一篇来自国外的电子DIY作品,一名电子学高手制作的磁悬浮玩具,简单翻译了一下,有具体制作的教学步骤,看了教程以后你应该也可以轻松DIY一个漂浮在空中的小作品了!这个装置结合了永磁铁和电磁铁,利用一个微控制器和一个IR感应器,当内部装有磁铁的小物体放在电磁铁的下方,IR感应器就会感应到物体的存在,微控制器就会启动电磁铁并调整磁力大小,当小物体受到向上的磁力和向下的重力相同时,它就会漂浮在空中,漂浮的位置和高度取决于重量和磁力大小。
就像在商店里卖的漂浮地球仪一样,它可以让带有磁铁的物体浮在空中,只不过这个装置结合了永磁铁和电磁铁,利用一个微控制器和一个IR感应器,当内部装有磁铁的小物体放在电磁铁的下方,IR感应器就会感应到物体的存在,微控制器就会启动电磁铁并调整磁力大小,当小物体受到向上的磁力和向下的重力相同时,它就会漂浮在空中,漂浮的位置和高度取决于重量和磁力大小。
使用收音机的发射盒作为底座,装戒指的盒子用来装点磁铁和感应器。首先在每个盒子的表面分别钻洞,用来穿过电线,安装电源钮、设置高度钮,安装LED指示灯。
首先在两个盒子背面上钻孔,以便让那些凌乱的电线自由贯通。另外需要为电源开关,功率开关,高度调节按钮,LED指示灯单独开孔。戒指盒的底板需要大面积切除,仅留下盒子的一小点余边就OK了。
● 将钢丝的后端折成之字形,用热熔胶将端部粘接在盒子的上内壁。我用一块磁铁将戒指盒固定在钢丝支柱的另一端,当然,也可以用热熔胶把戒指盒粘上去。
将电磁铁的线圈连接电源供给线,并安装到戒指盒子中,注意确保每根电源线的安装正确,以确保线圈通电后能够产生磁力。安装完成后,在线圈中央加入永磁铁。
这一步相对来说就比较简单啦。首先将4根导线焊接到电磁线根导线时,最好利用万用表来寻找和标记对应导线的接头,否则容易混淆。当然也不是特别重要,因为电磁线圈围绕着磁铁,在后续步骤中也可以对应起来,可是至少要注意两个电磁铁都是按照同样的方式连接起来的,否则,要是相互抵消没悬住东西可不能赖我~~
下一步呢,将你的红外发射器和传感器用热熔胶粘在有机玻璃上。(不懂?有图有真相!)最后组装好,并且标记号各种导线。
在制作电路板之前,先将电子元器件按照电路原理图组装在面包板上,然后再将这些电子器件焊好。电路原理图与hex文件一起放在附件中。Hex文件是微控制器加载的文件,在它的介绍里提供了Arduino-0007代码,读懂它之后,若你口味重,你都可以对这些代码进行微调或者改变,以便做出你自己需要的效果。
● 特别提出,需要严格计划各个部位的动作,以便所有的器件在第一时间配合戒指盒做出反应。要是你不乖不听我劝告,轻则麻烦不断,重则胎死腹中。
● 值得提出的是,NPN功率管会发热滴,它要是愤怒起来足够引发一场小型“火灾”!我在基座的底部加了一块铝片充当热沉散热。你也可以增加一些类似的方法将盒子中多余的热量导出去,例如加个风扇啊什么的
● 电路板做好后呢,程序中的一部分代码会自动加载到微处理器芯片当中,然后测试线圈的极性是否安装正确。它对电磁线圈增加脉冲电流,测试上升,下降,同时在LED灯中有对应指示。如果你在电磁铁下面放置一个小磁铁,但是它不按照既定路线办事的话,则说明你把线接反了你只能重新接线。
根据可产生磁力的大小范围以及物体的重量、物体内磁铁的强度,摸索出合适的物体形状和大小,然后做出合适的漂浮物。这位DIYer使用硬纸板做出了圆柱体和红宝石两种形状,并用毛线自己编织了一个骰子,只是手工实在不敢让人恭维。最后三种物体都稳定的漂浮在了电磁铁的下方。
你可以充分发挥你的天马行空般的想象力来制作想要悬浮的物体。但是根据我的测试呢,太小或者太扁的物体好像都比较难悬浮起来,仅供参考啦。
然后,把2个规格为直径1/2“×厚1/8”稀土金属磁铁(在Digi-Key拍到的)装进里面。
到了享受胜利果实的时候,我们根据磁力的大小范围以及物体的重量、物体内磁铁的强度判断出物体漂浮的大概位置,然后用手把物体托在理论漂浮位置的下方一点,启动电源,这时微处理器会慢慢调整磁力大小,直到物体所受电磁力和重力相等后放手,物体就会稳定的漂浮在电磁铁下方,帅!
我也成功地将一个骰子悬浮起来,这是骰子我用毛线编织的,立方体,打的奶奶结(译者注:反向,并且不牢的结)。
● 为避免炫耀时出状况,咱还是先熟悉一下操作为好。手持物体置于磁铁下面,缓慢的将物体抬升,当到达将要浮起来的那个位置时按下按钮,这样就把当前位置设置成了默认的悬浮位置。
● 然后将悬浮物放低一点,LED指示灯会马上打亮。先在手中托放一段时间,直到它慢慢从你手中缓缓升起。这是为什么捏?微处理器需要响应设定高度值,并且激发电磁铁产生足够力量悬浮一个物体。而这是一个缓慢的,需要耐心的过程。
● 有时候,你会反感电磁铁发出的嗡嗡声严重影响了炫耀时的心情你可以在电磁铁周围加几块衬板隔声,从而轻松地解决这个问题嘛。

