Diy electromagnetic levitation device

Ang aparatong electromagnetic levitation na ito ay isang cool na upang bumuo ng isang proyekto laban sa gravity na kapana-panabik at kagiliw-giliw na panoorin. Ang aparato ay maaaring gumawa ng isang bagay na lumutang nang walang anumang nakikitang suporta, ito ay tulad ng isang bagay na lumalangoy sa libreng puwang o hangin. Upang paganahin ang aparatong ito, kailangan mong makaakit ng isang bagay gamit ang electromagnet, ngunit kapag malapit ito sa electromagnet, dapat mag-deactivate ang electromagnet at dapat mahulog ang naaakit na bagay dahil sa gravity at muling akitin ang nahuhulog na bagay bago ito mahulog ganap na dahil sa gravity at nagpapatuloy ang prosesong ito. Ang proyekto ay pareho sa aming Ultrasonic Acoustic Levitation, ngunit dito sa halip na gumamit ng mga ultrasonic alon, gagamit kami ng mga electromagnetic na alon.

Bumabalik sa konsepto, hindi posible para sa isang tao na i-on at i-off ang electromagnet dahil ang proseso ng paglipat na ito ay kailangang maganap nang napakabilis at sa isang tinukoy na agwat. Kaya't nakabuo kami ng isang switching circuit, na kinokontrol ang electromagnet upang makamit ang electromagnetic na lumulutang.

Kinakailangan ang Component

S.Hindi	Mga Bahagi / Pangalan ng Component	Uri / Modelo / Halaga	Dami
1	Sensor ng Epekto ng Hall	A3144	1
2	Mosfet Transistor	Irfz44N	1
3	Paglaban	330ohm	1
4	Paglaban	1k	1
5	Ipinapahiwatig ang LED	5mm anumang kulay	1
6	Diode	IN4007	1
7	26 o 27 Gauge Magnet wire	0.41 hanggang 0.46 mm	1kg o higit pa
8	May tuldok na board na Vero	Maliit	1

Magnetic Levitation Circuit Diagram

Ang kumpletong Magnetic Levitation Schematic ay matatagpuan sa ibaba. Tulad ng nakikita mo ay binubuo lamang ito ng ilang mga karaniwang magagamit na mga sangkap.

Ang mga pangunahing bahagi ng DIY Magnetic levitation circuit na ito ay ang sensor ng Hall effect at MOSFET transistor at isang electromagnetic coil. Ginamit namin dati ang mga electromagnetic coil upang makabuo ng iba pang mga kagiliw-giliw na proyekto tulad ng isang Mini Tesla Coil, isang electromagnetic coil gun, atbp.

Gumagamit kami ng Irfz44N N-channel Mosfet para sa pinakaunang paglipat at pag-on / pag-on ng mga electromagnet. Ang Irfz44n / anumang N-channel MOSFET o katulad (NPN) na malakas na transistor ay maaaring gamitin para sa hangaring ito, na may mataas na kasalukuyang kakayahan sa paghawak tulad ng TIP122 / 2N3055, atbp. Ang Irfz44N transistor ay napili dahil karaniwang ginagamit ito sa 5V na pinapatakbo na mga proyekto ng microcontroller at madaling magagamit sa mga lokal na merkado. Sa kabilang banda, mayroon itong 49A Drain kasalukuyang kakayahan sa paghawak sa temperatura na 25-degree. Maaari itong magamit sa isang malawak na hanay ng mga voltages.

Una, nag-eksperimento ako at nasubukan ang circuit at ang buong proyekto sa pagsasaayos ng 12 Volt, ngunit nakita ko ang aking electromagnetic coil at MOSFET, kapwa naging sobrang init, kaya't kailangan kong bumalik sa 5v. Hindi ko napansin ang anumang pagkakaiba o mga problemang nangyayari, at ang MOSFET at coil ay nasa normal na temperatura. Gayundin, hindi na kailangan ang heat sink para sa Mosfet.

