Wie baue ich ein magnetisches Levitating Top 12 Steps (mit Bildern)
Schritt 2: Earnshaw Theorem
So ist es unmöglich, einen Magneten im Raum mit nur Bündeln von anderen Magneten zu suspendieren. Aber werfen Sie einen Blick auf das Video. Es gibt einen großen Ring Keramikmagnet und ein weiterer Magnet, der auch eine Spitze. Und wenn ich vorsichtig den zweiten Magneten über dem ersten Spin wird es in der Tat in der Luft hängen. Wie ist das möglich. Lassen Sie uns über diese und einige andere Lücken in der Earnshaw Theorem sprechen und bauen tatsächlich ein paar Magnetschwebebahn-Geräte. Das wird cool!
Schritt 3: Bill of Materials
Es ist eigentlich sehr einfach, dieses Levitation oben zu bauen. Im Folgenden finden Sie die genaue Stücklisten finden können wir. Sie können es als Referenz genau meine Konfiguration zu replizieren verwenden:
Zusätzlich zu, die ich verwendet
* 6.56mm (1/4 ") Holzdübel von Michaels
* Bunch von Gummi und Messing (das heißt nicht-magnetische) Scheiben von Home Depot (Lowes bessere Auswahl von Gummischeiben hat, Home Depot mehr Messing Einsen hat). In der Tat für diese genaue Einrichtung verwendet ich nur eine Scheibe mit 32 mm Durchmesser und 1,3 mm in der Dicke. Alle anderen Messingscheiben waren nicht notwendig, in der endgültigen Fassung.
* Kunststoffbehälter aus dem Schrank die großen Magneten zu decken. I verwendet, um einen 68 mm hoch und 143 mm im Durchmesser Behälter # 12 (1.5pt) von Rubbermaid.
* Aluminium oder Kunststoff (d.h. nicht magnetisch) Blatt aus Lowes
* Gute elektrische Band
Alle kostete mich in all diesem Setup ca. 30 $.
Schritt 4: Plastikbehälter. Ernst.
Der Kunststoffbehälter ist erforderlich, um die Magnete voneinander zu schützen. Egal wie vorsichtig Sie die oben sind, werden weiter sinken nach unten und schließlich den Magneten zu treffen. Jedes Mal, dies kleinen scharfen Chip geschieht wird die Magnete fallen. Neben abdeckenden Ihren Arbeitsplatz mit potenziell gefährlich für Elektronik magnetischen Staub sie ruinieren auch alle Ihre Bemühungen, die oben für die Feinabstimmung. Sie wollen nicht, dass und den besten Weg, es zu verhindern, ist durch die großen Magneten mit einem Kunststoffbehälter bedeckt.
Schritt 5: Die Höhe ist von Bedeutung
Eine weitere Funktion des Kunststoffbehälters ist der Abstand zwischen dem oberen und dem großen Magneten einzustellen. Wie man im Video sehen kann, ist dieser Abstand sehr entscheidend für eine erfolgreiche Anfang Spinnen. Die Oberseite des Behälters (plus dem Blatt) auf die Position sehr nahe sein, wo der große Magnet hält die Top-abweisende und startet ihn anzieht. In der Tat kann man sogar die kleinen Magneten entlang der oberen Schaft bewegt diese Distanz genau zu kalibrieren. Wenn Sie versuchen, die oben auf der Spitze richtig eingestellt Behälter drehen wird es tatsächlich selbst für 5-6 Sekunden stabilisieren und absolut gerade drehen.
Schritt 6: Abrufen der kleineren Magneten
Je kleiner Magnet Ich habe war in einem Stahlbecher. Um die Magneten aus dem Becher zu extrahieren ich es in heißem Wasser für etwa 20 Minuten durchtränkt, verwendete dann einen Schraubendreher um die Magneten zu hebeln und zu entfernen.
Schritt 7: Stellen Sie die Top
Verwenden Sie die Dübel den kleinen Scheibenmagneten in eine Spitze zu drehen. Ich schnitt ca. 32mm aus dem Dübel und polierte ein Ende mit Schleifpapier es so etwas wie parabolische Form zu geben und glatter.
Wenn Sie genau die Spezifikationen von rtfms.com folgenden fügen Sie die Gummischeibe sein Gewicht etwa 12,5 Gramm zu machen. Stellen Sie sicher, dass Sie einen nicht-magnetischen Abstandshalter zwischen der Spitze gesetzt und der Skala, sonst Metallteile der Skala wird der Magnet anziehen und das gemessene Gewicht wird ungenau sein. Sehen Sie das Video für weitere Einzelheiten.
Schritt 8: Stellen Sie die Basis
Da bin ich mit zwei kleineren Magneten für die Basis anstelle eines großen ist dies der Schritt, wo ich sie stapeln. setzen Sie einfach eine nicht übereinander - Sie beide die Magnete beschädigt werden und die Finger. Stattdessen schieben Sie den oberen Magneten auf dem anderen. Wenn das nicht funktioniert und Magneten stoßen einander ab dann drehen einen der Magnete und den Versuch wiederholen. Sie können diesen Schritt überspringen, wenn Sie einen großen Magneten haben.
