Levitation Electro-Magnetic DIY!: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Ini adalah proyek yang akan memukau dan menginspirasi! Apa gunanya semua pengetahuan sains itu jika kita tidak bisa melakukan sesuatu yang keren dengannya, bukan?

Dengan proyek ini kita akan menggunakan beberapa komponen yang mudah dibuat atau ditemukan untuk membangun sebuah rahang menjatuhkan, Levitator Elektromagnetik pembengkokan pikiran, atau EMLEV seperti yang saya sebut.

Dengan bantuan beberapa sirkuit sederhana, magnet, sensor Efek Hall, dan beberapa komponen lain, Anda akan dapat melayangkan objek di udara!

Mari kita mulai!

Langkah 1: Apa yang Anda Butuhkan

Untuk proyek ini kita memerlukan rangkaian pengontrol, sumber daya, kumparan EM dan magnet bersama dengan perangkat keras dan alat untuk menyatukan semuanya.

Daftar bagian adalah sebagai berikut:

Papan SirkuitDOWNLOAD SCHEMATIC DISINI

DAPATKAN PARTS KIT DI SINI

(1) Papan Sirkuit Kecil(1) Regulator Tegangan LM7805(1) IC MIC502(1) IC LMD18201(1) SS495 A Sensor Efek Hall(1) Kapasitor 470uF (elektrolitik)(1) Kapasitor 1uF (keramik)(1) 0.1 Kapasitor uF (keramik)(1) Kapasitor 0,01uF (keramik)(1) Jack Input 2 Slot (+/-)(2) 2 Konektor Kawat

(1) Catu Daya 12v / 1a

(1) Tampilan Tegangan LCD (opsional)(1) LED Hijau (opsional)(1) Resistor 10K

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

Berbagai Kawat Berwarna (18-24g) (2-3) Magnet Neodymium Disc(3) 8"x10" Plexiglass Sheets(4) 12" x 5/15" Batang Berulir(24) 5/16" Kacang (24) 5/ 16" Washer (8) Tutup Karet 5/16" (opsional)

Alat yang ditampilkan termasuk besi solder dan solder, bor dan mata bor hingga 5/16 dan Anda juga akan ingin memiliki beberapa pita listrik atau bungkus susut, lem dan kunci pas 5/16 di tangan.

Semua bagian tersedia DI SINI:

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

Langkah 2: Teori dan Komponen Inti

Mengapa kita tidak bisa mengangkat benda logam dengan magnet pada jarak yang tepat? Karena, sebagai bahan besi mendekati medan magnet, gaya meningkat secara eksponensial. Hal ini dijelaskan oleh apa yang disebut hukum kuadrat terbalik magnetik yang menyatakan:

Intensitas1 / Intensitas2 = Jarak1 / Jarak2

Jadi, tidak ada titik di ruang angkasa di mana magnet atau elektromagnet secara alami akan menahan suatu benda tanpa melakukan kontak. Sekali di lapangan, tidak ada jalan untuk kembali!… Kecuali…

Medan magnet yang merambat dapat ditunjukkan dalam diagram 2D atau pada film tampilan magnetik sebagai garis gaya yang berasal dari kutub. Bahkan pada osiloskop tidak mungkin untuk mengetahui banyak tentang pergerakan dan arah medan hanya dengan foto dalam dua dimensi (seperti ilusi yang terkenal ini). Ketika diamati dalam 3D bidang ini dapat dilihat dan dirasakan menjadi toroidal dan terhadap waktu kita mulai melihat bahwa bidang heliks yang merambat muncul. Ini sama dalam kasus elektromagnet, dan ketika medan runtuh, ia melakukannya dengan arah yang berlawanan. Ini dijelaskan oleh apa yang biasanya disebut sebagai Aturan Tangan Kanan dan Kiri Flemings.

Jadi, secara teori, dimungkinkan untuk membuat pusaran/heliks bolak-balik untuk menyesuaikan objek ke posisi yang diinginkan. Setelah melakukan beberapa perhitungan berdasarkan rumus di atas, kami menemukan bahwa itu hanya mungkin dengan mengganti bidang-bidang ini secara tepat dan cepat (50.000 kali per detik atau lebih!) Masalah? Sama sekali tidak. Dengan beberapa komponen, kita dapat membuat medan elektromagnetik yang merambat dan runtuh yang dikendalikan oleh sensor yang mendeteksi kekuatan medan dan sirkuit yang menerapkan medan yang sesuai ke elektromagnet. Semua komponen dapat ditemukan satu per satu di sini atau sebagai kit di sini untuk membuat proyek ini cepat dan mudah. Sekarang setelah semua komponen kita siap, mari kita mulai!