Ginagamit ang resistorR1 upang mapanatili ang MOSFET gate pin voltage na mataas (tulad ng isang pull-up risistor) para sa pagkuha ng tamang boltahe ng threshold o pag-trigger ng boltahe. Ngunit kapag ang mga neodymium magnet ay malapit sa gitnang naka-mount na sensor ng epekto ng hall (sa gitna ng electromagnets) o ang mga neodymium magnet ay nasa loob ng saklaw ng sensor ng hall effect, ang aming circuit ay dapat magbigay ng negatibong output sa MOSFET gate pin. Bilang isang resulta, kumuha ng pin / control pin voltage drop, ang MOSFET drain pin output para sa LED na tagapagpahiwatig, at ang electromagnet ay bumaba din, at ito ay hindi pinagana. Kapag ang mga bagay na nakakabit sa mga neodymium magnet ay nahulog o nahulog dahil sa gravity, ang mga Neodymium magnet ay lalabas mula sa saklaw ng sensor ng hall effect at ngayon ang sensor ng hall effect ay hindi nagbibigay ng anumang output.Ang pin ng gate ng MOSFETs ay naging mataas at mabilis na na-trigger (para sa R1 na resistensya sa control pin / gate pin na mataas na) pasiglahin ang electromagnetic coil nang mabilis at akitin ang bagay na nakakabit sa neodymium magnet. Nagpapatuloy ang pag-ikot na ito, at mananatiling nakabitin ang mga bagay.

Ang paglaban ng R2 330ohm ay ginagamit para sa kumikinang na LED sa 5v (tagapagpahiwatig LED) at nililimitahan ang boltahe at kasalukuyang daloy para sa proteksyon ng LED. Ang D1 diode ay walang anuman kundi isang feedback block diode na ginagamit sa bawat coil device tulad ng isang relay para sa baligtad na pag-block ng boltahe ng feedback.

Pagbuo ng Magnetic Levitation Circuit

Magsimula sa pamamagitan ng pagbuo ng likaw para sa electromagnet. Para sa paggawa ng airhole Electromagnet, una, kailangan mong gumawa ng isang frame o katawan para sa mga electromagnet. Upang magawa iyon, kumuha ng isang lumang panulat na humigit-kumulang na 8mm diameter na mayroon nang isang butas sa gitna (sa aking kaso, sinukat ko ang diameter sa scale ng Vernier). Markahan ang kinakailangang haba sa isang permanenteng marker at gupitin sa 25mm haba na tinatayang.

Susunod, kumuha ng isang maliit na piraso ng karton / anumang matigas na kalidad na materyal na papel, o maaari mong gamitin ang plexiglass at gupitin ang dalawang piraso ng paikot-ikot na diameter tungkol sa 25mm haba na may isang butas sa gitna tulad ng ipinakita sa larawan sa ibaba.

Ayusin ang lahat sa tulong ng "feviquick" o sa tulong ng anumang malakas na pandikit. Sa wakas, dapat ganito ang hitsura ng frame.

Kung ikaw ay masyadong tamad upang itayo ito, maaari kang kumuha ng isang lumang may hawak ng wire na panghinang.

Handa na ang frame ng electromagnet. Ngayon magpatuloy sa paggawa ng isang electromagnetic coil. Una, gumawa ng isang maliit na butas sa isang gilid ng paikot-ikot na diameter at ayusin ang kawad. Simulang paikot-ikot ang electromagnet at tiyaking makakagawa ito ng mga 550 na liko. Ang bawat layer ay pinaghihiwalay ng cello tape o iba pang mga uri ng tape. Kung ikaw ay tamad na gawin ang iyong mga electromagnet (sa aking kaso, ginawa ko ang aking mga electromagnet na may kalamangan din na magtrabaho kasama ang 5v), maaari mo itong alisin mula sa 6 v o 12 v relay, ngunit dapat kang mag-ingat na ang iyong ang hall sensor sensor A3144 ay tumatanggap lamang ng 5V na maximum. Kaya kailangan mong gumamit ng isang LM7805 boltahe regulator IC upang magbigay ng lakas sa iyong sensor ng epekto ng hall.

Kapag handa na ang iyong center air cored electromagnet coil, itabi ito at lumipat sa hakbang 2. Ayusin ang lahat ng mga sangkap at solder ito sa Vero board, tulad ng nakikita mo sa mga larawan dito.

Para sa pag-aayos ng electromagnetic coil at pag-setup ng sensor ng hall effect, kailangan ng paninindigan dahil sa pagkakahanay ng estado ng coil at pag-setup ng sensor ay mahalaga para sa matatag na pagbitay ng bagay patungo sa puwersa ng gravity. Inayos ko ang dalawang piraso ng tubo, karton, at isang maliit na piraso ng pambalot na kable ng PVC. Para sa pagmamarka ng kinakailangang haba, gumamit ako ng isang permanenteng marker at para sa paggupit, gumamit ako ng isang lagari ng kamay at isang kutsilyo. At naayos ang lahat sa tulong ng pandikit at Pandikit.

