悬浮香蕉-电磁悬浮

我将演示如何让香蕉悬浮起来。

你的第一个想法会是:“为什么?”你多久能看到一个物体漂浮在空气中?你多久能看到一个香蕉漂浮在空气中?能够悬浮一个物体是令人印象深刻的，可以娱乐你的同伴。你可以学到很多关于电子和获得实际知识从建立这个项目(这是相对容易的)，。就我个人而言，我从中学到了很多。

我使用的材料:

工具

• 焊接供应
• 合适电源(6v-12v)
• 万用表
• 旋转工具
• 钳子，剥线钳和其他手持工具
• 绝缘胶带
• 双复合胶粘剂
• 强力胶

电路:

• 10 k电位器* 1
• S49E霍尔传感器* 1
• 2N2222A NPN晶体管* 1
• D2394或TIP41C带散热器的NPN晶体管x 1
• LM358双运放IC* 1
• 2200uf 25v电容器* 1
• 电压调节器* 1
• 1 n4007二极管* 1
• 1k欧姆电阻* 1
• 220欧姆电阻X 2
• Perfboard
• 跳线
• 3 JST* 1
• 2针端子连接器x 2

电磁铁:-

• 22号漆包线
• 实心铁芯(1/2英寸直径的铁螺母和螺栓)

持有电磁铁的结构

• 几块木板(稍后我会指定尺寸)
• 电路10cmx10cmx5cm(4"x4"x2")塑料外壳

与电路相连的电磁铁是上下颠倒的。霍尔效应传感器也被放置在电磁铁下面，如上面的“详细”插图所示。

当一块磁铁(最好是钕)放在电磁铁下面时，电磁铁最初是打开的，将钕磁铁吸引向自己。一旦磁铁靠近电磁铁，霍尔效应传感器检测到钕磁铁磁场的存在，导致传感器的输出电压下降。一旦输出电压下降到低于阈值电压(由电位器设定的电压)，主电路就会切断电磁铁的电源，导致其电磁场中断。这导致钕磁铁由于重力而下落。一旦钕磁铁向下移动一点，传感器的输出电压就会增加。当电压增加到阈值电压以上时，主电路再次给电磁铁供电，使磁铁再次上升。

这个过程反复发生，使磁铁悬浮。

现在我将对电路进行详细的说明。

电路由6至12伏的电压源供电，而比较器的逻辑工作电压仅为5伏，因此我们使用稳压器将电压降至5伏。

电路可分为两部分，右侧为控制逻辑的5伏电源，左侧为控制电磁铁开关的VCC电源。

右侧

在这一边，我们有一个比较器，一个10k电位器，和一个由5v供电的霍尔效应传感器。

霍尔效应传感器的输出进入LM358的非反相(+)输入，我在这里使用LM358作为比较器，电位器的输出进入比较器的反相(-)侧。

（比较器—比较两个电压输入。如果非反相输入电压(+)高于反相输入电压(-)，则输出电压为5v。如果非反相输入电压低于反相输入电压，则输出电压为0v。)

正常情况下，霍尔效应传感器的输出为2.5v，电位器的输出略小于2.5v。因此，比较器的输出为5v。

当放置钕磁体，其北极朝向传感器时，传感器的输出电压降低。当它下降到电位器的输出电压以下时，比较器的输出下降到0v。

左侧

Lm358的输出似乎不足以直接控制控制电磁铁的晶体管D2394的基极。因此，比较器的输出首先由2N2222A放大，然后控制D2394的底座，进而开关电磁铁。

还有一个反激二极管，以防止晶体管被电磁铁的感应反激损坏。与电阻器串联的led也平行于电磁铁放置，以指示它是否被供电。

我根据我的原理图收集了电路所需的所有部件，并开始焊接。

焊接时，必须采取预防措施，不要吸入有毒的焊接烟雾。一般来说，一个风扇是用来吹走他们，但一个烟雾提取器将是可取的。

我使用了电源、电磁铁和大电流晶体管的端子触点(如果需要可以轻松更换)，并使用了三针JST连接器来连接霍尔效应传感器。请在较大的晶体管上安装一个散热器，因为它可以产生大量的热量。另外，使用一些热膏，以增加其导热性。

你可以按照我的布局和焊接痕迹，我已经在上面显示。我用细线来表示跳线连接在穿孔板的上部。

注意:如果您使用的是TIP41C，请将R3替换为较低的电阻值，因为TIP41C的电流增益相对低于D2394。

我建议你先在面包板上尝试电路，然后再在perf板上构建它，因为我必须在perf板上构建两次电路才能工作(不要像我一样傻)。

用面包板或穿孔板中的电路，连接传感器的电线，用6v供电。先别接电磁铁。调整电位器，直到LED开始亮起。现在，当你把磁铁的北极靠近传感器时，LED应该关闭。

你可以很容易地买到一个预制的电磁铁，但更好、更强的电磁铁可以用更便宜的价格制造出来。

对于我的电磁铁，我用了22号电线，并把它包裹在一个铁螺栓，如上所示。磁芯是铁是很重要的。使用钢螺栓不会起作用，因为具有钢芯的电磁铁即使在关闭后也能保持其磁性。

在制作电磁铁时，你需要记住它必须倒挂着，这样它才能悬浮磁铁。你可以想出自己的创意来做这件事。我制作了电磁铁，这样我就可以把一块表面积比电磁铁大的木头粘在上面。这块木头将把电磁铁上下颠倒(这将在下一步中演示)。

