這個(gè)電磁懸浮裝置是一個(gè)很酷的反重力項(xiàng)目，令人興奮和有趣的觀看。該裝置可以使物體在沒有任何可見支撐的情況下漂浮，就像一個(gè)物體在自由空間或空氣中游泳一樣。為了使這個(gè)裝置工作，你需要用電磁鐵吸引一個(gè)物體，但是當(dāng)它非常接近電磁鐵時(shí)，電磁鐵應(yīng)該失效，被吸引的物體應(yīng)該由于重力而下落，然后再次吸引下落的物體，在它完全由于重力下落之前，這個(gè)過程繼續(xù)下去。這個(gè)項(xiàng)目類似于我們的超聲波聲波懸浮，但在這里，我們將使用電磁波而不是超聲波。
現(xiàn)在回到這個(gè)概念，人類不可能打開和關(guān)閉電磁鐵，因?yàn)檫@個(gè)開關(guān)過程必須在一個(gè)指定的間隔內(nèi)非?？斓匕l(fā)生。為此，我們搭建了開關(guān)電路，控制電磁鐵實(shí)現(xiàn)電磁漂浮。
所需的組件
磁懸浮電路圖
完整的磁懸浮原理圖可以在下面找到。正如您所看到的，它只由幾個(gè)正?？捎玫慕M件組成。
這個(gè)DIY磁懸浮電路的主要組成部分是霍爾效應(yīng)傳感器和MOSFET晶體管和一個(gè)電磁線圈。我們以前使用電磁線圈來構(gòu)建其他有趣的項(xiàng)目，如迷你特斯拉線圈，電磁線圈槍等。
我們使用Irfz44N n溝道Mosfet進(jìn)行第一次開關(guān)和打開/關(guān)閉電磁鐵。Irfz44n /任何n溝道MOSFET或類似(NPN)強(qiáng)大晶體管可用于此目的，其具有高電流處理能力，如TIP122 /2N3055等。選擇Irfz44N晶體管是因?yàn)樗ǔＥc5V操作的微控制器項(xiàng)目一起使用，并且在當(dāng)?shù)厥袌錾虾苋菀撰@得。另一方面，它在25度溫度下具有49A漏極電流處理能力。它可以在很大的電壓范圍內(nèi)使用。
首先，我在12伏配置上對電路和整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和測試，但我發(fā)現(xiàn)我的電磁線圈和MOSFET都變得非常熱，所以我不得不切換回5v。我沒有注意到任何差異或問題發(fā)生，并且MOSFET和線圈處于正常溫度。而且，對于Mosfet來說也不需要散熱器。
電阻r1用于保持MOSFET柵極引腳電壓高(如上拉電阻)，以獲得適當(dāng)?shù)拈撝惦妷夯蛴|發(fā)電壓。但是當(dāng)釹磁鐵靠近安裝在中心的霍爾效應(yīng)傳感器(在電磁鐵的中間)或釹磁鐵在霍爾效應(yīng)傳感器的范圍內(nèi)時(shí)，我們的電路應(yīng)該為MOSFET柵極引腳提供負(fù)輸出。結(jié)果，得到引腳/控制引腳電壓下降，MOSFET漏極引腳輸出指示燈led，電磁鐵也下降，它被禁用。當(dāng)附著釹磁鐵的物體在重力作用下下落時(shí)，釹磁鐵就會脫離霍爾效應(yīng)傳感器的范圍，現(xiàn)在霍爾效應(yīng)傳感器不提供任何輸出。mosfet柵極引腳變得高，并迅速觸發(fā)(R1電阻控制引腳/柵極引腳已經(jīng)高)，快速激勵(lì)電磁線圈并吸引附著釹磁鐵的物體。這個(gè)循環(huán)繼續(xù)，物體仍然掛著。
R2 3300ohm電阻用于5v發(fā)光LED(指示燈LED)，并限制LED保護(hù)的電壓和電流。D1二極管只不過是一個(gè)反饋?zhàn)枞O管，用于每個(gè)線圈裝置，如繼電器，用于反向反饋電壓阻塞。
建造磁懸浮線路
首先建立線圈的電磁鐵。為了制作空穴電磁鐵，首先需要制作電磁鐵的框架或本體。要做到這一點(diǎn)，拿一支直徑約8mm的舊筆，已經(jīng)有一個(gè)中心孔(在我的情況下，我已經(jīng)測量了游標(biāo)刻度的直徑)。用永久記號筆標(biāo)記所需長度，切成25mm左右的長度。
接下來，取一小塊硬紙板/任何硬的紙張材料，或者你可以使用有機(jī)玻璃，剪下兩個(gè)直徑約25mm長的卷繞，中間有一個(gè)孔，如下圖所示。
用“快速”或任何強(qiáng)力膠水來固定所有的東西。最后，框架應(yīng)該是這樣的。
