Diy ηλεκτρομαγνητική συσκευή ανύψωσης

Αυτή η συσκευή ηλεκτρομαγνητικής ανύψωσης είναι μια δροσερή κατασκευή ενός έργου κατά της βαρύτητας που είναι συναρπαστικό και ενδιαφέρον για παρακολούθηση. Η συσκευή μπορεί να κάνει κάτι να επιπλέει χωρίς ορατή υποστήριξη, είναι σαν ένα αντικείμενο που κολυμπά σε ελεύθερο χώρο ή αέρα. Για να λειτουργήσει αυτή η συσκευή, πρέπει να προσελκύσετε ένα αντικείμενο χρησιμοποιώντας τον ηλεκτρομαγνήτη, αλλά όταν είναι πολύ κοντά στον ηλεκτρομαγνήτη, ο ηλεκτρομαγνήτης πρέπει να απενεργοποιηθεί και το ελκυστικό αντικείμενο να πέσει κάτω λόγω της βαρύτητας και να προσελκύσει ξανά το αντικείμενο που πέφτει πριν πέσει κάτω εντελώς λόγω της βαρύτητας και αυτή η διαδικασία συνεχίζεται. Το έργο είναι παρόμοιο με την Υπερηχητική Ακουστική Αύξηση, αλλά εδώ αντί να χρησιμοποιούμε υπερηχητικά κύματα, θα χρησιμοποιούμε ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Τώρα επιστρέφοντας στην ιδέα, δεν είναι δυνατόν για έναν άνθρωπο να ενεργοποιήσει και να απενεργοποιήσει τον ηλεκτρομαγνήτη, επειδή αυτή η διαδικασία μεταγωγής πρέπει να πραγματοποιηθεί πολύ γρήγορα και σε καθορισμένο διάστημα. Έτσι έχουμε δημιουργήσει ένα κύκλωμα μεταγωγής, το οποίο ελέγχει τον ηλεκτρομαγνήτη για να επιτύχει ηλεκτρομαγνητική επιπλέουσα.

Απαιτείται συστατικό

ΝΟ	Όνομα ανταλλακτικών / συστατικών	Τύπος / μοντέλο / τιμή	Ποσότητα
1	Αισθητήρας Hall Effect	Α3144	1
2	Τρανζίστορ Mosfet	Irfz44N	1
3	Αντίσταση	330ωμ	1
4	Αντίσταση	1k	1
5	Ένδειξη LED	5mm οποιοδήποτε χρώμα	1
6	Δίοδος	IN4007	1
7	Σύρμα μαγνήτη 26 ή 27	0,41 έως 0,46 mm	1 κιλό ή περισσότερο
8	Διακεκομμένη πλακέτα Vero	Μικρό	1

Διάγραμμα κυκλώματος μαγνητικής ανύψωσης

Το πλήρες Σχηματικό Μαγνητικό Μετεωρισμό βρίσκεται παρακάτω. Όπως μπορείτε να δείτε, αποτελείται μόνο από λίγα συνήθως διαθέσιμα στοιχεία.

Τα κύρια συστατικά αυτού του κυκλώματος μαγνητικής ανύψωσης DIY είναι ο αισθητήρας εφέ Hall και το τρανζίστορ MOSFET και ένα ηλεκτρομαγνητικό πηνίο. Έχουμε χρησιμοποιήσει προηγουμένως ηλεκτρομαγνητικά πηνία για να φτιάξουμε άλλα ενδιαφέροντα έργα όπως ένα Mini Tesla Coil, ένα ηλεκτρομαγνητικό πηνίο κ.λπ.

Χρησιμοποιούμε το Irfz44N N-channel Mosfet για την πρώτη ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των ηλεκτρομαγνητών. Το ισχυρό τρανζίστορ Irfz44n / οποιοδήποτε N-channel MOSFET ή παρόμοιο (NPN) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αυτόν τον σκοπό, το οποίο έχει υψηλή ικανότητα χειρισμού ρεύματος όπως TIP122 / 2N3055, κ.λπ. Το τρανζίστορ Irfz44N επιλέγεται επειδή χρησιμοποιείται συνήθως με έργα μικροελεγκτή που λειτουργούν 5V και είναι εύκολα διαθέσιμο στις τοπικές αγορές. Από την άλλη πλευρά, έχει ικανότητα χειρισμού αποστράγγισης 49Α σε θερμοκρασία 25 βαθμών. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ένα ευρύ φάσμα τάσεων.

