磁力悬浮器：玩儿的就是“气场”！手工电子DIY教程

 制作时间: 3-4小时 制作难度: ★★★★☆ GEEK指数: ★★★★☆这件小小的DIY作品向我们展现了一个磁力悬浮器是如何“神奇”地让各种物体漂浮在空中，而且仅仅利用了一个小小的磁铁而已哦~~简单易行，效果却是相当不凡的，一定能让围观者“大吃一斤”……

话说该神器和悬浮地球仪很神似~~但是我DIY的神器是电磁铁和永久磁铁配合的结果——这比简单的将几个永久磁铁捆绑了事，声称自己可以悬浮任何物体要高级多了，不是夸夸其谈，看我后续介绍吧。

我找来了一个微控制器（PLC或是单片机随你便）和一个红外传感器来侦查悬浮物的悬停高度，然后通过微处理器来设定电磁铁的电流值，从而让它乖乖地悬停在空中～

当然咯，悬浮物的悬浮位置还是和悬浮物的重量与磁性大小有关滴。把物体放在磁铁和传感器之间时，我可以通过一个开关来侦测高度从而确定电流强度。

当物体悬浮时，物体的重力和磁铁对物体产生的吸引力是相等的，所以我们选择悬浮物体的时候一定要找使用非工业电磁铁，用较小的电磁力就可以摆平的物体啦～～而且这个小装置还能够进行动态调整以便物体保持完美的悬浮高度。

从前我总是被商店橱窗里的悬浮地球仪深深吸引，奈何钱包不鼓啊。何况那种玩意儿还非得捆绑销售那个悬浮物，而不能悬浮自己喜欢的物品！因此呢，我决定自己利用磁铁DIY一个。先看看我的“神器”，酷吧？

 

1   工具和材料○ ATMega168微控制器

○ 1个16-20MHz 晶体管

○ 28针插座

○ 双路全H桥集成电路卡

○ 1个NPN型功率三极管

○ 2个电磁铁

○ 1个双色发光二极管

○ 2个红外发光二极管

○ 2个红外光敏二极管

○ 1个5V稳压器

○ 2个平行板电容

○ 1个SPST电路转换开关

○ 1个NO按钮

○ 1个470欧姆电阻

○ 1个5欧姆电阻

○ 1个面包板

○ 2个小盒

○ 有机玻璃

○ 焊锡

○ 热熔胶

○ 钢丝

○ 乙烯软管

○ 3个以上稀土磁铁，用于基座（规格：直径1/4"×厚度1/4"）

○ 2个以上稀土磁铁，用于悬浮物（规格：直径1/2"×厚1/8"）

● 电烙铁

● 热熔胶枪

● 吸锡器

● 有机玻璃切割刀

● 带有多个固定夹的支架（固定电路板）

 

2   基座的制作● 东西准备好了吗？首先当然要准备一个可以把各种线装进去的好看的盒子咯，否则太难看了吧……我使用的是The Source收音机盒作为基座（参看美国RadioShack网站）。再用一个戒指盒装磁铁以及装配好的红外传感器。

 

● 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。

 

● 利用较粗的钢丝将戒指盒和基座盒串接起来，然后折成你中意的形状和高度。接下来就是把电线一圈一圈地缠绕在钢丝支柱上，缠好之后用乙烯软管套接这些缠绕好的电线（这个随你便，要是觉得不够酷，就省略这一步）。如图所示，看起来很漂亮吧！

 

● 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。

 

3   安装磁铁和传感器● 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圈上。焊接这4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~~

 

● 将电磁线圈放置在戒指盒后，将永久磁铁放置在电磁线圈中。

 

● 四根导线的排布组合方式。

 

● 剪一块有机玻璃来充当戒指盒的底部，利用底部余边将它托住。

 

● 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。

 

 

4   建立电路● 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。

 

● 能匹配盒子大小的面包板。

 

● 安装和焊接芯片，电容等元器件。

● 电路原理图

● 程序代码

● HEX文件

● 组装完大致就是这幅光景，看似一团乱麻，但是你一定要心如明镜！

 

● 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。

 

5   制作悬浮物● 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。

 

● 需要一些胶带和纸筒，如图所示粘起来，形成一个开口的小容器。

 

● 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。

 

● 悬浮测试成功！

 

● 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）。

 

● 用彩色美术纸剪了个“红宝石”，也飘起来了，酷毙！

 

6   飘起来向大家去炫耀吧● 剩下的，就是把它摆出来，在同学同事面前炫耀了！

● 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。

 

● 大家一起来酷吧，希望能看到你们悬浮物体的神奇图片～你们的支持，是我继续DIY的最大动力！