جهاز الرفع الكهرومغناطيسي DIY

جهاز الرفع الكهرومغناطيسي هذا رائع لبناء مشروع مضاد للجاذبية يكون مثيرًا وممتعًا للمشاهدة. يمكن للجهاز أن يجعل شيئًا ما يطفو دون أي دعم مرئي ، فهو مثل كائن يسبح في الفضاء أو الهواء. لجعل هذا الجهاز يعمل ، تحتاج إلى جذب جسم باستخدام المغناطيس الكهربائي ، ولكن عندما يكون قريبًا جدًا من المغناطيس الكهربائي ، يجب إلغاء تنشيط المغناطيس الكهربائي ويجب أن يسقط الجسم المنجذب بسبب الجاذبية ويجذب الجسم الساقط مرة أخرى قبل أن يسقط تماما بسبب الجاذبية وتستمر هذه العملية. يشبه المشروع مشروع الرفع الصوتي بالموجات فوق الصوتية ، ولكن هنا بدلاً من استخدام الموجات فوق الصوتية ، سنستخدم الموجات الكهرومغناطيسية.

الآن بالعودة إلى المفهوم ، لا يمكن للإنسان تشغيل وإيقاف تشغيل المغناطيس الكهربائي لأن عملية التبديل هذه يجب أن تتم بسرعة كبيرة وفي فترة زمنية محددة. لذلك قمنا ببناء دائرة تبديل ، والتي تتحكم في المغناطيس الكهربائي لتحقيق الطفو الكهرومغناطيسي.

المكون مطلوب

لا	الأجزاء / اسم المكون	النوع / الموديل / القيمة	كمية
1	مستشعر تأثير القاعة	A3144	1
2	موسفيت الترانزستور	Irfz44N	1
3	مقاومة	330 أوم	1
4	مقاومة	1 كيلو	1
5	مبينا LED	5mm أي لون	1
6	الصمام الثنائي	IN4007	1
7	سلك مغناطيسي قياس 26 أو 27	0.41 إلى 0.46 ملم	1 كجم أو أكثر
8	لوحة منقط فيرو	صغير	1

مخطط دائرة الرفع المغناطيسي

يمكن العثور على مخطط التحليق المغناطيسي الكامل أدناه. كما ترون ، يتكون فقط من عدد قليل من المكونات المتوفرة بشكل طبيعي.

المكونات الرئيسية لدائرة الإرتفاع المغناطيسي DIY هذه هي مستشعر تأثير هول وترانزستور MOSFET والملف الكهرومغناطيسي. لقد استخدمنا سابقًا ملفات كهرومغناطيسية لبناء مشاريع أخرى مثيرة للاهتمام مثل Mini Tesla Coil ، ومسدس الملف الكهرومغناطيسي ، إلخ.

نحن نستخدم Irfz44N N-channel Mosfet للتبديل الأول وتشغيل / إيقاف تشغيل المغناطيسات الكهربائية. Irfz44n / أي N-channel MOSFET أو ترانزستور قوي مشابه (NPN) يمكن استخدامه لهذا الغرض ، والذي يتمتع بقدرة عالية على التعامل مع التيار مثل TIP122 / 2N3055 ، إلخ. متوفر بسهولة في الأسواق المحلية. من ناحية أخرى ، لديها قدرة معالجة تيار التصريف 49A عند درجة حرارة 25 درجة. يمكن استخدامه مع نطاق واسع من الفولتية.

أولاً ، لقد جربت واختبرت الدائرة والمشروع بأكمله على تكوين 12 فولت ، لكنني وجدت الملف الكهرومغناطيسي و MOSFET ، كلاهما كانا ساخنين للغاية ، لذلك اضطررت إلى العودة إلى 5 فولت. لم ألاحظ أي فرق أو مشاكل تحدث ، وكانت MOSFET والملف في درجة الحرارة العادية. أيضًا ، لم تكن هناك حاجة لمشتت الحرارة لـ Mosfet.