Πρώτα, έχω πειραματιστεί και δοκιμάσει το κύκλωμα και ολόκληρο το έργο σε διαμόρφωση 12 Volt, αλλά βρήκα το ηλεκτρομαγνητικό μου πηνίο και το MOSFET, και οι δύο έγιναν εξαιρετικά ζεστά, οπότε έπρεπε να επιστρέψω στα 5v. Δεν παρατήρησα καμία διαφορά ή προβλήματα που συμβαίνουν, και το MOSFET και το πηνίο ήταν σε κανονική θερμοκρασία. Επίσης, δεν υπήρχε ανάγκη για ψύκτρα για το Mosfet.

Η αντίσταση R1 χρησιμοποιείται για να διατηρήσει την τάση του πείρου πύλης MOSFET υψηλή (όπως μια αντίσταση pull-up) για τη λήψη κατάλληλης τάσης κατωφλίου ή τάσης ενεργοποίησης. Αλλά όταν οι μαγνήτες νεοδυμίου βρίσκονται κοντά στον κεντρικά τοποθετημένο αισθητήρα εφέ αιθουσών (στη μέση των ηλεκτρομαγνητών) ή οι μαγνήτες νεοδυμίου βρίσκονται εντός του εύρους του αισθητήρα εφέ αίθουσας, το κύκλωμα μας θα πρέπει να παρέχει αρνητική έξοδο στον πείρο πύλης MOSFET. Ως αποτέλεσμα, μειώστε την τάση του πείρου / του πείρου ελέγχου, η έξοδος του πείρου αποστράγγισης MOSFET για την ενδεικτική λυχνία LED και ο ηλεκτρομαγνήτης πέφτει επίσης και απενεργοποιείται. Όταν τα αντικείμενα που συνδέονται με μαγνήτες νεοδυμίου πέφτουν ή πέφτουν λόγω της βαρύτητας, οι μαγνήτες νεοδυμίου θα βγουν από το εύρος του αισθητήρα εφέ αίθουσας και τώρα ο αισθητήρας εφέ αίθουσας δεν παρέχει καμία έξοδο.Ο πείρος πύλης MOSFET γίνεται ψηλός και ενεργοποιείται γρήγορα (για τον πείρο ελέγχου αντίστασης R1 / πείρος πύλης ήδη υψηλός) ενεργοποιεί γρήγορα το ηλεκτρομαγνητικό πηνίο και προσελκύει το αντικείμενο που συνδέεται με μαγνήτες νεοδυμίου. Αυτός ο κύκλος συνεχίζεται και τα αντικείμενα παραμένουν κρεμαστά.

Η αντίσταση R2 330ohm χρησιμοποιείται για λαμπερό LED στα 5v (ενδεικτική λυχνία LED) και περιορίζει την τάση και το ρεύμα για προστασία LED. Η δίοδος D1 δεν είναι παρά μια δίοδος αποκλεισμού ανατροφοδότησης που χρησιμοποιείται σε κάθε συσκευή πηνίου, όπως ένα ρελέ για μπλοκάρισμα αντίστροφης τάσης ανάδρασης.

Δημιουργία του κυκλώματος μαγνητικής ανύψωσης

Ξεκινήστε χτίζοντας το πηνίο για ηλεκτρομαγνήτη. Για την κατασκευή ηλεκτρομαγνήτη αερότρυψης, πρώτα, πρέπει να φτιάξετε ένα πλαίσιο ή σώμα για τους ηλεκτρομαγνήτες. Για να γίνει αυτό, πάρτε ένα παλιό στυλό διαμέτρου περίπου 8 mm που έχει ήδη μια κεντρική οπή (στην περίπτωσή μου, μέτρησα τη διάμετρο σε κλίμακα Vernier). Σημειώστε το απαιτούμενο μήκος με μόνιμο μαρκαδόρο και κόψτε σε μήκος περίπου 25 mm.

Στη συνέχεια, πάρτε ένα μικρό κομμάτι χαρτόνι / οποιοδήποτε υλικό σκληρού χαρτιού, διαφορετικά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πλεξιγκλάς και να κόψετε δύο κομμάτια διαμέτρου περιέλιξης μήκους περίπου 25 mm με κεντρική τρύπα όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Διορθώστε τα πάντα με τη βοήθεια του "feviquick" ή με τη βοήθεια οποιασδήποτε ισχυρής κόλλας. Τέλος, το πλαίσιο θα πρέπει να μοιάζει με αυτό.

