DIY elektromágneses levitáció!: 6 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:48

Ez a projekt lenyűgöz és inspirál! Mire jó ez a tudományos tudás, ha nem tudunk vele valami jót csinálni, igaz?

Ezzel a projekttel néhány olyan alkatrészt fogunk használni, amelyek könnyen elkészíthetők vagy megtalálhatók az állkapocs, az elme hajlító elektromágneses levitátor vagy az úgynevezett EMLEV felépítéséhez.

Néhány egyszerű áramkör, mágnes, Hall Effect szenzor és néhány más alkatrész segítségével lebeghet a levegőben!

Lássunk neki!

1. lépés: Amire szüksége lesz

Ehhez a projekthez szükségünk lesz egy vezérlő áramkörre, egy áramforrásra, egy EM tekercsre és egy mágnesre, a hardverrel és az eszközökkel együtt, hogy mindent össze lehessen hozni.

Az alkatrészlista a következő:

Áramköri lap Töltse le a sémát ITT

ITT SZERZED AZ ALKATRÉSZEKET

(1) Kis áramkör (1) LM7805 feszültségszabályozó (1) MIC502 IC (1) LMD18201 IC (1) SS495 A Hall -effektus érzékelő (1) 470uF kondenzátor (elektrolitikus) (1) 1uF kondenzátor (kerámia) (1) 0,1 uF kondenzátor (kerámia) (1) 0,01 uF kondenzátor (kerámia) (1) 2 nyílásbemeneti jack (+/-) (2) 2 vezetékes csatlakozó

(1) 12v/1a tápegység

(1) LCD feszültség kijelző (opcionális) (1) Zöld LED (opcionális) (1) 10K ellenállás

Mágnesszelep (20g 150-300 fordulat) (1) Acélcsavar

Különböző színű huzal (18-24 g) (2-3) Neodímium korongmágnesek (3) 8 "x10" plexilapok (4) 12 "x 5/15" menetes rúd (24) 5/16 "anyák (24) 5/ 16 "alátétek (8) 5/16" gumi kupakok (opcionális)

A bemutatott szerszámok közé tartozik a forrasztópáka és a forrasztópáka, a fúró és a bitek 5/16 hüvelykig, és rendelkeznie kell elektromos szalaggal vagy zsugorfóliával, ragasztóval és 5/16 -os csavarkulccsal.

Minden alkatrész elérhető ITT:

www.drewpauldesigns.com/diy-electromagnetic-levitation-kit.html

2. lépés: Elmélet és alapvető összetevők

Miért nem lebeghetünk fém tárgyakat mágnessel a megfelelő távolságban? Mivel a vasanyag közeledik a mágneses mezőhöz, az erő exponenciálisan növekszik. Ezt az úgynevezett mágneses fordított négyzet törvény írja le:

Intenzitás1 / Intenzitás2 = Távolság1 / Távolság2

Tehát nincs olyan hely a térben, ahol egy mágnes vagy elektromágnes természetesen felfüggeszti a tárgyat anélkül, hogy érintkezésbe lépne. Ha egyszer a pályán vagy, nincs visszaút!… Hacsak…

A terjedő mágneses mező megjeleníthető 2D -s diagramokon vagy mágneses nézőfólián a pólusokból áradó erővonalakként. Még oszcilloszkóppal sem lehet sokat elmondani a mező mozgásáról és irányáról, csak pillanatfelvételekkel két dimenzióban (mint ez a hírhedt illúzió). 3D -ben megfigyelve ez a mező toroid alakúnak tekinthető és érezhető, és az idő tekintetében kezdjük látni, hogy egy terjedő spirális mező jelenik meg. Ugyanez vonatkozik az elektromágnesre is, és amikor a mező összeomlik, az ellenkező irányba teszi. Ezt írja le az úgynevezett Fleming jobb- és balkezes szabályok.

Tehát elméletileg lehetséges, hogy váltakozó örvényeket/hélixeket hozzunk létre, hogy az objektumot a kívánt helyzetbe állítsuk. Miután elvégeztünk néhány számítást a fenti képlet alapján, azt tapasztaljuk, hogy ez csak akkor lehetséges, ha ezeket a mezőket pontosan és gyorsan váltogatjuk (50 000 -szer vagy többször!) Probléma? Egyáltalán nem. Néhány komponens segítségével létrehozhatunk egy terjedő és összeomló elektromágneses mezőt, amelyet egy olyan érzékelő vezérel, amely érzékeli a térerőt, és egy áramkört, amely a megfelelő mezőt alkalmazza egy elektromágnesre. Az alkotóelemek külön -külön megtalálhatók itt vagy készletként itt, hogy a projekt gyors és egyszerű legyen. Most, hogy minden alkatrészünk készen áll, kezdjük el!

