这种电磁悬浮装置很酷，可以构建引人入胜且引人入胜的反重力项目。该设备可以在没有任何可见支撑的情况下使物体漂浮，就像在自由空间或空气中游泳的物体一样。要使此设备正常工作，您需要使用电磁体吸引物体，但是当它非常靠近电磁体时，电磁体会失活，被吸引的物体会因重力而掉落，并在下落之前再次吸引下落的物体完全由于重力作用，该过程继续进行。该项目类似于我们的超声声学悬浮，但在这里我们将使用电磁波代替超声波。
现在回到概念上，人不可能打开和关闭电磁体，因为该切换过程必须非常快速且以指定的间隔进行。因此，我们建立了一个开关电路，该电路控制电磁体以实现电磁浮动。
所需组件
| 序号 | 零件/组件名称 | 类型/型号/值 | 数量 |
| 1个 | 霍尔效应传感器 | A3144 |
1个 |
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2 |
Mosfet晶体管 |
Irfz44N |
1个 |
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3 |
抵抗性 |
330欧姆 |
1个 |
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4 |
抵抗性 |
1k |
1个 |
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5 |
指示LED |
5mm任何颜色 |
1个 |
|
6 |
二极管 |
IN4007 |
1个 |
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7 |
26或27号电磁线圈 |
0.41至0.46毫米 |
1kg以上 |
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8 |
点缀Vero板 |
小 |
1个 |
磁悬浮电路图
完整的磁悬浮原理图可以在下面找到。如您所见，它仅包含几个通常可用的组件。
DIY磁悬浮电路的主要组件是霍尔效应传感器，MOSFET晶体管和电磁线圈。我们以前曾使用电磁线圈来构建其他有趣的项目，例如迷你特斯拉线圈，电磁线圈枪等。
我们首先使用Irfz44N N通道Mosfet进行开关和打开/关闭电磁体。Irfz44n /任何N沟道MOSFET或类似（NPN）功能强大的晶体管均可用于此目的，它具有高电流处理能力，例如TIP122 / 2N3055等。之所以选择Irfz44N晶体管，是因为它通常与5V操作的微控制器项目一起使用，并且在本地市场上很容易获得。另一方面，它在25度温度下具有49A的漏极电流处理能力。它可以在很宽的电压范围内使用。
首先，我在12 V电压配置下对电路和整个项目进行了实验和测试，但是我发现我的电磁线圈和MOSFET都变得非常热，因此我不得不切换回5v。我没有发现任何差异或发生问题，并且MOSFET和线圈处于正常温度。另外，Mosfet不需要散热器。
电阻R1用于保持MOSFET栅极引脚电压较高（如上拉电阻），以获取适当的阈值电压或触发电压。但是，当钕磁铁靠近中心安装的霍尔效应传感器（在电磁铁中间）或钕磁铁处于霍尔效应传感器的范围内时，我们的电路应向MOSFET栅极引脚提供负输出。结果，导致引脚/控制引脚电压下降，指示器LED的MOSFET漏极引脚输出下降，并且电磁体也下降，并且被禁用。当附有钕磁铁的物体由于重力而下落或掉落时，钕磁铁将超出霍尔效应传感器的范围，因此霍尔效应传感器不再提供任何输出。MOSFET的栅极引脚变高并被快速触发（因为R1电阻控制引脚/栅极引脚已经变高），迅速为电磁线圈通电并吸引附着有钕磁铁的物体。该循环继续进行，并且物体仍然悬挂着。
