Appareil de lévitation électromagnétique DIY

Cet appareil de lévitation électromagnétique est un moyen de construire un projet anti-gravité passionnant et intéressant à regarder. L'appareil peut faire flotter quelque chose sans aucun support visible, c'est comme un objet nageant dans un espace libre ou dans l'air. Pour faire fonctionner cet appareil, vous devez attirer un objet à l'aide de l'électroaimant, mais lorsqu'il est très proche de l'électroaimant, l'électroaimant doit se désactiver et l'objet attiré doit tomber en raison de la gravité et attirer à nouveau l'objet qui tombe avant qu'il ne tombe entièrement à cause de la gravité et ce processus se poursuit. Le projet est similaire à notre lévitation acoustique ultrasonique, mais ici, au lieu d'utiliser des ondes ultrasoniques, nous utiliserons des ondes électromagnétiques.

Revenant maintenant au concept, il n'est pas possible pour un être humain d'allumer et d'éteindre l'électroaimant car ce processus de commutation doit avoir lieu très rapidement et à un intervalle spécifié. Nous avons donc construit un circuit de commutation, qui contrôle l'électroaimant pour obtenir un flottement électromagnétique.

Composant requis

S. Non	Nom des pièces / composants	Type / Modèle / Valeur	Quantité
1	Capteur à effet Hall	A3144	1
2	Transistor Mosfet	Irfz44N	1
3	La résistance	330ohm	1
4	La résistance	1k	1
5	LED d'indication	5mm n'importe quelle couleur	1
6	Diode	IN4007	1
sept	Fil magnétique de calibre 26 ou 27	0,41 à 0,46 mm	1kg ou plus
8	Planche Vero pointillée	Petit	1

Schéma du circuit de lévitation magnétique

Le schéma de lévitation magnétique complet se trouve ci-dessous. Comme vous pouvez le voir, il ne se compose que de quelques composants normalement disponibles.

Les principaux composants de ce circuit de lévitation magnétique DIY sont le capteur à effet Hall et le transistor MOSFET et une bobine électromagnétique. Nous avons déjà utilisé des bobines électromagnétiques pour construire d'autres projets intéressants comme une bobine Mini Tesla, un pistolet à bobine électromagnétique, etc.

Nous utilisons le Mosfet à canal N Irfz44N pour la première commutation et l'activation / désactivation des électroaimants. Irfz44n / tout transistor puissant MOSFET à canal N ou similaire (NPN) peut être utilisé à cette fin, qui a une capacité de gestion de courant élevée comme TIP122 / 2N3055, etc. facilement disponible sur les marchés locaux. D'autre part, il a une capacité de gestion du courant de drain 49A à une température de 25 degrés. Il peut être utilisé avec une large gamme de tensions.

Tout d'abord, j'ai expérimenté et testé le circuit et l'ensemble du projet sur une configuration 12 volts, mais j'ai trouvé que ma bobine électromagnétique et mon MOSFET devenaient extrêmement chauds, j'ai donc dû revenir en 5v. Je n'ai remarqué aucune différence ni aucun problème, et le MOSFET et la bobine étaient à température normale. De plus, le dissipateur thermique du Mosfet n'était pas nécessaire.

La résistance R1 est utilisée pour maintenir la tension de la broche de la grille MOSFET élevée (comme une résistance de tirage vers le haut) pour obtenir une tension de seuil ou une tension de déclenchement appropriée. Mais lorsque les aimants en néodyme sont proches du capteur à effet Hall monté au centre (au milieu des électroaimants) ou que les aimants en néodyme sont dans la plage du capteur à effet Hall, notre circuit doit fournir une sortie négative à la broche de la porte MOSFET. En conséquence, la tension de la broche / broche de commande chute, la sortie de la broche de drain MOSFET pour le voyant LED et l'électroaimant chute également et il est désactivé. Lorsque les objets attachés avec des aimants en néodyme tombent ou tombent à cause de la gravité, les aimants en néodyme sortent de la plage du capteur à effet hall et maintenant le capteur à effet hall ne fournit aucune sortie.La broche de grille des MOSFET devient haute et rapidement déclenchée (pour la broche de commande de résistance R1 / la broche de porte déjà haute) alimente rapidement la bobine électromagnétique et attire l'objet attaché avec des aimants en néodyme. Ce cycle se poursuit et les objets restent suspendus.

La résistance R2 330ohm est utilisée pour la LED rougeoyante à 5v (LED indicatrice) et limite la tension et le flux de courant pour la protection LED. La diode D1 n'est rien d'autre qu'une diode de blocage de rétroaction utilisée dans chaque dispositif de bobine comme un relais pour le blocage de tension de rétroaction inversée.

Construire le circuit de lévitation magnétique

Commencez par construire la bobine pour l'électroaimant. Pour la fabrication d'un électroaimant à airhole, vous devez d'abord fabriquer un cadre ou un corps pour les électroaimants. Pour ce faire, prenez un vieux stylo d'environ 8 mm de diamètre qui a déjà un trou central (dans mon cas, j'ai mesuré le diamètre en échelle de Vernier). Marquer la longueur requise avec un marqueur permanent et couper en longueur de 25 mm environ.

Ensuite, prenez un petit morceau de carton / n'importe quel papier de qualité dure, ou vous pouvez utiliser du plexiglas et couper deux morceaux de diamètre d'enroulement d'environ 25 mm de longueur avec un trou central comme indiqué sur l'image ci-dessous.

