Dispositivo de levitación electromagnética de bricolaje

Este dispositivo de levitación electromagnética es genial para construir un proyecto antigravedad que es emocionante e interesante de ver. El dispositivo puede hacer que algo flote sin ningún soporte visible, es como un objeto que nada en el espacio libre o en el aire. Para que este dispositivo funcione, es necesario atraer un objeto usando el electroimán, pero cuando está muy cerca del electroimán, el electroimán debe desactivarse y el objeto atraído debe caer debido a la gravedad y volver a atraer el objeto que cae antes de que caiga. completamente debido a la gravedad y este proceso continúa. El proyecto es similar a nuestro Levitación Acústica Ultrasónica, pero aquí en lugar de usar ondas ultrasónicas, usaremos ondas electromagnéticas.

Volviendo al concepto, no es posible que un ser humano encienda y apague el electroimán porque este proceso de conmutación debe tener lugar muy rápido y en un intervalo específico. Así que hemos construido un circuito de conmutación, que controla el electroimán para lograr la flotación electromagnética.

Componente requerido

S. No	Partes / Nombre de componente	Tipo / Modelo / Valor	Cantidad
1	Sensor de efecto Hall	A3144	1
2	Transistor Mosfet	Irfz44N	1
3	Resistencia	330 ohmios	1
4	Resistencia	1k	1
5	LED indicador	5 mm de cualquier color	1
6	Diodo	IN4007	1
7	Alambre magnético de calibre 26 o 27	0,41 hasta 0,46 mm	1 kg o más
8	Tablero Vero punteado	Pequeña	1

Diagrama del circuito de levitación magnética

El esquema completo de levitación magnética se puede encontrar a continuación. Como puede ver, solo consta de unos pocos componentes normalmente disponibles.

Los componentes principales de este circuito de levitación magnética DIY son el sensor de efecto Hall y el transistor MOSFET y una bobina electromagnética. Anteriormente hemos utilizado bobinas electromagnéticas para construir otros proyectos interesantes como una Mini Bobina Tesla, una pistola de bobina electromagnética, etc.

Usamos el Mosfet de canal N Irfz44N para el primer encendido y apagado de los electroimanes. Irfz44n / cualquier MOSFET de canal N o transistor potente similar (NPN) se puede usar para este propósito, que tiene una capacidad de manejo de alta corriente como TIP122 / 2N3055, etc. El transistor Irfz44N se elige porque se usa comúnmente con proyectos de microcontroladores operados a 5V y es fácilmente disponible en los mercados locales. Por otro lado, tiene capacidad de manejo de corriente de drenaje 49A a una temperatura de 25 grados. Se puede utilizar con una amplia gama de voltajes.

Primero, experimenté y probé el circuito y todo el proyecto en una configuración de 12 voltios, pero encontré mi bobina electromagnética y MOSFET, ambos se estaban calentando mucho, así que tuve que volver a cambiar a 5v. No noté ninguna diferencia o problemas, y el MOSFET y la bobina estaban a temperatura normal. Además, no fue necesario el disipador de calor para el Mosfet.

El resistorR1 se usa para mantener alto el voltaje del pin de la puerta del MOSFET (como una resistencia pull-up) para obtener el voltaje de umbral adecuado o el voltaje de disparo. Pero cuando los imanes de neodimio están cerca del sensor de efecto Hall montado en el centro (en el medio de los electroimanes) o los imanes de neodimio están dentro del rango del sensor de efecto Hall, nuestro circuito debe proporcionar una salida negativa al pin de la puerta MOSFET. Como resultado, el voltaje del pin / pin de control cae, la salida del pin de drenaje del MOSFET para el indicador LED y el electroimán también cae y se desactiva. Cuando los objetos unidos con imanes de neodimio caen o caen debido a la gravedad, los imanes de neodimio saldrán del rango del sensor de efecto Hall y ahora el sensor de efecto Hall no proporciona ninguna salida.El pin de puerta del MOSFET se vuelve alto y se activa rápidamente (para el pin de control de resistencia R1 / pin de puerta ya alto) energiza la bobina electromagnética rápidamente y atrae el objeto unido con imanes de neodimio. Este ciclo continúa y los objetos permanecen colgando.

La resistencia R2 330ohm se utiliza para LED que brillan intensamente a 5v (LED indicador) y limita el voltaje y el flujo de corriente para la protección del LED. El diodo D1 no es más que un diodo de bloqueo de retroalimentación utilizado en cada dispositivo de bobina como un relé para el bloqueo de voltaje de retroalimentación inversa.

Construyendo el circuito de levitación magnética

Empiece por construir la bobina del electroimán. Para la fabricación de un electroimán de orificio de ventilación, primero debe hacer un marco o cuerpo para los electroimanes. Para hacer eso, tome un bolígrafo viejo de alrededor de 8 mm de diámetro que ya tiene un orificio central (en mi caso, he medido el diámetro en escala Vernier). Marque la longitud requerida con un marcador permanente y corte en una longitud de 25 mm aproximadamente.

A continuación, tome un pequeño trozo de cartón / cualquier material de papel de calidad dura, o puede usar plexiglás y cortar dos trozos de diámetro de bobinado de aproximadamente 25 mm de longitud con un orificio central como se muestra en la imagen a continuación.