Εάν είστε πολύ τεμπέλης για να το φτιάξετε, μπορείτε να πάρετε μια παλιά βάση συγκολλητικού καλωδίου.

Το πλαίσιο του ηλεκτρομαγνήτη είναι έτοιμο. Τώρα προχωρήστε στη δημιουργία ενός ηλεκτρομαγνητικού πηνίου. Πρώτα, κάντε μια μικρή τρύπα στη μία πλευρά της διαμέτρου περιέλιξης και στερεώστε το σύρμα. Ξεκινήστε να τυλίγετε τον ηλεκτρομαγνήτη και βεβαιωθείτε ότι κάνει περίπου 550 στροφές. Κάθε στρώση διαχωρίζεται με ταινία βιολοντσέλου ή άλλους τύπους ταινιών. Εάν είστε τόσο τεμπέλης για να φτιάξετε τους ηλεκτρομαγνήτες σας (στην περίπτωσή μου, έχω φτιάξει τους ηλεκτρομαγνήτες μου που έχουν επίσης το πλεονέκτημα της εργασίας με 5v), μπορείτε να τον αφαιρέσετε από ρελέ 6 v ή 12 v, αλλά πρέπει να είστε προσεκτικοί Ο αισθητήρας Hall Effect A3144 δέχεται μόνο το μέγιστο 5V. Επομένως, πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν ρυθμιστή τάσης LM7805 για να δώσετε ισχύ στον αισθητήρα εφέ αίθουσας.

Όταν το πηνίο ηλεκτρομαγνήτη με κεντρικό αέρα είναι έτοιμο, κρατήστε το στην άκρη και προχωρήστε στο βήμα 2. Τακτοποιήστε όλα τα εξαρτήματα και κολλήστε το στην πλακέτα Vero, όπως μπορείτε να δείτε στις εικόνες εδώ.

Για τη στερέωση του ηλεκτρομαγνητικού πηνίου και του αισθητήρα εφέ αίθουσας, είναι απαραίτητη μια βάση λόγω της ευθυγράμμισης κατάστασης του πηνίου και η ρύθμιση του αισθητήρα είναι σημαντική για τη σταθερή ανάρτηση του αντικειμένου προς τη δύναμη βαρύτητας. Τακτοποίησα δύο κομμάτια σωλήνα, χαρτόνι και ένα μικρό κομμάτι καλωδίωσης από PVC. Για τη σήμανση του απαιτούμενου μήκους, χρησιμοποίησα έναν μόνιμο δείκτη και για την κοπή, χρησιμοποίησα ένα πριόνι χειρός και ένα μαχαίρι. Και διορθώσαμε τα πάντα με τη βοήθεια της κόλλας και της κόλλας.

Κάντε μια τρύπα στη μέση του καλωδίου PVC και στερεώστε το πηνίο με τη βοήθεια κόλλας. Στη συνέχεια, διπλώστε τον αισθητήρα. Τοποθετήστε μέσα στην οπή του ηλεκτρομαγνητικού πηνίου. Λάβετε υπόψη ότι η απόσταση του κρεμασμένου αντικειμένου (συνδεδεμένο με μαγνήτες νεοδυμίου) από το ηλεκτρομαγνητικό πηνίο εξαρτάται από το πόσο ωθεί ο αισθητήρας μέσα στην κεντρική οπή του ηλεκτρομαγνήτη. Ο αισθητήρας εφέ αίθουσας έχει μια συγκεκριμένη απόσταση ανίχνευσης, η οποία πρέπει να βρίσκεται εντός του εύρους ηλεκτρομαγνητικής έλξης για να κρεμάσει τα αντικείμενα τέλεια. Η σπιτική συσκευή ηλεκτρομαγνητικής ανύψωσης είναι τώρα έτοιμη για δράση