يتم استخدام المقاوم R1 للحفاظ على جهد دبوس بوابة MOSFET عاليًا (مثل المقاوم للسحب) للحصول على جهد عتبة مناسب أو جهد تشغيل. ولكن عندما تكون مغناطيسات النيوديميوم بالقرب من مستشعر تأثير القاعة المركب في المركز (في منتصف المغناطيسات الكهربائية) أو تكون مغناطيس النيوديميوم ضمن نطاق مستشعر تأثير القاعة ، يجب أن توفر دائرتنا خرجًا سلبيًا إلى دبوس بوابة MOSFET. نتيجة لذلك ، احصل على انخفاض جهد دبوس / تحكم ، وإخراج دبوس استنزاف MOSFET لمؤشر LED ، كما ينخفض ​​المغناطيس الكهربائي ، ويتم تعطيله. عندما تسقط أو تسقط الأجسام المتصلة بمغناطيس نيوديميوم بسبب الجاذبية ، فإن مغناطيس النيوديميوم سيخرج من نطاق مستشعر تأثير القاعة والآن لا يوفر مستشعر تأثير القاعة أي ناتج.يصبح دبوس البوابة MOSFETs مرتفعًا ويتم تشغيله بسرعة (بالنسبة إلى دبوس التحكم في المقاومة R1 / دبوس البوابة مرتفع بالفعل) ينشط الملف الكهرومغناطيسي بسرعة ويجذب الكائن المرتبط بمغناطيس نيوديميوم. تستمر هذه الدورة ، وتبقى الكائنات معلقة.

تستخدم المقاومة R2 330 أوم لتوهج LED عند 5 فولت (مؤشر LED) وتحد من الجهد والتدفق الحالي لحماية LED. الصمام الثنائي D1 ليس سوى صمام ثنائي لمنع التغذية المرتدة يستخدم في كل جهاز لفائف مثل مرحل لعرقلة جهد التغذية المرتدة.

بناء دائرة الرفع المغناطيسي

ابدأ ببناء ملف للمغناطيس الكهربائي. لصنع مغناطيس كهربائي بفتحة الهواء ، تحتاج أولاً إلى إنشاء إطار أو جسم للمغناطيسات الكهربائية. للقيام بذلك ، استخدم قلمًا قديمًا يبلغ قطره حوالي 8 مم يحتوي بالفعل على ثقب مركزي (في حالتي ، قمت بقياس القطر بمقياس Vernier). حدد الطول المطلوب بقلم تحديد دائم واقطعه بطول 25 مم تقريبًا.

بعد ذلك ، خذ قطعة صغيرة من الورق المقوى / أي مادة ورقية ذات جودة صلبة ، أو يمكنك استخدام زجاج شبكي وقطع قطعتين من قطر الملف بطول 25 مم تقريبًا بفتحة مركزية كما هو موضح في الصورة أدناه.

أصلح كل شيء بمساعدة "feviquick" أو بمساعدة أي غراء قوي. أخيرًا ، يجب أن يبدو الإطار هكذا.

إذا كنت كسولًا جدًا لبناء هذا ، فيمكنك أن تأخذ حامل سلك لحام قديم.

إطار المغناطيس الكهربائي جاهز. ننتقل الآن إلى صنع ملف كهرومغناطيسي. أولاً ، قم بعمل ثقب صغير على جانب واحد من قطر اللف وثبت السلك. ابدأ بلف المغناطيس الكهربائي وتأكد من أنه يدور حوالي 550 دورة. يتم فصل كل طبقة بشريط التشيلو أو أنواع أخرى من الشريط. إذا كنت كسولًا جدًا لصنع مغناطيساتك الكهربائية (في حالتي ، لقد صنعت مغناطيساتي الكهربائية التي تتمتع أيضًا بميزة العمل مع 5 فولت) ، يمكنك إخراجها من مرحل 6 فولت أو 12 فولت ، ولكن يجب أن تكون حريصًا على لا يقبل مستشعر تأثير القاعة A3144 سوى 5 فولت كحد أقصى. لذلك أنت بحاجة إلى استخدام IC منظم الجهد LM7805 لمنح الطاقة لمستشعر تأثير القاعة.

عندما يكون ملف المغناطيس الكهربائي المحفور في الهواء المركزي جاهزًا ، اتركه جانبًا وانتقل إلى الخطوة 2. رتب جميع المكونات وقم بلحامها على لوحة Vero ، كما ترى في الصور هنا.

لإصلاح الملف الكهرومغناطيسي وإعداد مستشعر تأثير القاعة ، يعد الحامل ضروريًا نظرًا لأن محاذاة حالة الملف وإعداد المستشعر مهم للتعليق المستقر للكائن تجاه قوة الجاذبية. لقد رتبت قطعتين من الأنابيب والورق المقوى وقطعة صغيرة من غلاف الأسلاك البلاستيكية. لتحديد الطول المطلوب ، استخدمت علامة دائمة وللتقطيع ، استخدمت منشارًا يدويًا وسكينًا. وإصلاح كل شيء بمساعدة الغراء ومسدس الغراء.

