Levitasi Elektro-Magnetik DIY !: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Ini adalah projek yang akan memukau dan memberi inspirasi! Apa kebaikan semua pengetahuan sains itu jika kita tidak dapat melakukan sesuatu yang keren dengannya, bukan?

Dengan projek ini kita akan menggunakan beberapa komponen yang senang dibuat atau didapati membina rahang yang menjatuhkan, minda lentur Elektromagnetik Levitator, atau EMLEV seperti yang saya sebut.

Dengan bantuan litar sederhana, magnet, sensor Hall Effect dan beberapa komponen lain, anda akan dapat mengangkat objek di udara!

Mari kita mulakan!

Langkah 1: Apa yang Anda Perlu

Untuk projek ini, kita memerlukan litar pengawal, sumber kuasa, gegelung EM dan magnet bersama dengan perkakasan dan alat untuk menyatukannya.

Senarai bahagian adalah seperti berikut:

Litar Papan TURUNKAN SKIM DI SINI

DAPATKAN BAHAGIAN KIT DI SINI

(1) Papan Litar Kecil (1) LM7805 Voltage Regulator (1) MIC502 IC (1) LMD18201 IC (1) SS495 A Hall Effect Sensor (1) 470uF Capacitor (electrolytic) (1) 1uF Capacitor (ceramic) (1) 0.1 Kapasitor uF (seramik) (1) Kapasitor 0.01uF (seramik) (1) 2 Jack Input Slot (+/-) (2) 2 Penyambung Kawat

(1) Bekalan Kuasa 12v / 1a

(1) Paparan Voltan LCD (pilihan) (1) LED Hijau (pilihan) (1) Perintang 10K

Solenoid (20g 150-300 putaran) (1) Baut Keluli

Pelbagai Wayar Berwarna (18-24g) (2-3) Magnet Cakera Neodymium (3) Lembaran Plexiglass 8 "x10" (4) Batang Benang 12 "x 5/15" (24) Mur 5/16 "(24) 5 / Mesin basuh 16 "(8) 5/16" Tutup getah (pilihan)

Alat yang ditunjukkan termasuk besi pematerian dan solder, gerudi dan bit hingga 5/16 dan anda juga ingin mempunyai beberapa pita elektrik atau pembungkus pengecutan, gam dan sepana ke-5/16 di tangan.

Semua bahagian ada di SINI:

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

Langkah 2: Komponen Teori dan Teras

Mengapa kita tidak boleh hanya mengangkat objek logam dengan magnet pada jarak yang tepat? Kerana, sebagai bahan besi mendekati medan magnet, daya meningkat secara eksponensial. Ini dijelaskan oleh apa yang disebut undang-undang kuasa dua terbalik magnet yang menyatakan:

Intensiti1 / Intensiti2 = Jarak1 / Jarak2

Jadi, tidak ada titik di ruang di mana magnet atau elektromagnet secara semula jadi akan menggantung objek tanpa bersentuhan. Sekali di lapangan, tidak ada jalan untuk kembali! … Kecuali …

Medan magnet penyebaran dapat ditunjukkan dalam gambar rajah 2D atau pada filem tontonan magnetik sebagai garis kekuatan yang berasal dari kutub. Walaupun pada osiloskop, mustahil untuk memberitahu banyak tentang pergerakan dan arah lapangan dengan hanya gambar dalam dua dimensi (seperti ilusi terkenal ini). Apabila diperhatikan dalam 3D bidang ini dapat dilihat dan dirasakan sebagai toroidal dan sehubungan dengan waktu kita mulai melihat bahawa medan heliks penyebaran muncul. Ini sama dengan elektromagnet, dan apabila medan runtuh, ia berlaku dalam arah yang bertentangan. Ini dijelaskan oleh apa yang biasanya disebut sebagai Peraturan Tangan Kiri dan Kiri Flemings.

Jadi, secara teori, mungkin untuk membuat pusaran / heliks bergantian untuk menyesuaikan objek ke kedudukan yang diinginkan. Setelah melakukan beberapa pengiraan berdasarkan formula di atas, kami dapati bahawa hanya boleh dilakukan dengan menukar medan ini dengan tepat dan cepat (50, 000 kali sesaat atau lebih!) Masalah? Tidak sama sekali. Dengan beberapa komponen, kita dapat membuat medan elektromagnetik yang merambat dan runtuh yang dikendalikan oleh sensor yang mengesan kekuatan medan dan litar yang menerapkan medan yang sesuai pada elektromagnet. Komponen boleh didapati secara individu di sini atau sebagai kit di sini untuk menjadikan projek ini cepat dan mudah. Setelah semua komponen kami siap, mari kita mulakan!

