Perangkat levitasi elektromagnetik DIY

Alat levitasi elektromagnetik ini keren untuk membangun sebuah proyek anti gravitasi yang seru dan menarik untuk ditonton. Alat ini dapat membuat sesuatu mengapung tanpa adanya penyangga yang terlihat, seperti benda yang berenang di ruang bebas atau udara. Untuk membuat perangkat ini berfungsi, Anda perlu menarik objek menggunakan elektromagnet, tetapi ketika sangat dekat dengan elektromagnet, elektromagnet harus dinonaktifkan dan objek yang tertarik harus jatuh karena gravitasi dan menarik kembali objek yang jatuh sebelum jatuh sepenuhnya karena gravitasi dan proses ini berlanjut. Proyek ini mirip dengan Ultrasonic Acoustic Levitation, tetapi di sini alih-alih menggunakan gelombang ultrasonik, kami akan menggunakan gelombang elektromagnetik.

Sekarang kembali ke konsepnya, tidak mungkin bagi manusia untuk menghidupkan dan mematikan elektromagnet karena proses peralihan ini harus berlangsung sangat cepat dan pada interval yang ditentukan. Jadi kami telah membangun sirkuit sakelar, yang mengontrol elektromagnet untuk mencapai mengambang elektromagnetik.

Komponen Diperlukan

S.No	Nama Bagian / Komponen	Jenis / Model / Nilai	Kuantitas
1	Sensor Efek Hall	A3144	1
2	Transistor MOSFET	Irfz44N	1
3	Perlawanan	330ohm	1
4	Perlawanan	1k	1
5	Menunjukkan LED	5mm warna apa saja	1
6	Diode	IN4007	1
7	26 atau 27 Kawat Magnet Gauge	0,41 hingga 0,46 mm	1kg atau lebih
8	Papan Vero bertitik	Kecil	1

Diagram Sirkuit Levitasi Magnetik

Skema Levitasi Magnetik lengkap dapat ditemukan di bawah. Seperti yang Anda lihat, ini hanya terdiri dari beberapa komponen yang biasanya tersedia.

Komponen utama rangkaian levitasi Magnetik DIY ini adalah sensor efek Hall dan transistor MOSFET serta kumparan elektromagnetik. Kami sebelumnya telah menggunakan kumparan elektromagnetik untuk membangun proyek menarik lainnya seperti Mini Tesla Coil, pistol kumparan elektromagnetik, dll.

Kami menggunakan Irfz44N N-channel Mosfet untuk peralihan pertama dan menghidupkan / mematikan elektromagnet. Irfz44n / semua N-channel MOSFET atau sejenisnya (NPN) transistor yang kuat dapat digunakan untuk tujuan ini, yang memiliki kemampuan penanganan arus tinggi seperti TIP122 / 2N3055, dll. Transistor Irfz44N dipilih karena umumnya digunakan dengan proyek mikrokontroler yang dioperasikan 5V dan tersedia dengan mudah di pasar lokal. Di sisi lain, ia memiliki kemampuan penanganan arus Drain 49A pada suhu 25 derajat. Ini dapat digunakan dengan berbagai voltase.

Pertama, saya telah bereksperimen dan menguji sirkuit dan keseluruhan proyek pada konfigurasi 12 Volt, tetapi saya menemukan koil elektromagnetik dan MOSFET saya, keduanya menjadi sangat panas, jadi saya harus beralih kembali ke 5v. Saya tidak melihat adanya perbedaan atau masalah yang terjadi, dan MOSFET dan koil berada pada suhu normal. Juga, tidak perlu heat sink untuk MOSFET.

