DIY一个电磁悬浮装置

　　这种电磁悬浮装置很酷，可以建造一个令人兴奋和有趣的反重力项目。该装置可以在没有任何可见支撑的情况下使某物漂浮，就像一个物体在自由空间或空气中游泳。为了使这个装置工作，你需要用电磁铁来吸引一个物体，但是当它非常靠近电磁铁时，电磁铁应该会失效，被吸引的物体会因重力而下落，并在下落的物体下落之前再次吸引它完全由于重力，这个过程还在继续。该项目类似于我们的超声波声悬浮，但在这里我们将使用电磁波而不是超声波。

　　现在回到这个概念，人类不可能打开和关闭电磁铁，因为这个开关过程必须非常快速且以指定的时间间隔发生。所以我们搭建了一个开关电路，控制电磁铁实现电磁浮动。

　　所需组件

　　磁悬浮电路图

　　完整的磁悬浮示意图如下所示。如您所见，它仅包含几个通常可用的组件。

　　这个DIY 磁悬浮电路的主要部件是霍尔效应传感器和 MOSFET 晶体管和一个电磁线圈。我们之前使用电磁线圈构建了其他有趣的项目，例如迷你特斯拉线圈、电磁线圈枪等。

　　我们使用 Irfz44N N 通道 Mosfet 进行第一次开关和打开/关闭电磁体。Irfz44n / 任何 N 沟道 MOSFET 或类似 （NPN） 强大的晶体管都可用于此目的，它具有高电流处理能力，如 TIP122 /2N3055 等。选择 Irfz44N 晶体管是因为它通常用于 5V 操作的微控制器项目，并且是在当地市场很容易买到。另一方面，它在 25 度的温度下具有 49A 的漏极电流处理能力。它可用于各种电压。

　　首先，我在 12 伏配置上对电路和整个项目进行了试验和测试，但我发现我的电磁线圈和 MOSFET 都变得非常热，所以我不得不切换回 5 伏。我没有注意到发生任何差异或问题，并且 MOSFET 和线圈处于正常温度。此外，Mosfet 不需要散热器。

　　电阻器 R1 用于保持 MOSFET 栅极引脚电压高（如上拉电阻器）以获得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）或钕磁铁在霍尔效应传感器的范围内时，我们的电路应该向 MOSFET 栅极引脚提供负输出。结果，引脚/控制引脚电压下降，指示 LED 和电磁铁的 MOSFET 漏极引脚输出也下降，它被禁用。当附有钕磁铁的物体因重力而掉落或掉落时，钕磁铁将超出霍尔效应传感器的范围，此时霍尔效应传感器不提供任何输出。MOSFET 栅极引脚变为高电平并快速触发（对于 R1 电阻控制引脚/栅极引脚已经为高电平）快速为电磁线圈通电并吸引附有钕磁铁的物体。这个循环继续下去，物体仍然挂着。

　　R2 330ohm 电阻用于在 5v（指示灯 LED）下点亮 LED，并限制 LED 保护的电压和电流。D1二极管只不过是用于每个线圈设备中的反馈阻断二极管，例如用于反向反馈电压阻断的继电器。

　　构建磁悬浮电路

　　首先构建电磁线圈。对于气孔电磁铁的制作，首先，您需要为电磁铁制作一个框架或主体。要做到这一点，需要一支直径约为 8 毫米的旧笔，它已经有一个中心孔（在我的例子中，我用游标尺测量了直径）。用永久性记号笔标记所需的长度，然后切成大约 25 毫米的长度。

　　接下来，取一小块纸板/任何硬质纸质材料，或者您可以使用有机玻璃切割两片缠绕直径约 25mm 的中心孔，如下图所示。

　　在“feviquick”或任何强力胶水的帮助下修复一切。最后，框架应该是这样的。

　　如果你懒得做这个，你可以拿一个旧的焊线架。

　　电磁铁框架已准备就绪。现在继续制作电磁线圈。首先，在绕线直径的一侧打一个小孔并固定电线。开始缠绕电磁铁并确保它大约转动 550 圈。每层由大提琴胶带或其他类型的胶带分隔。如果您懒得制作电磁铁（在我的情况下，我制作的电磁铁也具有使用 5v 的优势），您可以将其从 6 v 或 12 v 继电器中取出，但您应该小心，您的霍尔效应传感器 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。

　　当您的中心空心电磁线圈准备好后，将其放在一边并转到步骤 2。排列所有组件并将其焊接在 Vero 板上，如您在此处的图片中所见。

　　为了固定电磁线圈和霍尔效应传感器装置，由于线圈的状态对齐，因此需要一个支架，并且传感器装置对于将物体稳定悬挂在重力下很重要。我安排了两根管子、纸板和一小块 PVC 接线盒。为了标记所需的长度，我使用了永久性标记，并且为了切割，我使用了手锯和刀。并在胶水和胶枪的帮助下修复了所有东西。

　　在PVC接线盒中间打一个孔，用胶水固定线圈。此后，折叠传感器。放入电磁线圈的孔内。请记住，悬挂物（附有钕磁铁）与电磁线圈的距离取决于传感器被推入电磁铁中心孔的程度。霍尔效应传感器具有特定的感应距离，应在电磁吸引力范围内才能完美悬挂物体。我们的自制电磁悬浮装置现已准备就绪。

　　工作和测试磁悬浮电路

　　使用双面胶带用纸板固定控制板。借助电缆扎带将支架与支架很好地连接起来。与控制电路进行所有连接。将传感器放入电磁铁的中心孔内。调整电磁铁内霍尔效应传感器的完美位置，并设置电磁铁和钕磁铁之间的最大距离。距离可能会因您的电磁吸力而异。使用 5V 1Amp 或 2Amp 移动充电器为其供电，并对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齐是必不可少的。因此，需要将物体稳定且笔直地向重力方向悬挂。一个稳定的系统意味着某些东西是平衡的。例如，考虑从顶部握住的长棍。它是稳定的并且垂直向下垂向重力。如果您将底部推离笔直向下位置，重力将倾向于将其拉回稳定位置。因此，从这个示例中，您可以清楚地了解线圈和传感器的直线对齐有多重要。将物体长时间保持直立而不掉落是很重要的，这就是我们为这个项目做支架的原因。为了您更好的理解，

　　如果要增加悬挂物体与电磁铁的距离，则必须增加电磁铁的功率和吸引力范围，并改变传感器的排列/位置。

　　如果要悬挂较大的物体，则必须增加电磁功率。为此，您需要增加电磁线 GAUGE 和匝数，并且还需要增加与悬挂物体相连的钕磁铁的数量。

　　更大的电磁铁消耗更多的电流，我的电路目前仅在 5V 下工作，但在某些情况下，可能需要根据线圈参数增加电压。

　　如果您使用 12V 继电器线圈或任何高压大功率电磁线圈，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在完成时是如何工作的。希望您理解本教程并学到一些有用的东西。