Langkah 3: Bina Pagar

Membangun kandang kami agak lurus dengan bahan yang disyorkan tetapi jangan ragu untuk menggunakan apa sahaja yang anda miliki. Kandang super sederhana ini diilhamkan oleh robot hebat ini untuk memamerkan semua komponen dalaman. Apabila selesai, kandang hendaklah berukuran 8 "Wx10" Dx12 "H.

Pertama, kita akan memasang dan mengamankan kaca plexiglass kita dan mengukur dan mengebor empat lubang berhampiran sudut yang pasti meninggalkan ruang dari tepi dan menggerudi dengan bit yang lebih besar untuk mengelakkan retak. Setelah selesai kita akan mempunyai empat lubang inci 5/16 di sudut ketiga-tiga kepingan plexiglass. * Pastikan perhatikan orientasi agar sesuai dengan simetri. Seterusnya, kami akan mengebor lubang atau lubang untuk soket input kami di salah satu helaian. Ini mungkin berbeza-beza bergantung pada soket anda tetapi harus berada di bahagian belakang penutup. Kami sekarang akan mula membina kandang. Mulakan dengan memasukkan empat batang berulir 5/16 ke dalam lubang salah satu kepingan anda. Kunci helaian kira-kira 1.5-2 inci dari bahagian bawah batang dengan satu mesin basuh dan mur pada setiap sisi plexiglass dan tambahkan kaki getah di bahagian bawah setiap batang. Pastikan semuanya rata sebelum meneruskan.

Seterusnya, kami akan menambah kacang dan mesin basuh kira-kira 3-4 inci dari bahagian atas batang kami dan meletakkan kepingan dengan lubang untuk soket di atas.

Langkah terakhir ke kandang kami adalah mengamankan lembaran plexiglass terakhir ke bahagian atas setelah kita menambahkan komponen pada langkah seterusnya.

Langkah 4: Pasang dan Lindungi Komponen

Sekarang kita mempunyai platform, kita dapat membina dan memasang komponen kita.

Pasangan litar dan solenoid yang agak mudah ini boleh dibina mengikut gambarajah yang dilampirkan atau anda boleh mendapatkannya yang terpasang di sini. Perhatikan bahawa SS495 dipasang ke bahagian bawah gegelung. Menambah LED membolehkan anda mengesahkan kuasa dan voltmeter digital membolehkan anda mengesan beban untuk tujuan penalaan, kedua-duanya pilihan, ia boleh disambungkan terus ke input litar 12v dengan perintang 10k sebaris pada plumbum panas (+). Sangat menyenangkan untuk mengetahui bahawa salah satu IC litar ini dirancang untuk pengawal motor dan yang lain ditujukan untuk kipas angin, tetapi menyatukannya dengan beberapa komponen lain dan kami dapat menggunakannya untuk mengangkat objek di udara!

Kami kemudian boleh menyambungkan bicu ke input litar dengan mencatat rajah litar dan ingat bahawa casing bicu adalah tanah (-).

Seterusnya, kami akan menghubungkan Output 1 dan 2 dari IC LMD18201 kami ke gegelung solenoid kami. Masukkan bolt keluli ke tengah gegelung dan ke kepala bolt pasangkan SS495 A Hall Effect Sensor yang akan kami sambungkan penyambung kami mengikut rajah. Komponen pra-binaan akan merangkumi penyambung yang hanya dapat disambungkan bersama.

Mungkin berguna pada masa ini untuk mengamankan segalanya buat sementara waktu, sambungkan kuasa dengan teliti dan uji medan solenoid dengan magnet anda.

