电磁悬浮电路

接线图 2024年01月28日 08:52 221 admin

    该项目分为两部分；电路，然后是外壳/底座。电路的组装应在印刷电路板上进行，以尽量减少振荡的机会并保持组装的需要和紧凑。下面提供了印刷电路板图案。在将其用作电路板模板（使用照相或激光工艺）之前，务必在打印时检查其尺寸。在普通纸上进行测试打印，然后测量结果，并将其与电路板图案上显示的测量值进行比较。如果它们不匹配，您将需要调整打印设置或在您选择的照片编辑软件中缩放图案。虽然微小的差异不会造成太大差异，但大约 1MM 足以使装配 IC 变得非常困难。
    使用下图所示的零件放置图将零件组装到电路板上。在将它们焊接到电路板之前，请务必根据原理图检查所有极化部件的位置。IC、二极管、晶体管、电解电容器和 LED 必须正确放置，否则它们将无法工作并可能损坏。
    由于电路板将安装到外壳中，因此一些组件安装在电路板外，使用导线将它们连接到 PCB。D1、D3、Q1、R9、L1 和 S1 应通过导线连接到电路板。S1、R9 和 D3 应位于约 6" 的引线上，以便安装在外壳的正面。Q1 和 D1 需要更长的引线（约 8-10"），因为它们将安装在支撑电磁铁的支架上。磁铁 L1 需要足够的引线长度才能到达支架的顶部，因此使用 12 英寸到 14 英寸的电线。
    L1 是 Potter & Brumfield KUP11D15-6VDC 继电器的电磁线圈组件。拉下继电器外壳，然后通过从塑料底部折断支架来取下线圈组件。小心不要损坏线圈绕组或将线圈连接到引脚的易碎引线。KUP11D15 可从许多在线供应商处购买，并且很可能通过您当地的电子产品商店购买。它通常用于 HVAC，因此如果您无法通过电子供应商找到它，请尝试加热和冷却供应商。继电器位于带透明塑料盖的插座式外壳中。多个制造商也提供替代品，只要线圈电压相同，大多数具有相似物理尺寸的继电器也可以工作。如果找不到 P& B继电器或者你想做实验你当然可以自己绕线圈。使用非常细的漆包线（34 或 35 规格）并将大约 100 英尺缠绕到一个 1/4" 的螺栓上，该螺栓已被切割成 1.5" 的长度。通过将螺栓卡入电钻中，您可以轻松绕线，但非常小心地控制线速度，因为如果快速移动它会变成刀片。
    该电路使用 12VDC 500MA“壁式”电源适配器提供的 12V 电压运行。这使底座的尺寸保持小巧且便于桌面使用。

电磁悬浮电路第1张

电磁悬浮电路第2张

外壳和底座组件

电磁悬浮电路第3张

    电路完成后，下一个任务是组装物理结构。它分为两部分；外壳（容纳磁铁）和底座（容纳电路）。
    外壳由 1" 宽的 4" OD 1/8" 壁铝方管制成。您可以在当地金属供应商处找到这种管，但您可能被迫购买 10、12 或 20 英尺长的管。大多数社区都有一家零售金属店，会以较小的数量出售。这些相同的商店通常也会免费或收取少量费用来削减您需要的尺寸。如果您手边没有零售金属店，请查看大盒子家装店，或当地的农场供应商。在管道顶部的中间钻一个适当直径的孔（这取决于您的线圈）。现在安装线圈，将电线沿着管道的背面运行。然后, 在从顶部向下 1" 的每一侧钻一个孔。根据您使用的 LED 灯座调整孔的大小，因为这个尺寸可能会有所不同。确保孔尽可能完美对齐。如果您打算用不同的电磁铁或各种尺寸的物体进行实验，那么制作两个槽而不是孔会很有帮助，这样 LED 和光电晶体管就可以上下移动。较轻的物体可以漂浮在离线圈更远的地方，这就需要将光学元件向下移动到同一水平面。将 LED 和光电晶体管安装在各自的支架中，并使用支架随附的螺母或卡环将它们固定到管道上。较轻的物体可以漂浮在离线圈更远的地方，这就需要将光学元件向下移动到同一水平面。将 LED 和光电晶体管安装在各自的支架中，并使用支架随附的螺母或卡环将它们固定到管道上。较轻的物体可以漂浮在离线圈更远的地方，这就需要将光学元件向下移动到同一水平面。将 LED 和光电晶体管安装在各自的支架中，并使用支架随附的螺母或卡环将它们固定到管道上。
    在底座前部钻孔以容纳 S1、R9 和 D3 并安装组件。您为底座选择的确切项目案例将取决于您的个人品味以及您希望如何装饰支架。无论将这些组件放置在何处，请确保它们不会干扰底座顶部或您安装电路板的能力。
    在底座背面安装一个与您的直流电源适配器匹配的插孔。

电磁悬浮电路第4张

    外壳和底座装配图
    悬浮器外壳和底座组件图
    总装
    使用两个小螺栓和合适的螺母将外壳组件安装到底座顶部。您是选择居中还是偏向一侧安装取决于您打算如何装饰它。保持原始状态，外壳最好位于中心，因为暴露的机械将创造更精确的外观。如果使用装饰，比如将悬浮器变成铅笔架，外壳最好安装在一侧，这样铅笔杯就可以放在旁边。
    发挥一点创意，可以使用许多常见材料制作外露管道和机械部件的盖子。硬纸板、有机玻璃、Lexan 树脂、木材、玻璃和石头都是可能的选择。根据您最有可能漂浮的物体类型选择材料。
    测试与运行
    电磁悬浮器最好在远离可能干扰光学组件的强光源的位置运行。将它们封装在某种装饰中将大大有助于改善美观和减少干扰。确保 S1 已关闭，然后插入电源适配器并将 R9 逆时针旋转到底。此时D3应该是的。慢慢转动 R9 并观察 D3。在某些时候，D3 应该打开。如果你继续转动 R9，它会再次关闭。将 R9 调整到 LED 熄灭的位置，大约在一半的位置。
    你需要一个可以漂浮的物体，所以找一个小而轻的钢制物体。钥匙链饰品、小空心钢球或啤酒瓶盖之类的东西是理想的选择。物体的大小将取决于您愿意让它离线圈多近（通过调整 D1 和 Q1 的位置）以及您使用的线圈。指定的继电器线圈最适合非常轻的物体。慢慢地将物体抬向线圈，同时确保不要用手指阻挡红外线光束。如果 R9 调整得当，当您将物体靠近线圈时，物体会从您的手中抬起，并悬浮在半空中。如果它上下摆动，请慢慢退回 R9。
    可以通过连接小磁铁使非金属和较重的物体漂浮起来。请记住，磁铁的极性必须与线圈的极性相反，这样才能被吸引而不是被排斥，因此如果您的物体从线圈中射出，请反转磁铁。
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