3. lépés: Készítse el a házat

A házunk építése meglehetősen egyszerű az ajánlott anyagokkal, de nyugodtan használjon bármit, amit hever. Ezt a szuper egyszerű házat ez a fantasztikus robot ihlette, hogy bemutassa az összes belső összetevőt. Ha elkészült, a háznak 8 "Wx10" Dx12 "H méretűnek kell lennie.

Először halmozzuk fel és rögzítsük plexiüvegünket, és mérjünk és fúrjunk négy lyukat a sarkok közelében, ügyelve arra, hogy ne maradjon hely a széleken, és fokozatosan nagyobb fúrókkal fúrunk a repedések elkerülése érdekében. Ha elkészült, négy 5/16 hüvelykes lyuk lesz mindhárom plexilap sarkában. *Feltétlenül vegye figyelembe a szimmetrikus illeszkedés irányát. Ezután lyukat vagy lyukakat fúrunk a bemeneti aljzathoz az egyik lapon. Ez az aljzattól függően változhat, de a ház hátsó részének közelében kell lennie. Most elkezdjük a ház építését. Kezdje azzal, hogy behelyezi a négy 5/16 -os menetes rudat az egyik lap lyukába. Rögzítse a lapot körülbelül 1,5-2 hüvelykre a rudak aljától egy alátéttel és anyával a plexi mindkét oldalán, és adjon hozzá egy gumitalpat. a folytatás előtt győződjön meg arról, hogy minden vízszintes.

Ezután hozzáadunk egy anyát és alátétet, körülbelül 3-4 hüvelyk távolságra a rudak tetejétől, és helyezzük a lapot az emelőnyílással a tetejére.

A burkolatunk utolsó lépése az lesz, ha az utolsó plexilapot a tetejére rögzítjük, amint a következő lépésben hozzáadjuk az alkatrészeket.

4. lépés: Az alkatrészek felszerelése és rögzítése

Most, hogy van platformunk, felépíthetjük és telepíthetjük az alkatrészeinket.

Ez a viszonylag egyszerű áramkör és mágnesszeleppár a mellékelt ábra szerint építhető fel, vagy itt szerezhet be egy előre elkészítettet. Vegye figyelembe, hogy az SS495 a tekercs aljára van felszerelve. A LED hozzáadása lehetővé teszi a teljesítmény ellenőrzését, a digitális voltmérő pedig lehetővé teszi a terhelés érzékelését hangolás céljából, mindkettő opcionális, közvetlenül a 12V-os bemenethez csatlakoztatható, egy 10k-es soros ellenállással a forró vezetéken (+). Öröm tudni, hogy az áramkör egyik IC -jét motorvezérlőre tervezték, a másikat pedig ventilátorra, de tegye össze őket néhány más komponenssel, és felhasználhatjuk a levegőben lévő tárgyak lebegésére!

Ezután csatlakoztathatjuk az aljzatot az áramkör bemenetéhez, megjegyezve az áramköri rajzot, és emlékezhetünk arra, hogy az aljzat háza a föld (-).

Ezután az LMD18201 IC 1. és 2. kimenetét a mágnesszelephez csatlakoztatjuk. Helyezzen be egy acélcsavart a tekercs középpontjába, és a csavarfejhez szerelje fel az SS495 A Hall Effect érzékelőt, amelyhez a diagram szerint csatlakoztatjuk a vezetékeket. Az előre elkészített alkatrészek olyan csatlakozókat tartalmaznak, amelyeket egyszerűen össze lehet pattintani.

Ezen a ponton hasznos lehet ideiglenesen mindent biztosítani, óvatosan csatlakoztatni az áramellátást és tesztelni a mágnesszelep mezőjét mágnesével.

