离直下位置,重力会把它拉回到稳定的位置。因此,从这个例子中,您可以清楚地理解线圈和传感器的直线对齐是多么重要。将物体长时间直线悬挂而不掉落是很重要的,这就是我们支持这个项目的原因。为了让您更好地理解,我创建了一个框图来展示稳定悬挂的重要性,以及如何安装传感器和线圈以获得优异的性能。

Magnetic Levitation Block Diagram

  • 如果你想增加悬挂物体与电磁铁的距离,你必须增加电磁铁的功率和吸引力范围,并改变传感器的排列/位置。
  • 如果你想悬挂更大的物体,那么你必须增加电磁力。为此,你需要增加磁力线规格和匝数,还需要增加与悬挂物体相连的钕磁体的数量。
  • 更大的电磁铁消耗更多的电流,我的电路目前只工作在5V,但在某些情况下,可能需要根据线圈参数增加电压。
  • 如果您使用12V继电器线圈或任何高压强大的电磁线圈,不要忘记为A3144霍尔效应传感器使用LM7805电压调节器。

下面的图片显示了我们的项目是如何完成的。希望你能理解本教程并学到一些有用的东西。

Electromagnetic Levitation Device

你也可以在下面的视频中查看这个项目的完整工作。如果您有任何问题,您可以在下面的评论部分留下,也可以使用我们的论坛其他技术问题。