如果你懶得做這個(gè)，你可以拿一個(gè)舊的焊絲支架。
已準(zhǔn)備好電磁鐵框?，F(xiàn)在繼續(xù)制作電磁線圈。首先，在繞組直徑的一側(cè)打一個(gè)小洞，固定電線。開始繞電磁鐵，確保它轉(zhuǎn)550圈左右。每一層由大提琴膠帶或其他類型的膠帶隔開。如果你是如此懶惰，使你的電磁鐵(在我的情況下，我已經(jīng)使我的電磁鐵也有5v工作的優(yōu)勢)，你可以把它從6 v或12 v繼電器，但你應(yīng)該小心，你的霍爾效應(yīng)傳感器A3144只接受5v最大值。因此，您需要使用LM7805穩(wěn)壓IC為霍爾效應(yīng)傳感器供電。
當(dāng)你的中心空心電磁鐵線圈準(zhǔn)備好了，把它放在一邊，然后移動到步驟2。安排所有的組件和焊接它在Vero板上，你可以看到在這里的圖片。
為了固定電磁線圈和霍爾效應(yīng)傳感器設(shè)置，一個(gè)支架是必要的，因?yàn)榫€圈和傳感器設(shè)置的狀態(tài)對齊對于物體對重力的穩(wěn)定懸掛很重要。我安排了兩根管子、紙板和一小塊聚氯乙烯電線套管。為了標(biāo)記所需的長度，我用了永久性的記號筆，為了切割，我用了手鋸和刀。并在膠水和膠槍的幫助下固定了所有的東西。
在聚氯乙烯接線盒中間打一個(gè)孔，用膠水固定線圈。然后，折疊傳感器。放入電磁線圈的孔內(nèi)。請記住，懸掛物體(附釹磁鐵)與電磁線圈的距離取決于傳感器在電磁鐵中心孔內(nèi)的推力?；魻栃?yīng)傳感器具有特定的感應(yīng)距離，該距離應(yīng)在電磁吸引范圍內(nèi)，以完美地懸掛物體。我們自制的電磁懸浮裝置現(xiàn)在可以投入使用了。
磁懸浮回路的工作與測試
用紙板固定控制板，兩側(cè)用膠帶固定。很好地電線與站立框架與電纜扎的幫助。與控制電路進(jìn)行所有連接。將傳感器放入電磁鐵的中心孔內(nèi)。調(diào)整霍爾效應(yīng)傳感器在電磁鐵內(nèi)部的完美位置，并設(shè)置電磁鐵與釹磁鐵之間的最大距離。距離可能會根據(jù)你的電磁鐵吸引力的大小而變化。用5伏1安培或2安培的移動充電器給它充電，并對該項(xiàng)目進(jìn)行第一次測試。
請仔細(xì)注意這個(gè)電磁懸浮項(xiàng)目的一些要點(diǎn)。線圈和傳感器設(shè)置的對齊是必不可少的。因此，有必要將物體穩(wěn)定地垂直地懸掛在重力上。一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)意味著某物是平衡的。舉個(gè)例子，考慮一根從上面拿著的長棍子。它是穩(wěn)定的，垂直向下的重力。如果你把底部從垂直向下的位置推開，重力會把它拉回穩(wěn)定的位置。因此，從這個(gè)例子中，您清楚地了解線圈和傳感器的直線對齊是多么重要。重要的是要將物體長時(shí)間懸掛而不掉落，這就是為什么我們?yōu)檫@個(gè)項(xiàng)目制作了一個(gè)支架。為了讓您更好地理解，我創(chuàng)建了一個(gè)框圖來顯示穩(wěn)定懸掛的重要性，以及如何安裝傳感器和線圈以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的性能。
如果你想增加懸掛物體與電磁鐵的距離，你必須增加電磁鐵的功率和吸引范圍，改變傳感器的排列/位置。
如果你想懸掛更大的物體，那么你必須增加電磁功率。為此，您需要增加磁鐵線的規(guī)格和匝數(shù)，并且需要增加懸掛物體上的釹磁鐵的數(shù)量。
較大的電磁鐵消耗更多的電流，我的電路目前僅在5V上工作，但在某些情況下，可能需要根據(jù)線圈參數(shù)增加電壓。
如果您使用12V繼電器線圈或任何高壓強(qiáng)大的電磁線圈，不要忘記為A3144霍爾效應(yīng)傳感器使用LM7805穩(wěn)壓器。
下面的圖片顯示了我們的項(xiàng)目是如何完成的。希望你理解了教程，并學(xué)到了一些有用的東西。
本文編譯自circuitdigest
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