Ha elégedett, rögzítheti alkatrészeit a platformra. Az áramkörnek függőlegesnek kell lennie, hogy lehetővé tegye a légáramlást, és az emelő közelében, a mágnesszelepnek az érzékelővel lefelé kell lennie, és az opcionális LED -et és LCD -t bárhol elhelyezheti. Ha ezen a ponton néhány zsugorfóliát és huzalburkolatot ad hozzá, minden rendben lesz, és segít elkerülni a rövidzárlatokat és a meghúzott vezetékeket. Végül, hogy mindent tovább biztosítsunk és lefedjünk, hozzáadjuk az utolsó plexilapunkat. Először tegyen egy anyát és alátétet minden rúdhoz, majd az utolsó plexilapot, és állítsa le úgy, hogy a felső lap érintkezzen a mágnesszelepével, szorosan a helyén tartva. Ha a helyén van és vízszintes, adjon hozzá még négy alátétet és anyát, valamint a kupakot a gumi zárósapkákkal.

5. lépés: Az EMLEV kész! A hangolás és a tesztelés ideje

Majdnem készen vagyunk; de el kell végeznünk néhány számítást és egy kis hangolást, mielőtt elkezdhetjük elbűvölni barátainkat és kollégáinkat.

Mágnesszelepünk felszerelésekor a tájolásunk nem vette figyelembe a polaritást. Ezért ki kell választanunk a mágnes megfelelő pólusát, hogy szembenézzünk tekercsünkkel. Ehhez csatlakoztassa az áramellátást, és kezdje el bevinni a mágnest a mágnesszelep mezőjébe. A mágnes egyik oldala folyamatosan vonzódik, a másik hajlamos arra, hogy néhány hüvelyknyire rögzüljön a tekercsünktől, jegyezze fel a mágnes ezen oldalát. Ügyeljen arra, hogy ne kerüljön túl közel; mindkét pólus hevesen vonzza, ha túl közel hozzák a feszültség alá helyezett tekercshez.

Most, hogy tudjuk, hogy mágnesünk melyik pólusát használjuk, most meghatározzuk a súlyát, amelyet elbír. Túl kis súly és a terhelés vonzás nélkül vonz, túl nagy súly és a mágneses mező nem képes legyőzni a gravitációt, és a tárgy leesik. Véletlenszerű kísérletek és hibák segítségével találhatja meg az optimális súlyt, ha véletlenszerű tárgyakat rögzít a mágneshez, azonban javaslok egy módszert, amely számszerűbb eredményeket eredményez. Kis anyák és csavarok segítségével fokozatosan adja hozzá őket a mágneshez, és tesztelje. Ha megtalálta az egyensúlyi pontot (enyhe kattanást érez, amikor a helyére rögzül), vegye figyelembe a terhelés súlyát egy kis mérleggel. Ezután adjon hozzá vagy távolítson el kis súlyt, hogy megtalálja tartományát és optimalizálja a stabilitást. Ezt referenciaként használhatja, és elkezdhet bármit levitálni ezen a súlytartományon belül, amely általában 45-55 gramm, a mágnes nélkül.

Ha megfelelően működik, csatlakoztasson egy oszcilloszkópot, hogy lássa a mezők működését! A DSO nano leolvasásainak köszönhetően pontosan láthatjuk, mikor és miért történik a változó mező.

6. lépés: Készüljön fel az inspirációra és a meghökkentésre

Gratulálunk! Lehetetlenné tetted a lehetetlent!

Az EMLEV -nek most késznek kell lennie, működőképesnek kell lennie, és a meghatározott súlytartomány bármelyik elemét lebegni fogja. Most kiválaszthatunk egy lebegő tárgyat. Próbálja a mágnest kőre szerelni, vagy szögeket vagy anyákat rögzíteni, emléktárgyat rögzíteni, a lehetőségek végtelenek, ezek a srácok még élő békát is levitáltak!

A hatás érdekében nagy evőkanálnyit választottam.

"Ne lebegtesse a kanalat; ez lehetetlen. Ehelyett csak próbálja felismerni az igazságot. Nincs kanál."- para. A mátrix (1999)

Ez az eszköz felrobbantja az elmét; a szemek kidüllednek, az állkapcsok leesnek és a fejek felrobbannak! Varázslat? Ez tudomány? Nos, az egyetlen különbség a bűvész és a tudós között a tudós, aki elmondja, hogyan történik. Köszönöm, hogy megnézted az Instructable -t, és alig várom, hogy lássam, mit teszel, hagyj képeket a megjegyzésekben. Szerintetek jó ez az Instructable? Tudassa velem az oldal tetején található szavazás gombra kattintva!

Második díj az érzékelők versenyén 2016

A Make It Fly verseny második díja 2016