Bedecken Sie den großen Magneten mit dem Behälter, legte das Aluminiumblech oben und Ihre Basis ist fertig.
Schritt 9: Stellen Sie die Ausrichtung und Höhe der Basis
Jetzt ist die Zeit für ein paar Schritte mit viel Text und keine Bilder. Es ist nur sehr schwer dynamische Probleme mit statischem Text zu erklären, so überprüfen Sie das Video in Schritt # 1 zu sehen, wie das funktioniert.
Legen Sie eine flache Platte aus nichtmagnetischem Material auf der Oberseite des Kunststoffbehälters und versucht, den Kreisel. Gute Chance, es wird nicht nur nicht frei schweben, sondern auch drehen. Mehrere Dinge könnte daran falsch sein:
* Der große Magnet wird auf den Kopf gestellt. Entfernen Sie die Abdeckung und langsam die oben auf sie senken. Wenn, während die Top-Senkung, werden Sie nicht das Gefühl, nichts, dann fühlen sie Sie wie die oben auf einem magnetischen Kissen sitzt, dann ist es die falsche Seite. Klappen Sie den großen Magneten über. Jetzt fühlt sich die oben etwas Widerstand während Sie es senken, als der große Magnet beginnt es in dem Loch zu ziehen. Das ist die richtige Orientierung. Setzen Sie den Deckel zurück.
* Die Spitze ist über dem großen Magneten zu hoch, so großer Magnet abstößt es, und wenn Sie es drehen es wird sofort wegfliegen. Verringert den Abstand von der Oberseite zum großen Magneten durch die großen Magneten heben. Waschmaschinen und Flaschenbecher wird Ihnen helfen, den großen Magneten zu heben.
* Die Spitze ist über dem großen Magneten zu niedrig, so großer Magnet zieht auch die Spitze viel und Kreiselkraft ist es nicht genug, um gerade zu halten. In diesem Fall fällt es und stürzt sofort nach dem loslassen. Sie müssen den Abstand zwischen dem oberen und dem Magneten erhöhen. Sie können es tun, indem Sie den Plastikbehälter auf Scheiben von Flaschenbecher, zum Beispiel zu heben.
Die perfekte Position für die Spitze ist leicht unter diesem Punkt, wenn großer Magnet hält die Top-abweisende und beginnt anzuziehen. Stellen Sie die Höhe des Magneten unter dem Kunststoffbehälter, so dass die Spitze genau an dieser Position befindet, wenn Sie versuchen, es zu drehen. Sie können auch den kleinen Magneten bewegen allein die Top-Stamm zu Feinabstimmung der Einrichtung.
Bitte beachten Sie, dass Sie in dieser Position könnten die Spitze leicht nach unten drücken müssen, während es zu drehen. Wenn Sie diese unbequem finden fühlen sich frei, um den Abstand zwischen den Magneten ein bisschen mehr zu reduzieren.
In der Tat kann man noch etwas mit dem Spinnen schief gehen: die Geschwindigkeit.
* Wenn Sie die oben zu langsam drehen wird es anfangen zu viel Präzession und fallen zu schnell
* Wenn Sie die oben zu schnell es beginnt Präzession noch schneller und fallen zu spinnen.
Spin * die Spitze nicht zu schnell und nicht zu langsam. In der Tat von der langsamen Seite beginnen und die Geschwindigkeit halten zu erhöhen, bis Sie die maximale Geschwindigkeit zu erreichen, nach der die oben verrückt geht.
Neben nur die Anfang Spinnen der Spin-stabilisierte Magnetschwebebahn nur bei Geschwindigkeiten arbeitet zwischen 1000 und 3000 RPM (Umdrehungen pro Minute). So Spinnen der oben schneller als 3000RPM nicht länger fliegen halten helfen.
Sobald Sie die oben positioniert richtig sollte es in der Lage sein, stabil auf dem Blatt zu drehen. In der Tat sind, wenn man Glück hat und Patient können Sie es in einem Punkt positionieren, bei der sie sich-selbst stabilisieren. Auch wenn Sie es nicht allzu gut spinnen wird es schließlich aufrichten.
Oh, und noch eine wichtige Sache ist, wo Sie Spinnen beginnen - es genau über der Mitte des großen Magneten passieren sollte, da sonst die kleinen Magneten werden im Trockner und schon gar nicht drehen.
Es ist Zeit, zu Phase zwei beginnen: Grobabstimmung. Langsam und stetig das Blatt hebt das Niveau zu halten. Mehrere Dinge passieren könnte:
* Wenn Sie das Blatt ein wenig die oben angehoben springt und fliegt weg. Dies bedeutet, dass die oben zu leicht ist und Gravitationskraft ist nicht genug, um die magnetische Abstoßungskraft zu kompensieren. Fügen Sie etwas Gewicht nach oben. Messingscheiben sind die schwersten diejenigen, Gummi diejenigen sind leichter. Sie können Sand auch die Scheiben ihr Gewicht einzustellen.