Gumawa ng isang butas sa gitna ng casing ng mga kable ng PVC at ayusin ang likid sa tulong ng pandikit. Pagkatapos, tiklupin ang sensor. Ilagay sa loob ng butas ng electromagnetic coil. Mangyaring tandaan ang distansya ng nakabitin na bagay (nakakabit sa mga neodymium magnet) mula sa electromagnetic coil ay nakasalalay sa kung magkano ang itulak ng sensor sa loob ng butas ng gitna ng electromagnet. Ang sensor ng epekto ng hall ay may isang tiyak na distansya ng sensing, na dapat ay nasa loob ng saklaw ng atraksyon ng electromagnetic upang mabitay nang perpekto ang mga bagay. Ang aming Homemade electromagnetic levitation device ay handa na para sa pagkilos.

Paggawa at Pagsubok ng Magnetic Levitation Circuit

Ayusin ang control board gamit ang karton gamit ang magkabilang tape. Maayos na mag-wire up gamit ang stand frame sa tulong ng isang cable tie. Gawin ang lahat ng mga koneksyon sa control circuit. Ilagay ang sensor sa loob ng butas ng gitna ng electromagnet. Ibagay ang perpektong posisyon ng sensor ng epekto ng Hall sa loob ng electromagnet, at itakda ang maximum na distansya sa pagitan ng mga electromagnet at neodymium magnet. Ang distansya ay maaaring mag-iba depende sa iyong kapangyarihan sa pagkahumaling ng electromagnet. Lakasin ito mula sa isang 5V 1Amp o 2Amp mobile charger at gawin ang unang pagsubok kung paano gumagana ang proyekto.

Mangyaring tandaan nang mabuti ang ilang mahahalagang puntos tungkol sa proyektong ito ng electromagnetic levitation. Mahalaga ang pagkakahanay ng pag-setup ng coil at sensor. Kaya kinakailangan na i-hang ang mga bagay na matatag at diretso patungo sa puwersa ng grabidad. Ang isang matatag na sistema ay nangangahulugang may balanseng bagay. Bilang isang halimbawa, isaalang-alang ang isang mahabang stick na hawak mula sa itaas. Ito ay matatag at nakabitin diretso pababa patungo sa gravity. Kung itulak mo ang ilalim mula sa tuwid na posisyon, ang gravity ay may posibilidad na hilahin ito pabalik sa matatag na posisyon. Kaya mula sa halimbawang ito, malinaw mong naiintindihan kung gaano kahalaga ang tuwid na pagkakahanay ng coil at sensor. Mahalagang i-hang ang bagay nang diretso nang mahabang panahon nang hindi nahuhulog, at ito ang dahilan kung bakit tumayo kami para sa proyektong ito. Para sa iyong mas mahusay na pag-unawa,Lumikha ako ng isang diagram ng block upang maipakita ang kahalagahan ng matatag na pagbitay at kung paano dapat mai-mount ang sensor at coil upang makamit ang mahusay na pagganap.

• Kung nais mong dagdagan ang distansya ng mga nakabitin na bagay mula sa electromagnet, dapat mong dagdagan ang saklaw ng lakas at akit ng electromagnet at baguhin ang pag-aayos / posisyon ng sensor.
• Kung nais mong mag-hang ng mas malaking mga bagay, pagkatapos ay kailangan mong dagdagan ang electromagnetic power. Para sa mga iyon, kailangan mong dagdagan ang magnet wire GAUGE at bilang ng mga liko at isang mas mataas na bilang ng mga neodymium magnet na naka-attach sa mga nakabitin na mga bagay din ay kinakailangan.
• Ang mas malaking electromagnet ay kumakain ng mas maraming kasalukuyang, at ang aking circuit ay kasalukuyang nagtatrabaho sa 5V lamang, ngunit sa ilang mga kaso, maaaring may pangangailangan ng mas mataas na boltahe depende sa parameter ng coil.
• Kung gumagamit ka ng 12V relay coil o anumang mataas na boltahe na malakas na electromagnetic coil, huwag kalimutang gumamit ng isang LM7805 voltage regulator para sa A3144 hall effect sensor.

Ipinapakita ng larawan sa ibaba kung paano gumagana ang aming proyekto sa pagkumpleto. Inaasahan kong naintindihan mo ang tutorial at natutunan ang isang bagay na kapaki-pakinabang.

Maaari mo ring suriin ang kumpletong pagtatrabaho ng proyektong ito sa video na naka-attach sa ibaba. Kung mayroon kang anumang mga katanungan, maaari mong iwanan ang mga ito sa seksyon ng komento sa ibaba o maaari mong gamitin ang aming mga forum para sa iba pang mga teknikal na katanungan.