ResistorR1 digunakan untuk menjaga tegangan pin gerbang MOSFET tetap tinggi (seperti resistor pull-up) untuk mendapatkan tegangan ambang batas yang tepat atau tegangan pemicu. Tetapi ketika magnet neodymium berada di dekat sensor efek hall yang dipasang di tengah (di tengah elektromagnet) atau magnet neodymium berada dalam jangkauan sensor efek hall, rangkaian kami harus memberikan output negatif ke pin gerbang MOSFET. Akibatnya, tegangan pin / pin kontrol turun, output pin drain MOSFET untuk LED indikator, dan elektromagnet juga turun, dan dinonaktifkan. Ketika benda yang terpasang dengan magnet neodymium jatuh atau jatuh karena gravitasi, magnet Neodymium akan keluar dari jangkauan sensor efek hall dan sekarang sensor efek hall tidak memberikan output apa pun.Pin gerbang MOSFET menjadi tinggi dan cepat terpicu (untuk pin kontrol resistansi R1 / pin gerbang sudah tinggi) memberi energi pada kumparan elektromagnetik dengan cepat dan menarik objek yang terpasang dengan magnet neodymium. Siklus ini berlanjut, dan objek tetap menggantung.

Resistansi R2 330ohm digunakan untuk LED yang menyala pada 5v (LED indikator) dan membatasi aliran tegangan dan arus untuk perlindungan LED. Dioda D1 tidak lain adalah dioda pemblokiran umpan balik yang digunakan di setiap perangkat koil seperti relai untuk pemblokiran tegangan umpan balik terbalik.

Membangun Sirkuit Levitasi Magnetik

Mulailah dengan membangun koil untuk elektromagnet. Untuk pembuatan elektromagnet lubang udara, pertama-tama Anda perlu membuat kerangka atau bodi untuk elektromagnet. Untuk melakukan itu, ambil pulpen tua dengan diameter sekitar 8mm yang sudah memiliki lubang tengah (dalam kasus saya, saya telah mengukur diameter dalam skala Vernier). Tandai panjang yang dibutuhkan dengan spidol permanen dan potong kira-kira panjang 25mm.

Selanjutnya ambil selembar karton kecil / bahan kertas kualitas keras apapun, atau gunakan plexiglass dan potong dua buah lilitan dengan diameter sekitar 25mm dengan lubang tengah seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Perbaiki semuanya dengan bantuan "feviquick" atau dengan bantuan lem yang kuat. Akhirnya, bingkai akan terlihat seperti ini.

Jika Anda terlalu malas untuk membangun ini, Anda dapat mengambil dudukan kawat solder tua.

Bingkai elektromagnet sudah siap. Sekarang lanjutkan ke pembuatan koil elektromagnetik. Pertama, buat lubang kecil di salah satu sisi diameter lilitan dan kencangkan kabelnya. Mulailah memutar elektromagnet dan pastikan itu membuat sekitar 550 putaran. Setiap lapisan dipisahkan oleh selotip atau jenis selotip lainnya. Jika Anda malas membuat elektromagnet Anda (dalam kasus saya, saya telah membuat elektromagnet saya yang juga memiliki keuntungan bekerja dengan 5v), Anda dapat mengeluarkannya dari relai 6 v atau 12 v, tetapi Anda harus berhati-hati bahwa sensor efek hall A3144 hanya menerima maksimum 5V. Jadi Anda perlu menggunakan IC regulator tegangan LM7805 untuk memberi daya ke sensor efek hall Anda.

Ketika koil elektromagnet inti udara tengah Anda siap, sisihkan dan lanjutkan ke langkah 2. Atur semua komponen dan solderkan pada papan Vero, seperti yang Anda lihat pada gambar di sini.

Untuk memperbaiki kumparan elektromagnetik dan pengaturan sensor efek hall, penyangga diperlukan karena kesejajaran keadaan kumparan dan pengaturan sensor penting untuk penggantungan benda yang stabil terhadap gaya gravitasi. Saya mengatur dua potong pipa, karton, dan sepotong kecil casing kabel PVC. Untuk menandai panjang yang dibutuhkan, saya menggunakan spidol permanen dan untuk memotong, saya menggunakan gergaji tangan dan pisau. Dan memperbaiki semuanya dengan bantuan lem dan Glue Gun.