R2 330ohm电阻用于在5v时发光LED（指示LED），并限制电压和电流以保护LED。D1二极管不过是每个线圈设备中使用的反馈阻止二极管，例如用于反向反馈电压阻止的继电器。
建立磁悬浮电路
首先建立电磁线圈。为了制造气孔电磁体，首先，需要制造电磁体的框架或主体。为此，请使用直径约8mm的旧笔，该笔已经有一个中心孔（在我的情况下，我已经用游标尺测量了直径）。用永久性记号笔标记所需的长度，并切成约25mm的长度。
接下来，拿一小块纸板/任何硬质纸质材料，或者您可以使用有机玻璃并切割两根直径约25mm的带有中心孔的绕组，如下图所示。
在“ feviquick”的帮助下或在任何牢固的胶水的帮助下修复所有东西。最后，框架应如下所示。
如果您懒于构建它，可以使用旧的焊锡丝固定器。
电磁铁框架已准备就绪。现在继续进行电磁线圈的制作。首先，在绕组直径的一侧开一个小孔，然后固定电线。开始缠绕电磁体，并确保其绕约550圈。每层用大提琴胶带或其他类型的胶带隔开。如果您懒于制造电磁体（就我而言，我制造的电磁体也具有使用5v的优势），则可以将其从6v或12v继电器中取出，但是要小心霍尔效应传感器A3144仅接受5V最大值。因此，您需要使用LM7805稳压器IC为霍尔效应传感器供电。
准备好中央空心电磁线圈后，将其放在一边，然后继续执行步骤2。排列所有组件并将其焊接在Vero板上，如您在此处的图片所示。
为了固定电磁线圈和霍尔效应传感器，需要一个支架，因为线圈的状态对准，并且传感器的设置对于将物体稳定地朝向重力悬挂很重要。我安排了两根管子，纸板和一小块PVC电线套管。为了标记所需的长度，我使用了永久性标记，对于切割，我使用了手锯和小刀。并借助胶水和胶水枪修复所有东西。
在PVC接线盒的中间开一个孔，并借助胶水固定线圈。之后，折叠传感器。放入电磁线圈的孔内。请记住，悬挂物体（附有钕磁铁）与电磁线圈的距离取决于将传感器推入电磁体中心孔的距离。霍尔效应传感器具有特定的感应距离，该距离应在电磁吸引范围内，以完美悬挂物体。我们的自制电磁悬浮设备现已准备就绪。
工作和测试磁悬浮电路
使用双面胶带用纸板固定控制板。借助电缆扎带，可以很好地与支架连接起来。与控制电路进行所有连接。将传感器放在电磁铁的中心孔内。调整霍尔效应传感器在电磁铁内部的最佳位置，并设置电磁铁和钕磁铁之间的最大距离。距离可能因电磁体的吸引力而异。使用5V 1Amp或2Amp移动充电器为其供电，并对该项目的工作方式进行首次测试。
请仔细注意有关此电磁悬浮项目的一些要点。线圈和传感器设置的对准至关重要。因此，必须将物体稳定且笔直地悬挂在重力的作用下。稳定的系统意味着平衡。例如，考虑从顶部握住的长棍。它是稳定的，并朝重力方向垂下。如果将底部从笔直向下的位置推开，重力将倾向于将其拉回到稳定位置。因此，从此示例中，您可以清楚地了解线圈和传感器的直线对准至关重要。重要的是，将物体长时间垂直悬挂而不倒下，这就是为什么我们为此项目提供支持的原因。为了您更好的理解，我创建了一个方框图，以显示稳定悬挂的重要性以及如何安装传感器和线圈以获得出色的性能。
- 如果要增加与电磁体之间悬吊物体的距离，则必须增加电磁体的功率和吸引力范围，并更改传感器的布置/位置。
- 如果要悬挂较大的物体，则必须增加电磁功率。为此，您需要增加磁线规和匝数，并且还需要增加与悬挂物体相连的钕磁铁的数量。
- 较大的电磁体消耗更多电流，并且我的电路当前仅在5V电压下工作，但是在某些情况下，根据线圈参数的不同，可能需要增加电压。
- 如果您使用12V继电器线圈或任何高压强电磁线圈，请不要忘记为A3144霍尔效应传感器使用LM7805稳压器。
下图显示了我们的项目是如何完成的。希望您理解本教程并学到了一些有用的东西。
您还可以在下面的视频中查看该项目的完整工作。如果您有任何疑问，可以将其留在下面的评论部分，也可以将我们的论坛用于其他技术问题。