* Sie halten das Blatt heben aber die Spitze nie das Blatt auszieht. Die Spitze ist zu schwer und magnetische Abstoßungskraft ist nicht genug, um die Gravitation zu kompensieren. Entfernen Sie eine Scheibe von oben. Wenn dies die letzte Scheibe ist dann ersetzen Sie es mit dem Feuerzeug ein. Wenn die oben nicht einmal ohne Scheiben überhaupt ausziehen Sie eine stärkere Gruppe von Magneten benötigen.
Nach dem Hinzufügen und Scheiben nach oben entfernt haben, sollten Sie einen Punkt erreichen, wenn die obere das Blatt auszieht, versucht auf der Oberseite des Magneten schweben zu lassen, aber nach einer halben Sekunde fliegt es weg. Wenn Sie feststellen, dass es immer in der gleichen Richtung fliegt, dann ist es Zeit für Phase 3: Nivellierung.
* Der Grund für die oben in der gleichen Richtung weg immer fliegt, da das Magnetfeld des großen Magneten Netz ist vollkommen eben. Ziemlich viel wie ein Ball rollt den Hügel hinunter unsere Top-Rollen auf dem magnetischen Hügel. Sie können auch nicht mit einem normalen Niveau horizontal machen, wie der große Magnet ungleichmäßig magnetisiert werden. Sie müssen halten den großen Magneten Niveau einzustellen, bis die Spitze in verschiedene Richtungen weg fliegen beginnt. Achten Sie außerdem darauf, dass der große Magnet auf einer festen Oberfläche liegt wie ein Tisch. Teppich wird nicht funktionieren, wie Sie die Magneten zu häufig nivellieren müssen.
Die Wahrheit ist, werden Sie wahrscheinlich tun müssen, Phase 2 und 3, wie es gleichzeitig es manchmal unklar, warum die oben fliegt so schnell weg. Es könnte sowohl die magnetische Feldebene und das Gewicht sein.
Auch hier können Sie Unterlegscheiben oder etwas anderes dick und vorzugsweise nicht-magnetische unter dem großen Magneten, um sie zu nivellieren setzen. Sie können sogar einen Arduino als Shim verwenden, wenn Sie einen Mikrocontroller in diesem Projekt beteiligen wollen :)
Schritt 11: Stellen Sie das Gewicht
An diesem Punkt fast alles funktioniert toll, außer die oben noch nicht in der Lage ist, frei schweben zu lassen, wie es wegfliegt. Zeit für die Phase 4: letzte Feinabstimmung.
* Halten Sie das Gewicht der oberen Zugabe. Sie benötigen kleine Gewichte an die Spitze hinzuzufügen. Die Feineinstellung Gewichte sind in der Tat so klein, dass Scheiben nicht mehr funktionieren. Wir sprechen hier über 0,1 g (0,004 Unzen) Präzision. Der beste Kandidat um das Gewicht für die Einstellung ist Elektroband. Halten Sie kleben kleine Stücke von elektrischer Band bis in den oberen Anschlägen fliegen weg.
* Wenn irgendwann oben für einige Sekunden schwebt als nach unten fällt - ein Streifen herausnehmen, es in zwei Hälften geschnitten und eine Hälfte zurück bleiben.
Mit Isolierband können Sie ein Top-bauen, die für eine oder zwei Minuten frei schweben wird. Ein Problem dabei ist, schlechte Aerodynamik von Bandstreifen. Sobald Sie das Endgewicht heraus ist es wahrscheinlich eine gute Idee, um die Aufnahme mit einem Bündel von Messingscheiben zu ersetzen. Dadurch wird die Flugzeit um bis zu 5 Minuten (gut, 2-3 Minuten sind eine realistischere Zeit) zu erhöhen.
Eine weitere wichtige Sache ist, dass die gesamte Spitze sollte sehr fest sein. Keine Stücke sollten ungesicherte oder wackelig sein. Verwenden Crazy Glue, wenn nötig, aber mache es wie ein ein Stück fühlen.
Schritt 12: Überraschen Sie Ihre Freunde!
Wenn Sie all diese Feinabstimmung Wahnsinn vervollständigen ist es Zeit, Ihre Freunde schnell zu rufen und sie begeistern. Mach es schnell! Das Problem ist, dass die Wirkung sehr instabil ist. Sobald die Temperatur im Raum ändert - Sie werden zu redu Feinabstimmung benötigen. Feuchtigkeit verändert? Gleiche Sache. Jemand hat Schere in der Nähe? Passen Sie es erneut. Oder die Schere weg bewegen, was einfacher ist :)
Die Tatsache, diese Art der Magnetschwebebahn ist so instabil, stark reduziert seine Benutzerfreundlichkeit. Grundsätzlich neben erstaunlichen Menschen kann man nicht viel tun mit ihm. In Zukunft instructables Ich werde erklären, wie praktische Levitation Geräte zu bauen, so stimmen, folgen sie, wie, abonniert und halten Kleinigkeiten erledigt!
Wenn Sie diese Instructable mögen bitte meine anderen instructables überprüfen. Vielen Dank für das Lesen und Anschauen!