Buat lubang di tengah casing kabel PVC dan perbaiki koil dengan bantuan lem. Setelah itu, lipat sensornya. Masukkan ke dalam lubang kumparan elektromagnetik. Perlu diketahui jarak benda gantung (dipasang dengan magnet neodymium) dari kumparan elektromagnetik bergantung pada seberapa besar sensor didorong ke dalam lubang tengah elektromagnet. Sensor efek hall memiliki jarak penginderaan tertentu, yang harus berada dalam kisaran tarikan elektromagnetik untuk menggantung objek dengan sempurna. Perangkat levitasi elektromagnetik buatan sendiri kami sekarang siap beraksi.

Bekerja dan Menguji Sirkuit Levitasi Magnetik

Perbaiki papan kontrol dengan karton menggunakan kedua selotip sisi. Sambungkan dengan baik dengan rangka penyangga dengan bantuan pengikat kabel. Buat semua koneksi dengan sirkuit kontrol. Letakkan sensor di dalam lubang tengah elektromagnet. Setel posisi sempurna sensor efek Hall di dalam elektromagnet, dan setel jarak maksimum antara magnet elektromagnet dan neodymium. Jarak mungkin berbeda-beda tergantung pada daya tarikan elektromagnet Anda. Nyalakan dari pengisi daya ponsel 5V 1Amp atau 2Amp dan lakukan tes pertama tentang cara kerja proyek.

Harap perhatikan beberapa poin penting dengan cermat tentang proyek levitasi elektromagnetik ini. Penyelarasan koil dan pengaturan sensor sangat penting. Jadi perlu menggantung benda secara stabil dan lurus ke arah gaya gravitasi. Sistem yang stabil berarti ada sesuatu yang seimbang. Sebagai contoh, perhatikan tongkat panjang yang dipegang dari atas. Itu stabil dan menggantung lurus ke bawah menuju gravitasi. Jika Anda mendorong bagian bawah menjauh dari posisi lurus ke bawah, gravitasi akan cenderung menariknya kembali ke posisi stabil. Jadi dari contoh ini, Anda memahami dengan jelas betapa pentingnya penyelarasan lurus koil dan sensor. Penting untuk menggantungkan benda lurus dalam waktu lama tanpa jatuh, dan inilah alasan kami mendukung proyek ini. Untuk pemahaman Anda yang lebih baik,Saya telah membuat diagram blok untuk menunjukkan pentingnya penggantungan yang stabil dan bagaimana sensor dan koil harus dipasang untuk mencapai kinerja yang sangat baik.

• Jika Anda ingin menambah jarak benda yang digantung dari elektromagnet, Anda harus menambah daya dan daya tarik elektromagnet dan mengubah susunan / posisi sensor.
• Jika Anda ingin menggantung benda yang lebih besar, maka Anda harus meningkatkan daya elektromagnetik. Untuk itu, Anda perlu menambah GAUGE kawat magnet dan jumlah putaran dan peningkatan jumlah magnet neodymium yang dipasang dengan benda gantung juga diperlukan.
• Elektromagnet yang lebih besar mengkonsumsi lebih banyak arus, dan sirkuit saya saat ini hanya bekerja pada 5V, tetapi dalam beberapa kasus, mungkin ada kebutuhan untuk meningkatkan tegangan tergantung pada parameter koil.
• Jika Anda menggunakan kumparan relai 12V atau kumparan elektromagnetik bertenaga tinggi bertegangan tinggi, jangan lupa untuk menggunakan regulator tegangan LM7805 untuk sensor efek hall A3144.

Gambar di bawah ini menunjukkan bagaimana proyek kami bekerja setelah selesai. Semoga Anda memahami tutorial dan mempelajari sesuatu yang bermanfaat.

Anda juga dapat melihat pekerjaan lengkap proyek ini di video yang terlampir di bawah ini. Jika Anda memiliki pertanyaan, Anda dapat meninggalkannya di bagian komentar di bawah atau Anda dapat menggunakan forum kami untuk pertanyaan teknis lainnya.