一旦电磁铁完成，确保电线没有切断任何地方使用万用表上的连续性测试仪。你甚至可以用一个可调节的电源来测试电磁铁的强度。

我做了两个这样的电磁铁，一个匝数多，电阻大，另一个匝数少，电阻小。

我用一块7cm(3英寸)x3cm(1 1/4英寸)的木板铺在周围，然后切成22cm(9英寸)和28cm(11英寸)长的两块。

在较小的一块木头上，我钻了一个直径略长于电磁铁直径的洞。

我首先用我的旋转工具为两个木螺钉做导向孔，以连接两个部件。我还使用了一些木胶，并按照上图所示将两件作品粘在一起。

我喷漆了，让它们看起来更吸引人。它们没有变成我想要的样子，但看起来仍然比我以前的好得多，所以我让它们保持原样。

我找了一块1厘米厚的木板(我也喷了漆)，钻了两个小洞，把长木板的底座拧到木板上。

把电磁铁放在它的底座上，用胶带把传感器粘在电磁铁下面，如图所示，在中间，在一块泡沫上。这块泡沫是为了防止磁铁直接附着在电磁铁的铁芯上。每个电磁铁的泡沫厚度都不一样，所以我建议你尝试一下，看看哪一个效果最好。我用一些绝缘胶带临时固定传感器。

现在，您已经确定电路工作正常，将电磁铁连接到它，并以6-9v的电压为其供电。我建议从6v开始。在电磁铁下面拿一块钕磁铁，慢慢地小心地调整电位器，直到磁铁开始振动，然后慢慢地.....漂浮．这可能需要尝试几次，所以我建议耐心点。

如果它不工作，电磁铁的极性可能已经反转，只要把它换回电路。这也是标记电磁铁引线的好时机。它现在必须起作用。跟踪电路的电流是有帮助的，以确保电磁铁有足够的电流。即使在晶体管上安装了散热片，它似乎也会发热很多，所以最好不要让电路运行太久。

两个电磁铁都能用，但大的那个更好，所以我会用它。

这个测试是用我的旧电路做的，你可以在视频中看到。

现在悬浮起作用了，让我们把它变成永久的，看起来很吸引人。

我在纸板上剪了一个圆形，直径比电磁铁大2mm。我移除了纸板的顶部2层如上所示的传感器适合。我还使用了两种复合粘合剂来固定传感器(在这样做的时候，确保传感器的标记部分是面向外的)。出于美观考虑，我在传感器上贴了一张圆形的黑纸。

我还剪了一块纸板，用一些力量使它弯曲，并把它包裹在电磁铁周围。我用了一些胶带来固定它的圆柱形。

我用强力胶把圆柱形的部分粘在传感器对面的圆形纸板上。

后来我把传感器的电线拧成一团，在传感器附近加了一块热缩胶，用强力胶把它粘在圆柱形块的一侧。

传感器部分完成。这块纸板完美地贴合在电磁铁上，甚至让我调整传感器到电磁铁的距离。

我有一个项目盒子(4“x4”x2“)，以安全地保持电路在里面。

我将一个母DC插座连接到电源上，将两根电线连接到led上，并延长霍尔传感器的电线。由于不同磁铁的磁场强度和重量不同，需要调整阈值电压，电位器需要易于接近。

使用我的旋转工具，我钻出了电位器、LED、直流插孔，以及传感器和电磁铁的电线孔。

我用双面胶带把电路板放在盒子里，把电位器和它的旋钮粘在外面，用一些热胶把DC插孔粘在各自的孔上。这个洞的大小刚好可以把LED紧紧地塞进去。

这也是一个好主意钻出通风口散热器，以帮助防止过热。一个更好的选择是增加一个小型电脑风扇吹向它。

我盖上盖子，拧紧螺丝。

现在一切都完成了，是时候开始这个项目的主要目标了.．.悬浮香蕉……为了平衡香蕉的重量，我需要一个更强的钕磁铁。

我没有把磁铁插入香蕉里面，因为我还想吃它，所以只是用一些胶带把磁铁粘在香蕉上。

磁场强度

电磁铁的强度与悬浮磁铁与电磁铁之间的距离成正比(强度越大，距离越远)。

物体的重量

物体的重量与悬浮物体与电磁铁之间的距离成反比(重量越大，距离越短)，与电磁铁吸引的电流成正比(重量越大，吸引的电流越多)。

我所做的一个关键观察是，磁铁的形状似乎也很重要，因为与其他磁铁相比，球形磁铁似乎是最稳定的。

我在这个项目中获得了很多乐趣，也从中学到很多东西。我希望你也是。如果你有任何疑问或问题，请在评论中留下，我会尽我所能回答你的每一个问题。

我还想透露的是，我不是专业的电路设计师或产品制造商，我只是一个使用我所拥有的知识的爱好者，肯定有更好、更有效的方法来制作相同的项目。然而，这是我的，我为此感到骄傲。这也证明了我喜欢我的爱好的主要原因，一个人可以有很多方法来做同一个项目，探索他们自己的创造性想法，并在这个过程中获得越来越多的知识。