قم بعمل ثقب في منتصف غلاف الأسلاك البلاستيكية وقم بإصلاح الملف بمساعدة الغراء. بعد ذلك ، قم بطي المستشعر. ضع داخل فتحة الملف الكهرومغناطيسي. يرجى أن تضع في اعتبارك أن مسافة الجسم المعلق (المرفقة بمغناطيس نيوديميوم) من الملف الكهرومغناطيسي تعتمد على مقدار دفع المستشعر داخل الفتحة المركزية للمغناطيس الكهربائي. يحتوي مستشعر تأثير القاعة على مسافة استشعار محددة ، والتي يجب أن تكون ضمن نطاق الجذب الكهرومغناطيسي لتعليق الأشياء بشكل مثالي. لدينا محلية الصنع جهاز الارتفاع الكهرومغناطيسي هو الآن على استعداد للعمل.

تشغيل واختبار دائرة الرفع المغناطيسي

ثبت لوحة التحكم بالورق المقوى باستخدام كلا الشريطين الجانبيين. اربط بشكل جيد مع إطار الحامل بمساعدة ربطة كبل. قم بإجراء جميع التوصيلات بدائرة التحكم. ضع المستشعر داخل الفتحة المركزية للمغناطيس الكهربائي. اضبط الموضع المثالي لمستشعر تأثير Hall داخل المغناطيس الكهربائي ، واضبط المسافة القصوى بين المغناطيس الكهربائي ومغناطيس النيوديميوم. قد تختلف المسافة اعتمادًا على قوة جذب المغناطيس الكهربائي. قم بتشغيله من شاحن محمول 5V 1Amp أو 2Amp وقم بإجراء الاختبار الأول لكيفية عمل المشروع.

يرجى ملاحظة بعض النقاط المهمة بعناية حول مشروع الرفع الكهرومغناطيسي هذا. تعد محاذاة الملف وإعداد المستشعر أمرًا ضروريًا. لذلك من الضروري تعليق الأشياء بثبات وبشكل مباشر نحو قوة الجاذبية. يعني النظام المستقر أن شيئًا ما متوازن. كمثال ، فكر في عصا طويلة ممسوكة من الأعلى. إنه مستقر ويتدلى بشكل مستقيم نحو الجاذبية. إذا دفعت القاع بعيدًا عن الوضع المستقيم للأسفل ، فستميل الجاذبية إلى سحبه مرة أخرى إلى الوضع المستقر. إذن من هذا المثال ، تفهم بوضوح مدى أهمية المحاذاة المستقيمة للملف والمستشعر. من المهم تعليق الجسم بشكل مستقيم لفترة طويلة دون أن يسقط ، وهذا هو سبب اتخاذنا موقفًا لهذا المشروع. لفهمك بشكل أفضل ،لقد قمت بإنشاء مخطط كتلة لإظهار أهمية التعليق المستقر وكيف يجب تركيب المستشعر والملف لتحقيق أداء ممتاز.

• إذا كنت ترغب في زيادة مسافة الأشياء المعلقة من المغناطيس الكهربائي ، فيجب عليك زيادة نطاق القوة والجاذبية للمغناطيس الكهربائي وتغيير ترتيب / موضع المستشعر.
• إذا كنت تريد تعليق أجسام أكبر ، فعليك زيادة الطاقة الكهرومغناطيسية. لذلك ، تحتاج إلى زيادة مقياس الأسلاك المغناطيسية وعدد الدورات ، كما يلزم أيضًا زيادة عدد مغناطيس النيوديميوم المرفق بأشياء معلقة.
• يستهلك المغناطيس الكهربائي الأكبر تيارًا أكبر ، وتعمل دائري حاليًا على 5 فولت فقط ، ولكن في بعض الحالات ، قد تكون هناك ضرورة لزيادة الجهد اعتمادًا على معلمة الملف.
• إذا كنت تستخدم ملف ترحيل 12 فولت أو أي ملف كهرومغناطيسي قوي عالي الجهد ، فلا تنس استخدام منظم الجهد LM7805 لمستشعر تأثير القاعة A3144.

توضح الصورة أدناه كيف يعمل مشروعنا عند الانتهاء. آمل أن تكون قد فهمت البرنامج التعليمي وتعلمت شيئًا مفيدًا.

يمكنك أيضًا التحقق من العمل الكامل لهذا المشروع في الفيديو المرفق أدناه. إذا كانت لديك أي أسئلة ، فيمكنك تركها في قسم التعليقات أدناه أو يمكنك استخدام منتدياتنا للأسئلة الفنية الأخرى.