Setelah berpuas hati, anda boleh mengamankan komponen anda ke platform. Litar harus tegak untuk membolehkan aliran udara dan dekat soket, solenoid harus mempunyai sisi dengan sensor menghadap ke bawah dan LED dan LCD pilihan boleh diletakkan di mana sahaja yang sesuai. Menambah beberapa penutup bungkus dan wayar yang menyusut pada ketika ini menjadikan segalanya lebih kemas dan membantu mengelakkan litar pintas dan wayar yang ditarik. Akhir sekali, untuk mengamankan dan menutup semua yang akan kita tambahkan lembaran plexiglass terakhir kami. Mula-mula tambahkan kacang dan mesin basuh ke setiap batang, kemudian kepingan plexiglass terakhir dan sesuaikannya sehingga kepingan atas bersentuhan dengan solenoid anda, pegang erat di tempatnya. Setelah berada di tempat dan aras, tambahkan empat lagi mesin basuh dan kacang dan tutup dengan penutup hujung getah anda.

Langkah 5: EMLEV Anda Selesai! Masa untuk Menala dan Menguji

Kami hampir lengkap; tetapi kita perlu melakukan beberapa pengiraan dan sedikit penalaan sebelum kita dapat mengagumkan rakan dan rakan sekerja.

Semasa memasang solenoid kami, orientasi kami tidak mengambil kira polariti. Oleh itu, kita perlu memilih tiang magnet yang betul untuk menghadap gegelung kita. Untuk melakukan ini, sambungkan kuasa dan mula membawa magnet ke medan solenoid. Satu sisi magnet akan menarik secara berterusan, yang lain mempunyai kecenderungan untuk terkunci di tempatnya beberapa inci dari gegelung kita, catat sisi magnet ini. Berhati-hati agar tidak terlalu dekat; kedua-dua tiang akan menarik dengan ganas jika terlalu dekat dengan gegelung bertenaga.

Sekarang kita tahu tiang magnet mana yang kita gunakan, kita sekarang akan menentukan berat yang boleh ditahannya. Terlalu sedikit berat dan beban akan menarik tanpa melayang, terlalu banyak berat dan medan magnet tidak akan dapat mengatasi graviti dan objek anda akan jatuh. Anda boleh menggunakan percubaan rawak dan ralat untuk mencari berat yang optimum dengan melampirkan objek rawak ke magnet anda, namun saya mencadangkan pendekatan yang membawa kepada hasil yang lebih banyak. Dengan menggunakan mur dan baut kecil, tambahkannya secara bertahap ke magnet dan uji anda. Sebaik sahaja anda menemui titik keseimbangan (anda akan merasakan sedikit klik ketika terkunci pada tempatnya), perhatikan berat beban menggunakan skala kecil. Kemudian tambah atau keluarkan sebilangan kecil berat untuk mencari julat anda dan mengoptimumkan kestabilan. Anda kemudian boleh menggunakannya sebagai rujukan dan mula mengangkat apa sahaja dalam julat berat ini yang biasanya antara 45-55 gram tidak termasuk magnet.

Apabila berfungsi dengan betul, sambungkan osiloskop untuk melihat medan beraksi! Terima kasih kepada pembacaan dari DSO nano saya, kita dapat melihat dengan tepat bila bidang perubahan berlaku dan mengapa.

Langkah 6: Bersedia untuk Memberi Inspirasi dan Kagum

Tahniah! Anda telah membuat yang mustahil!

EMLEV anda kini harus lengkap, berfungsi dan akan mengangkat barang dalam julat berat yang ditentukan. Sekarang kita dapat memilih objek untuk diangkat. Cuba pasangkan magnet ke batu atau pasangkan paku atau kacang, pasang kenang-kenangan, kemungkinannya tidak berkesudahan, orang-orang ini malah melepaskan katak hidup!

Saya memilih sudu besar untuk kesan.

"Jangan angkat sudu; itu mustahil. Sebaliknya, hanya cuba menyedari kebenaran. Tidak ada sudu." - para. Matrik (1999)

Peranti ini akan meniup fikiran; mata akan membonjol, rahang akan jatuh dan kepala akan meletup! Adakah sihir? Adakah sains? Nah, satu-satunya perbezaan antara ahli sihir dan saintis adalah saintis memberitahu anda bagaimana ia dilakukan. Terima kasih kerana membaca Instructable saya dan saya tidak sabar untuk melihat apa yang anda gemarkan, tinggalkan gambar di komen. Fikirkan Instructable ini sejuk? Beritahu saya dengan mengklik suara di bahagian atas halaman!

Hadiah Kedua dalam Peraduan Sensor 2016

Hadiah Kedua dalam Peraduan Make It Fly 2016