Εργασία και δοκιμή του κυκλώματος μαγνητικής ανύψωσης

Στερεώστε τον πίνακα ελέγχου με χαρτόνι χρησιμοποιώντας και τις δύο πλευρικές ταινίες. Καλωδιακά καλυμμένα με πλαίσιο στήριξης με τη βοήθεια καλωδίου. Πραγματοποιήστε όλες τις συνδέσεις με το κύκλωμα ελέγχου. Τοποθετήστε τον αισθητήρα στην κεντρική οπή του ηλεκτρομαγνήτη. Συντονίστε την τέλεια θέση του αισθητήρα εφέ Hall μέσα στον ηλεκτρομαγνήτη και ορίστε τη μέγιστη απόσταση μεταξύ των μαγνητών ηλεκτρομαγνήτη και νεοδυμίου. Η απόσταση μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την ισχύ έλξης του ηλεκτρομαγνήτη σας. Τροφοδοτήστε τον από έναν φορτιστή 5V 1Amp ή 2Amp και πραγματοποιήστε την πρώτη δοκιμή για το πώς λειτουργεί το έργο.

Σημειώστε προσεκτικά ορισμένα σημαντικά σημεία σχετικά με αυτό το έργο ηλεκτρομαγνητικής ανύψωσης. Η ευθυγράμμιση του πηνίου και του αισθητήρα είναι απαραίτητη. Επομένως, είναι απαραίτητο να κρεμάμε τα αντικείμενα σταθερά και ευθεία προς τη δύναμη της βαρύτητας. Ένα σταθερό σύστημα σημαίνει ότι κάτι είναι ισορροπημένο. Για παράδειγμα, σκεφτείτε ένα μακρύ ραβδί που κρατάτε από την κορυφή. Είναι σταθερό και κρέμεται κατευθείαν προς τη βαρύτητα. Εάν σπρώξετε το κάτω μέρος από την ευθεία κάτω θέση, η βαρύτητα θα τείνει να το τραβήξει πίσω στη σταθερή θέση. Έτσι από αυτό το παράδειγμα, καταλαβαίνετε σαφώς πόσο ζωτικής σημασίας είναι η ευθεία ευθυγράμμιση του πηνίου και του αισθητήρα. Είναι σημαντικό να κρεμάσετε το αντικείμενο ευθεία για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να πέσετε και γι 'αυτό υποστηρίζουμε αυτό το έργο. Για την καλύτερη κατανόησή σας,Έχω δημιουργήσει ένα μπλοκ διάγραμμα για να δείξω τη σημασία της σταθερής ανάρτησης και πώς πρέπει να τοποθετηθούν ο αισθητήρας και το πηνίο για να επιτύχω εξαιρετική απόδοση.

• Αν θέλετε να αυξήσετε την απόσταση των κρεμασμένων αντικειμένων από τον ηλεκτρομαγνήτη, πρέπει να αυξήσετε το εύρος ισχύος και έλξης του ηλεκτρομαγνήτη και να αλλάξετε τη διάταξη / θέση του αισθητήρα.
• Εάν θέλετε να κρεμάσετε μεγαλύτερα αντικείμενα, τότε πρέπει να αυξήσετε την ηλεκτρομαγνητική ισχύ. Για αυτό, πρέπει να αυξήσετε το μαγνητικό καλώδιο GAUGE και τον αριθμό των στροφών και απαιτείται επίσης αυξημένος αριθμός μαγνητών νεοδυμίου που συνδέονται με αντικείμενα ανάρτησης.
• Ο μεγαλύτερος ηλεκτρομαγνήτης καταναλώνει περισσότερο ρεύμα και το κύκλωμα μου λειτουργεί επί του παρόντος μόνο σε 5V, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να υπάρχει ανάγκη αυξημένης τάσης ανάλογα με την παράμετρο πηνίου.
• Εάν χρησιμοποιείτε ένα πηνίο ρελέ 12V ή οποιοδήποτε ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πηνίο υψηλής τάσης, μην ξεχάσετε να χρησιμοποιήσετε έναν ρυθμιστή τάσης LM7805 για τον αισθητήρα εφέ αίθουσας A3144.

Η παρακάτω εικόνα δείχνει πώς λειτουργεί το έργο μας μετά την ολοκλήρωση. Ελπίζω να καταλάβατε το σεμινάριο και να μάθετε κάτι χρήσιμο.

Μπορείτε επίσης να δείτε την πλήρη εργασία αυτού του έργου στο παρακάτω βίντεο. Εάν έχετε απορίες, μπορείτε να τις αφήσετε στην ενότητα σχολίων παρακάτω ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα φόρουμ μας για άλλες τεχνικές ερωτήσεις.