一篇來自國外的點子DIY作品,這個裝置結合了永磁鐵和電磁鐵,利用一個微控制器和一個IR感應器,當內部裝有磁鐵的小物體放在電磁鐵的下方,IR感應器就會感應到物體的存在,微控制器就會啟動電磁鐵並調整磁力大小,當小物體受到向上的磁力和向下的重力相同時,它就會漂浮在空中,漂浮的位置和高度取決於重量和磁力大小。
主要材料:
ATMega168微控制器 | 16-20MHz 晶體管 1個 |
28針插座 | 雙路全H橋集成電路卡 |
NPN型功率三極管 1個 | 電磁鐵 2個 |
雙色發光二極管 1個 | 紅外發光二極管 2個 |
紅外光敏二極管 2個 | 5V穩壓器 1個 |
平行板電容 2個 | SPST電路轉換開關 1個 |
NO按鈕 1個 | 470歐姆電阻 1個 |
5歐姆電阻 1個 | 麪包板 1個 |
小盒 2個 | 有機玻璃 |
焊錫 | 熱熔膠 |
乙烯軟管 | 鋼絲 |
稀土磁鐵,用於基座(規格:直徑1/4"×厚度1/4") 3個以上 | 稀土磁鐵,用於懸浮物(規格:直徑1/2"×厚1/8") 2個以上 |
電烙鐵 |
所需工具:
熱熔膠槍 | 吸錫器 |
有機玻璃切割刀 | 帶有多個固定夾的支架(固定電路板) |
製作步驟:
第1步:
使用收音機的發射盒作為底座,裝戒指的盒子用來裝點磁鐵和感應器。首先在每個盒子的表面分別鑽洞,用來穿過電線,安裝電源鈕、設置高度鈕,安裝LED指示燈。
第2步:
在兩個盒子背面上鑽孔,以便讓那些凌亂的電線自由貫通。另外需要為電源開關,功率開關,高度調節按鈕,LED指示燈單獨開孔。戒指盒的底板需要大面積切除,僅留下盒子的一小點餘邊就OK了。
第3步:
連接兩個盒子的是一根鐵絲,使用膠把兩個盒子分別固定在鐵絲兩端。
第4步:
將鋼絲的後端折成之字形,用熱熔膠將端部粘接在盒子的上內壁。我用一塊磁鐵將戒指盒固定在鋼絲支柱的另一端,當然,也可以用熱熔膠把戒指盒粘上去。
第5步:
將電磁鐵的線圈連接電源供給線,並安裝到戒指盒子中,注意確保每根電源線的安裝正確,以確保線圈通電後能夠產生磁力。安裝完成後,在線圈中央加入永磁鐵。
第6步:
將電磁線圈放置在戒指盒後,將永久磁鐵放置在電磁線圈中。
第7步:
四根導線的排布組合方式。
第8步:
剪一塊有機玻璃來充當戒指盒的底部,利用底部餘邊將它托住。
第9步:
將你的紅外發射器和傳感器用熱熔膠粘在有機玻璃上。(不懂?有圖有真相!)最後組裝好,並且標記號各種導線。
第10步:
底座各電子元件的安裝組成 這部主要是進行底座上各控制元件的安裝,包括微控制器、電源供給、LED指示燈等部分的安裝。
第11步:
在製作電路板之前,先將電子元器件按照電路原理圖組裝在麪包板上,然後再將這些電子器件焊好。
第12步:
能匹配盒子大小的麪包板。
第13步:
安裝和焊接芯片,電容等元器件。
第14步:
組裝完大致就是這幅光景,看似一團亂麻,但是你一定要心如明鏡!
第15步:
特別提出,需要嚴格計劃各個部位的動作,以便所有的器件在第一時間配合戒指盒做出反應。
第16步:
值得提出的是,NPN功率管會發熱滴,它要是憤怒起來足夠引發一場小型“火災”!我在基座的底部加了一塊鋁片充當熱沉散熱。
第17步:
電路板做好後呢,程序中的一部分代碼會自動加載到微處理器芯片當中,然後測試線圈的極性是否安裝正確。它對電磁線圈增加脈衝電流,測試上升,下降,同時在LED燈中有對應指示。
第18步:
根據可產生磁力的大小範圍以及物體的重量、物體內磁鐵的強度,摸索出合適的物體形狀和大小,然後做出合適的漂浮物。
第19步:
需要一些膠帶和紙筒,如圖所示粘起來,形成一個開口的小容器。
第20步:
然後,把2個規格為直徑1/2"×厚1/8"稀土金屬磁鐵(在Digi-Key拍到的)裝進裏面。
第21步:
我們根據磁力的大小範圍以及物體的重量、物體內磁鐵的強度判斷出物體漂浮的大概位置,然後用手把物體託在理論漂浮位置的下方一點,啟動電源,這時微處理器會慢慢調整磁力大小,直到物體所受電磁力和重力相等後放手,物體就會穩定的漂浮在電磁鐵下方。
第22步:
我也成功地將一個骰子懸浮起來,這是骰子我用毛線編織的,立方體
第23步:
手持物體置於磁鐵下面,緩慢的將物體抬升,當到達將要浮起來的那個位置時按下按鈕,這樣就把當前位置設置成了默認的懸浮位置。