Réparez tout avec l'aide de "feviquick" ou avec l'aide de toute colle forte. Enfin, le cadre devrait ressembler à ceci.

Si vous êtes trop paresseux pour construire cela, vous pouvez prendre un ancien support de fil à souder.

Le cadre de l'électroaimant est prêt. Passons maintenant à la fabrication d'une bobine électromagnétique. Tout d'abord, faites un petit trou d'un côté du diamètre d'enroulement et fixez le fil. Commencez à enrouler l'électroaimant et assurez-vous qu'il effectue environ 550 tours. Chaque couche est séparée par un ruban de violoncelle ou d'autres types de ruban. Si vous êtes tellement paresseux de faire vos électroaimants (dans mon cas, j'ai fait mes électroaimants qui ont aussi l'avantage de travailler avec 5v), vous pouvez le sortir du relais 6 v ou 12 v, mais vous devez faire attention à ce que Le capteur à effet hall A3144 n'accepte que le 5V maximum. Vous devez donc utiliser un circuit intégré régulateur de tension LM7805 pour alimenter votre capteur à effet hall.

Lorsque votre bobine d'électroaimant à noyau d'air central est prête, gardez-la de côté et passez à l'étape 2. Disposez tous les composants et soudez-la sur la carte Vero, comme vous pouvez le voir sur les images ici.

Pour fixer la bobine électromagnétique et la configuration du capteur à effet Hall, un support est nécessaire en raison de l'alignement de l'état de la bobine et de la configuration du capteur est important pour la suspension stable de l'objet vers la force de gravité. J'ai arrangé deux morceaux de tuyau, du carton et un petit morceau de boîtier de câblage en PVC. Pour marquer la longueur requise, j'ai utilisé un marqueur permanent et pour la coupe, j'ai utilisé une scie à main et un couteau. Et tout réparé à l'aide de colle et de pistolet à colle.

Faites un trou au milieu du boîtier de câblage en PVC et fixez la bobine à l'aide de colle. Ensuite, pliez le capteur. Mettez à l'intérieur du trou de la bobine électromagnétique. Veuillez garder à l'esprit que la distance entre l'objet suspendu (fixé avec des aimants en néodyme) et la bobine électromagnétique dépend de la quantité de poussée du capteur à l'intérieur du trou central de l'électroaimant. Le capteur à effet Hall a une distance de détection spécifique, qui doit être dans la plage d'attraction électromagnétique pour accrocher parfaitement les objets. Notre appareil de lévitation électromagnétique fait maison est maintenant prêt à fonctionner.

Fonctionnement et test du circuit de lévitation magnétique

Fixez la carte de commande avec du carton en utilisant les deux bandes latérales. Attachez bien avec le cadre du support à l'aide d'un serre-câble. Effectuez toutes les connexions avec le circuit de commande. Placez le capteur dans le trou central de l'électroaimant. Ajustez la position parfaite du capteur à effet Hall à l'intérieur de l'électroaimant et définissez la distance maximale entre l'électroaimant et les aimants en néodyme. La distance peut varier en fonction de la puissance d'attraction de votre électroaimant. Alimentez-le à partir d'un chargeur mobile 5V 1Amp ou 2Amp et effectuez le premier test du fonctionnement du projet.

Veuillez noter attentivement certains points importants concernant ce projet de lévitation électromagnétique. L'alignement de la bobine et de la configuration du capteur est essentiel. Il est donc nécessaire de suspendre les objets de manière stable et droite vers la force de gravité. Un système stable signifie que quelque chose est équilibré. À titre d'exemple, considérons un long bâton tenu par le haut. Il est stable et pend directement vers la gravité. Si vous éloignez le fond de la position droite vers le bas, la gravité aura tendance à le ramener à la position stable. Ainsi, à partir de cet exemple, vous comprenez clairement à quel point l'alignement rectiligne de la bobine et du capteur est vital. Il est important de suspendre l'objet pendant longtemps sans tomber, et c'est pourquoi nous prenons position pour ce projet. Pour votre meilleure compréhension,J'ai créé un schéma de principe pour montrer l'importance d'une suspension stable et comment le capteur et la bobine doivent être montés pour obtenir d'excellentes performances.

• Si vous souhaitez augmenter la distance entre les objets suspendus et l'électroaimant, vous devez augmenter la puissance et la plage d'attraction de l'électroaimant et modifier la disposition / la position du capteur.
• Si vous souhaitez suspendre des objets plus grands, vous devez augmenter la puissance électromagnétique. Pour cela, vous devez augmenter la JAUGE du fil magnétique et le nombre de tours et un nombre accru d'aimants en néodyme fixés avec des objets suspendus est également nécessaire.
• Le plus gros électroaimant consomme plus de courant, et mon circuit ne fonctionne actuellement que sur 5V, mais dans certains cas, il peut être nécessaire d'augmenter la tension en fonction du paramètre de la bobine.
• Si vous utilisez une bobine de relais 12V ou une bobine électromagnétique puissante haute tension, n'oubliez pas d'utiliser un régulateur de tension LM7805 pour le capteur à effet hall A3144.

L'image ci-dessous montre comment notre projet fonctionne une fois terminé. J'espère que vous avez compris le tutoriel et appris quelque chose d'utile.

Vous pouvez également consulter le fonctionnement complet de ce projet dans la vidéo ci-dessous. Si vous avez des questions, vous pouvez les laisser dans la section commentaires ci-dessous ou vous pouvez utiliser nos forums pour d'autres questions techniques.