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digitalWrite(9，LOW);
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digitalWrite(11，HIGH);
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delay(15);
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}
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这个程序看起来是很简短吧！但是你暂时可能还不太清楚里面语句的意思，让我们先看看L298N驱动板的使用方法，这个程序就不言自明了。图6.12中展示了L298N驱动板的样子。
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图6.12 L298N电机驱动板
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图中标注了一些输入和输出端口，其中VMS和GND是连接电源的正负极；EnB，In3和In4是连接从Arduino输送过来信号；输出到电机两端的接口则是产生电压驱动电机转动（在本章中是驱动线圈产生交变的电磁场），由于产生的电压是交变的，所以无所谓正负极。这块板子的核心芯片是图中央那块加着散热片的大个子，它的基本结构见图6.13。
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图6.13 L298N基本原理。取自ST半导体公司L298N数据手册
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从图6.13中可以看出，实际上它是两个完全相同的H桥电路，所以可以控制两个电机。我们这里只需要控制一个线圈，所以只用到了L298N功能的一半。把图6.13从中间劈开，我们只关注右边那一半，可以看到输入端In4、In3和 EnB。也可以看到输出端OUT3和OUT4，它们就是图6.12里面的输出到电机的端口。3个输入端通过与门两两相连，对H桥电路的4个“开关”，即此处的4个三极管进行控制。注意到EnB连接了4个与门，这表明如果EnB设置成低电压（即0V）的话，则所有与门的输出都变成了零（与门就相当于作乘法，只要它的一个输入端为零则输出为零）。这样所有的三极管都切断了，从而没有电压输出到电机两端。所以EnB又叫做B电机的使能端，要想让电机转动，它就要是高电压（5V），而如果要控制电机正转或者反转，则靠的是另外两个输入端。当EnB为高电压，同时In3为高电压，In4为低电压，则4个与门中左上角者输出高电压，所连接的三极管导通，左下角In3通过反相以后进入与门（注意到它和与门相接处有一个小圆圈，这表示反相，即In3为高电压时，进入到这个与门的是低电压），从而导致这个与门输出为低，所连接的三极管切断。同理分析，右上角与门输出为低，三极管切断；右下角与门输出为高，三极管导通。这样一来，OUT3就连接到了高电压，OUT4就连接到了低电压。容易得知，如果In3为低电压，In4为高电压，则OUT3连接到了低电压，OUT4连接到了高电压。这就实现了控制电机正反转动，或控制电流在线圈中正反流动。
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了解了这些，我们再来看看前面的程序。首先void setup那一段只不过是定义一些输出端口，这是Arduino编程的例行公事。第二段void loop是真正产生控制信号的程序。我把Arduino的输出口8和9连接到了L298N的In3和In4，用来控制线圈中电流流动方向；Arduino的输出口11连接到了L298N的EnB，这样这段程序就很容易理解了。首先让In3为高电压，In4为低电压，EnB为高电压，让电流朝一个方向流动；接下来的delay(15)表示电路保持这个状态15ms，然后让电流反向。这样在电磁铁中产生的磁场变换一个周期大概需要(15+15+x)ms，即三十多毫秒。之所以不是精确的30ms是因为程序中其他语句执行也需要时间。这样磁场变化的频率就是大约30Hz了。如果想要改变磁场变化的频率，可以通过修改delay的时间很方便地实现。
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Arduino和L298N是非常有用的电路板，读者朋友如果通过本章的制作熟悉了它们，在以后的实验中会起到很大的作用。
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[1].这个圣诞节的故事来自我看过的一本中文的法拉第传记，但是书名和作者已不可考，相信其他的法拉第传也应该会有这个故事。
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我们都是科学家：那些妙趣横生而寓意深远的科学实验（修订版） [:1701074931]
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我们都是科学家：那些妙趣横生而寓意深远的科学实验（修订版） 7 逆磁悬浮
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一分钟简介
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本章将介绍磁悬浮的基本原理，并着重介绍用逆磁性材料实现的悬浮。通过本章，你将了解如何用简单的逆磁材料比如铅笔芯，以及强磁铁来实现磁悬浮。本章还将介绍在逆磁悬浮方面的一些高科技的成果，例如如何把一只青蛙悬浮起来等。
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闲话基本原理
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2010年诺贝尔物理学奖得主之一的俄裔英籍物理学家Andrey Geim先生是个有趣的人。他是一位很典型的俄国大汉形象，稍胖而仍显干练的身躯足以抵御西伯利亚的冰天雪地，说英语时声调较低，语速较慢，带着河北口音（他生长在黄河以北的俄罗斯）。以前我在美国的亚利桑那大学物理系LeRoy教授门下学习的时候，我们和他有过研究上的合作。我见过他写给LeRoy教授的信，英文手写体颇为工整有力，这也许是因为他常年生活在传统气息浓郁的英国的缘故。而在美国，年轻一代很少有人的手写体具有审美的价值了（这与我们国家的情况相似）。有意思的是，后来我选修一门课，老师也是一位胖胖的、语速较慢的俄裔，他和Geim先生以前念研究生时是同屋的室友，他说Geim先生并不很聪明（原话是He was not bright），所以大家如果觉得自己不够天才，也不要放弃科学研究。我觉得他的说法是有道理的，他是一位博学的理论物理学家，而Geim先生是一个实验物理学家。大家如果看过情景喜剧《生活大爆炸》就知道，在物理学界的理论家（如剧中的Sheldon）眼中，实验物理学家（如剧中的Leonard）只不过是实现理论家的预言的“干粗活”的人。所以他认为Geim先生不够聪明也是正常的，如果够聪明也应该去做理论了。对于这种看法，实验物理学家们通常也不以为然，有时候开玩笑地说理论学家们看到铁和铝都区分不了。神韵上和两千年前那位嘲笑孔夫子“四体不勤，五谷不分”的老农有些相似了。
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闲话少说，书归正传。前面介绍Geim先生并不是因为他获得了2010年的诺贝尔奖，而是因为2000年他和著名的理论物理学家Michael Berry先生一起获得了Ig Nobel奖，暂且翻译成搞笑诺贝尔奖吧。这个奖每年授予世界上在自然科学、和平和经济领域的做出杰出搞笑成果的人们（大多是正经的学者）。获奖的成果首先要使人发笑，然后要引人深思，所以是非常有难度的。那么Geim和Berry两位先生当年做出了什么成果可以获此殊荣呢？这便是与本章相关的内容：他们用强磁场把一只青蛙浮在了半空中！
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在Geim先生的获奖感言里[1]，他详细地叙述了自己做这个实验的前因后果。我觉得这无论是对于科学家还是非科学家都是很有意思的一个故事，于是我把它加以整理写在了下面。
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