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Schon ein Lesezeichen gesetzt? |Schwebende Kugel| |
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Vorwort - Schwebender Magnet - (Erklärung) |
| Im Internet oft unter Anti-Gravitation zu finden. Nur weil etwas schwebt hat es nix mit Antigravitation zu tun. Jeder massenbehafteter Körper unterliegt der Gravitation. Es werden hier, in diesem Beispiel, nur Kräfte ausgeglichen. Gravitationskräfte werden mit magnetische Kräften kompensiert. | |
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Die schwebende Kugel - Levitron |
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| Der fertige Aufbau der schwebenden Kugel: Hier nun die selbst gebaute Schwebevorrichtung (Levitron) um eine magnetische Kugel (Neodym ø19) in der Schwebe zu halten. Im Fuß befindet sich die Elektronik zum Regeln und oben ein Elektromagnet und der benötigte Sensor. Die Spannungsversorgung erfolgt durch ein Steckernetzteil 15V Gleichspannung. Der Stromverbrauch ist sehr gering. |
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Der mechanische Aufbau der Schwebevorrichtung |
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| Die Teileliste zum Bau der schwebenden Kugel: Links: Die Spule (Elektromagnet) bildet das Herzstück des Levitrons ( 
siehe magnetische Flussdichte in Spulen). Rechts: Die Grundplatte aus Aluminium ø99mm indem auch die benötigte Elektronik untergebracht wird. Außerdem die zwei Stützen aus Messing zum halten der Kuppel. In den seitlichen Schlitzen verlaufen später die "versteckten" Kabel zur Versorgung der Spule und die Anschlüsse vom Magnetsensor. |
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| Das Gehäuse des Levitrons mit der Ansicht
von unten: Auf einer Lochrasterplatine (siehe weiter unten) findet die Elektronik zum regeln der elektromagnetischen Spule Platz. Die Kabel zur Versorgung der Kuppel werden durch die zwei Bohrungen geführt (Sensor und Spule). |
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| Die Kuppel für die elektromagnetische
Spule: Sie ist aus Aluminium gefräst worden was erstaunlicher Weise keinen Einfluss auf die Funktionsweise des Levitrons hat. Der Hallsensor SS495 wird durch eine Gummischeibe fixiert und hält sich somit in der Spitze der Kuppel. Die Form spielt dabei überhaupt keine Rolle, somit ist ein kleiner Abstand zur Spule gewährleistet und aus optischen Aspekt wirkt der Schwebeabstand etwas größer. |
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| Die Elektronik des schwebenden Magneten (Levitron): Die Elektronik zum Levitron ist schnell auf einer Lochrasterplatine aufgelötet. Der Schaltplan für die schwebende Kugel findet ihr weiter unten. In der Kuppel sitzt nun die Spule samt Stahlkern und Zusatzmagnet (Neodym). Der Stahlkern verstärkt das Magnetfeld sowie der oben aufgesetzte Magnet (wäre der Stahlkern etwas länger könnte man auch auf den oberen Magneten verzichten). |
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| Levitron (hinter den Kulissen): Die Platine wurde von unten mit vier Schrauben M3 befestigt. Auf dem rechten Bild sieht man schön wie die Messing-Stege geschlitzt worden sind (6mm tief und 2mm breit) um die nach oben führenden Kabel verstecken zu können. Je zwei Kabel wurden in einem Schrumpfschlauch gesteckt (ohne zu schrumpfen) und anschließend in die Schlitze gedrückt. |
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Buchtipp - Tolle Nachschlagewerke nicht nur für den Hobbybastler |
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Der Schaltplan und schematischer Aufbau |
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| Der Schaltplan des Levitrons ist
sehr einfach gehalten: Ein 5Volt-Regulator 78L05 
Datenblatt) der als Spannungsversorgung für den Hallsensor SS495
(
Datenblatt) dient und auch die Referenzspannung für den OPV bereitstellt,
welche über ein Regler einstellbar ist. Damit lässt sich dann
auch die Höhe des Schwebens einstellen. Der OPV UA741 oder LM348 (
Datenblatt) fungiert als Differenzverstärker. Als Leistungsverstärkung sorgt ein IRF4905 ( Datenblatt)
für die Ansteuerung der Spule. Die Schaltung wird mit 12V- 16V
betrieben und zieht gerade einmal um die 60mA (Magnet in der Schwebe).
Ohne Magnet steigt der Strom enorm an. Versuche wurden bei mir mit einem
Labornetzgerät gemacht und so war der Strom auf 500mA begrenzt. In
diesem Zustand erwärmt sich die Spule zunehmend so das ein Dauerbetrieb
nicht zu empfehlen ist. Um dies dennoch zu umgehen empfielt sich eine
Strombegrenzung einzubauen. |
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Fotos vom fertigen Levitron |
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| Spielereien mit den schwebenden Magneten: Sehr komisch! Der Witzbold muß auch immer dabei sein. Die oben liegende Kuppel mit der Spule und dem Sensor ist nur von den Messing-Stegen geklemmt worden. Ein O-Ring sorgt für zusätliche Stabilität. In der kleinen Ausbeulung sitzt der Hallsensor SS495. Die Kuppel ist mit einem Alu-Deckel verschlossen worden, der nur drauf liegt. |
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| Schwebendes Objekt: Tja was soll man da sagen. Der Magier bei seiner Arbeit :-) |
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| Freies Schweben: Im Garten wirkt die schwebende Kugel schon sehr dekorativ! |
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| Die schwerelose Kugel: Das Levitron mal etwas größer! Immer wieder ein Hingucker. |
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| Faszination Schweben: Da kann man sich nicht genug satt sehen. Die Kabel in den Schlitzen wurden mit Schrupfschlauch (ungeschrumpft) abgedeckt was man sehr gut auf dem rechten Bild erkennen kann. |
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Technische Zeichnungen zum Aufbau der schwebenden Kugel (Drawings) |
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Video der schwebenden Kugel
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Vom Komponist geschaffene, kunstvoll ästhetische und unnachahmliche Lampen aus Glas und Achat. 
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Eingesandte Nachbauten von anderen Levitrons |
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Kaufempfehlung zum Thema "Schwebende Objekte" |
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