Langkah 3: Bangun Kandang

Membangun enklosur kami cukup mudah dengan bahan yang direkomendasikan tetapi jangan ragu untuk menggunakan apa pun yang Anda miliki. Selungkup super sederhana ini terinspirasi oleh robot luar biasa ini untuk memamerkan semua komponen internal. Setelah selesai, enklosur harus berukuran 8"Wx10"Dx12"H.

Pertama, kami akan menumpuk dan mengamankan kaca plexiglass kami dan mengukur dan mengebor empat lubang di dekat sudut-sudut untuk memastikan meninggalkan ruang dari tepi dan mengebor dengan bit yang lebih besar untuk menghindari retak. Setelah selesai, kami akan memiliki empat lubang berukuran 5/16 inci di sudut ketiga lembar kaca plexiglass. *Pastikan untuk memperhatikan orientasi untuk kecocokan simetris. Selanjutnya, kita akan mengebor lubang atau lubang untuk jack input kita di salah satu lembaran. Ini mungkin berbeda tergantung pada dongkrak Anda tetapi harus berada di dekat bagian belakang enklosur. Sekarang kita akan mulai membangun enklosur. Mulailah dengan memasukkan empat batang berulir 5/16 ke dalam lubang salah satu lembaran Anda. Kencangkan lembaran sekitar 1,5-2 inci dari bagian bawah batang dengan satu ring dan mur di setiap sisi kaca plexiglass dan tambahkan kaki karet di bagian bawah setiap batang Pastikan semuanya rata sebelum melanjutkan.

Selanjutnya, kami akan menambahkan mur dan washer sekitar 3-4 inci dari bagian atas batang kami dan menempatkan lembaran dengan lubang untuk dongkrak di atasnya.

Langkah terakhir ke enklosur kami akan mengamankan lembar terakhir kaca plexiglass ke atas setelah kami menambahkan komponen di langkah berikutnya.

Langkah 4: Pasang dan Amankan Komponen

Sekarang kita memiliki platform, kita dapat membangun dan menginstal komponen kita.

Sirkuit dan pasangan solenoida yang relatif sederhana ini dapat dibuat sesuai dengan diagram terlampir atau Anda bisa mendapatkan yang sudah jadi di sini. Perhatikan bahwa SS495 dipasang ke bagian bawah koil. Menambahkan LED memungkinkan Anda memverifikasi daya dan voltmeter digital memungkinkan Anda mendeteksi beban untuk tujuan penyetelan, keduanya opsional, keduanya dapat dihubungkan langsung ke sirkuit input 12v dengan resistor 10k in-line pada kabel panas (+). Sangat menyenangkan mengetahui bahwa salah satu IC sirkuit dirancang untuk pengontrol motor dan yang lainnya dimaksudkan untuk kipas, tetapi menyatukannya dengan beberapa komponen lain dan kita dapat menggunakannya untuk melayangkan benda di udara!

Kita kemudian dapat menghubungkan jack ke input rangkaian dengan memperhatikan diagram rangkaian dan mengingat bahwa kotak jack adalah ground (-).

Selanjutnya, kita akan menghubungkan Output 1 dan 2 dari IC LMD18201 kita ke kumparan solenoida kita. Masukkan baut baja ke tengah koil dan ke kepala baut pasang SS495 A Hall Effect Sensor yang akan kita sambungkan sesuai dengan diagram. Komponen yang dibuat sebelumnya akan menyertakan konektor yang dapat dipasang bersama.

Mungkin berguna pada titik ini untuk mengamankan semuanya untuk sementara, sambungkan daya dengan hati-hati dan uji medan solenoid dengan magnet Anda.