Arregle todo con la ayuda de "feviquick" o con la ayuda de cualquier pegamento fuerte. Finalmente, el marco debería verse así.

Si eres demasiado vago para construir esto, puedes llevar un soporte de alambre de soldadura viejo.

El marco del electroimán está listo. Ahora pase a la fabricación de una bobina electromagnética. Primero, haga un pequeño agujero en un lado del diámetro del devanado y fije el cable. Empiece a enrollar el electroimán y asegúrese de que dé unas 550 vueltas. Cada capa está separada por cinta de cello u otro tipo de cinta. Si eres tan perezoso para hacer tus electroimanes (en mi caso, he hecho mis electroimanes que también tienen la ventaja de trabajar con 5v), puedes sacarlo del relé de 6 vo 12 v, pero debes tener cuidado de que tu El sensor de efecto Hall A3144 solo acepta el máximo de 5V. Por lo tanto, debe usar un IC regulador de voltaje LM7805 para alimentar su sensor de efecto Hall.

Cuando su bobina de electroimán con núcleo de aire central esté lista, déjela a un lado y continúe con el paso 2. Organice todos los componentes y suéldelos en la placa Vero, como puede ver en las imágenes aquí.

Para fijar la bobina electromagnética y la configuración del sensor de efecto Hall, es necesario un soporte debido a la alineación del estado de la bobina y la configuración del sensor es importante para que el objeto cuelgue de manera estable hacia la fuerza de gravedad. Arreglé dos trozos de tubería, cartón y un pequeño trozo de carcasa de cableado de PVC. Para marcar la longitud requerida, usé un marcador permanente y para cortar, usé una sierra de mano y un cuchillo. Y arregló todo con la ayuda de pegamento y pistola de pegamento.

Haga un agujero en el medio de la carcasa del cableado de PVC y fije la bobina con la ayuda de pegamento. A partir de entonces, doble el sensor. Coloque dentro del orificio de la bobina electromagnética. Tenga en cuenta que la distancia entre el objeto colgante (unido con imanes de neodimio) y la bobina electromagnética depende de cuánto se empuje el sensor dentro del orificio central del electroimán. El sensor de efecto hall tiene una distancia de detección específica, que debe estar dentro del rango de atracción electromagnética para colgar los objetos perfectamente. Nuestro dispositivo de levitación electromagnética hecho en casa ya está listo para la acción.

Trabajar y probar el circuito de levitación magnética

Fije el tablero de control con cartón usando cinta de ambos lados. Realice un cableado agradable con el marco del soporte con la ayuda de una brida. Realice todas las conexiones con el circuito de control. Coloque el sensor dentro del orificio central del electroimán. Sintonice la posición perfecta del sensor de efecto Hall dentro del electroimán y establezca la distancia máxima entre el electroimán y los imanes de neodimio. La distancia puede variar según la potencia de atracción de su electroimán. Enciéndalo con un cargador móvil de 5V 1Amp o 2Amp y realice la primera prueba de cómo funciona el proyecto.

Tenga en cuenta algunos puntos importantes sobre este proyecto de levitación electromagnética. La alineación de la bobina y la configuración del sensor es esencial. Por eso es necesario colgar los objetos de forma estable y recta hacia la fuerza de gravedad. Un sistema estable significa que algo está equilibrado. Como ejemplo, considere un palo largo sostenido por la parte superior. Es estable y cuelga directamente hacia la gravedad. Si empuja la parte inferior lejos de la posición recta hacia abajo, la gravedad tenderá a tirar de ella hacia la posición estable. Entonces, a partir de este ejemplo, comprende claramente cuán vital es la alineación recta de la bobina y el sensor. Es importante colgar el objeto recto durante mucho tiempo sin que se caiga, y es por eso que apoyamos este proyecto. Para su mejor comprensión,He creado un diagrama de bloques para mostrar la importancia de una suspensión estable y cómo se deben montar el sensor y la bobina para lograr un rendimiento excelente.

• Si desea aumentar la distancia de los objetos colgantes del electroimán, debe aumentar el rango de potencia y atracción del electroimán y cambiar la disposición / posición del sensor.
• Si desea colgar objetos más grandes, debe aumentar la potencia electromagnética. Para eso, debe aumentar el CALIBRE del cable magnético y el número de vueltas y también se requiere un mayor número de imanes de neodimio unidos con objetos colgantes.
• El electroimán más grande consume más corriente, y mi circuito actualmente funciona solo con 5 V, pero en algunos casos, puede ser necesario aumentar el voltaje según el parámetro de la bobina.
• Si usa una bobina de relé de 12 V o cualquier bobina electromagnética potente de alto voltaje, no olvide usar un regulador de voltaje LM7805 para el sensor de efecto Hall A3144.

La siguiente imagen muestra cómo funciona nuestro proyecto una vez finalizado. Espero que hayas entendido el tutorial y hayas aprendido algo útil.

También puede ver el funcionamiento completo de este proyecto en el video adjunto a continuación. Si tiene alguna pregunta, puede dejarla en la sección de comentarios a continuación o puede utilizar nuestros foros para otras preguntas técnicas.