Setelah puas, Anda dapat mengamankan komponen Anda ke platform. Sirkuit harus tegak untuk memungkinkan aliran udara dan di dekat jack, solenoida harus memiliki sisi dengan sensor menghadap ke bawah dan LED dan LCD opsional dapat ditempatkan di mana pun nyaman. Menambahkan beberapa pembungkus susut dan penutup kawat pada titik ini membuat semuanya rapi dan membantu menghindari korsleting dan kabel yang tertarik. Terakhir, untuk lebih mengamankan dan menutupi semuanya, kami akan menambahkan lembaran kaca plexiglass terakhir kami. Pertama-tama tambahkan mur dan washer ke setiap batang, lalu lembaran kaca plexiglass terakhir dan sesuaikan ke bawah sehingga lembaran atas bersentuhan dengan solenoida Anda, menahannya dengan kuat di tempatnya. Setelah terpasang dan rata, tambahkan empat ring lagi dan mur dan tutup dengan tutup ujung karet Anda.

Langkah 5: EMLEV Anda Selesai! Saatnya Menyetel dan Menguji

Kami hampir selesai; tapi kita perlu melakukan beberapa perhitungan dan sedikit penyetelan sebelum kita bisa mulai membuat teman dan kolega kagum.

Saat memasang solenoida kami, orientasi kami tidak mempertimbangkan polaritas. Oleh karena itu, kita perlu memilih kutub magnet yang tepat untuk menghadapi kumparan kita. Untuk melakukan ini, sambungkan daya dan mulailah membawa magnet ke bidang solenoida. Satu sisi magnet akan menarik terus menerus, yang lain akan memiliki kecenderungan untuk mengunci beberapa inci dari kumparan kita, perhatikan sisi magnet ini. Berhati-hatilah untuk tidak terlalu dekat; kedua kutub akan menarik dengan kuat jika didekatkan ke kumparan yang diberi energi.

Sekarang kita tahu kutub magnet mana yang kita gunakan, sekarang kita akan menentukan berat yang dapat ditahannya. Terlalu sedikit berat dan beban akan menarik tanpa melayang, terlalu banyak berat dan medan magnet tidak akan mampu mengatasi gravitasi dan objek Anda akan jatuh. Anda dapat menggunakan percobaan dan kesalahan acak untuk menemukan berat optimal dengan menempelkan objek acak ke magnet Anda, namun saya menyarankan pendekatan yang mengarah pada hasil yang lebih terukur. Dengan menggunakan mur dan baut kecil, tambahkan secara bertahap ke magnet Anda dan uji. Setelah Anda menemukan titik keseimbangan (Anda akan merasakan sedikit klik saat terkunci di tempatnya), catat berat beban menggunakan skala kecil. Kemudian tambahkan atau hapus sedikit bobot untuk menemukan jangkauan Anda dan mengoptimalkan stabilitas. Anda kemudian dapat menggunakan ini sebagai referensi dan mulai melayang apa pun dalam kisaran berat ini yang biasanya antara 45-55 gram tidak termasuk magnet.

Saat berfungsi dengan benar, sambungkan osiloskop untuk melihat medan beraksi! Berkat pembacaan dari nano DSO saya, kita dapat melihat dengan tepat kapan perubahan medan terjadi dan mengapa.

Langkah 6: Bersiaplah untuk Menginspirasi dan Memukau

Selamat! Anda telah membuat yang tidak mungkin menjadi mungkin!

EMLEV Anda sekarang harus lengkap, berfungsi, dan akan mengangkat item apa pun dalam kisaran berat yang ditentukan. Sekarang kita dapat memilih objek untuk melayang. Coba pasang magnet ke batu atau pasang paku atau mur, pasang kenang-kenangan, kemungkinannya tidak terbatas, orang-orang ini bahkan mengangkat katak hidup!

Saya memilih satu sendok makan besar untuk efeknya.

"Jangan angkat sendok; itu tidak mungkin. Sebaliknya, cobalah untuk menyadari kebenarannya. Tidak ada sendok."- para. Matriks (1999)

Perangkat ini akan meledakkan pikiran; mata akan menonjol, rahang akan jatuh dan kepala akan meledak! Apakah itu sihir? Apakah itu sains? Nah, satu-satunya perbedaan antara pesulap dan ilmuwan adalah ilmuwan memberi tahu Anda bagaimana hal itu dilakukan. Terima kasih telah memeriksa Instructable saya dan saya tidak sabar untuk melihat apa yang Anda layangkan, tinggalkan gambar di komentar. Pikirkan Instructable ini keren? Beri tahu saya dengan mengklik suara di bagian atas halaman!

Juara II Lomba Sensor 2016

Juara Kedua Make It Fly Contest 2016