在本文中，我们将了解此类设备的电子内容、工作原理和配置方法。 到目前为止，我见过工厂成品的描述，非常漂亮，而且不是很便宜。 无论如何，快速搜索一下，价格从一万卢布起。 我提供了一个中国自组装套件的描述，价格为 1.5 美元。
首先，有必要明确一下具体要讨论什么。 磁悬浮器的种类繁多，具体实现方式的多样性令人惊叹。 当永磁体由于设计特征而以同极相对的方式定位时，如今任何人都对此类选项不感兴趣，但还有更狡猾的选项。 例如这个：
工作原理已经重复描述过，简单来说就是——螺线管的磁场中悬挂着一块永磁体，其强度取决于霍尔传感器的信号。
磁铁的另一极不会翻转，因为它安装在一个虚拟地球仪中，这明显使重心下移。 该装置的电子电路非常简单，几乎不需要任何配置。
在 Arduino 上实现类似项目有多种选择，但这是来自“为什么要在复杂的时候让它变得简单”系列。
本文专门介绍另一种选择，即使用支架代替悬架：
正如您的想象力所决定的，除了地球仪之外，一朵花或其他东西也是可能的。 此类玩具的批量生产已经建立，但价格并不令任何人满意。 在浩瀚的全球速卖通中，我遇到了以下几部分：
这是展台的电子填充。 如果选择“卖方方式”，要价为1,5卢布。
根据与卖家沟通的结果， ，以及中文设置说明。 尤其令我感动的是，卖家提供了一个视频链接，其中专家详细解释了所有内容，也是中文的。 同时，组装好的结构需要进行有效且艰苦的调整；“即时”启动它是不现实的。 这就是为什么我决定用俄语指令来丰富 RuNet。
所以，按顺序。 印刷电路板制作得非常好；事实证明，它甚至是四层的，这是完全没有必要的。 做工质量非常好，一切都经过丝印和细节绘制。 首先，霍尔传感器的焊接比较方便，而且正确定位非常重要。 附上特写照片。
传感器的敏感表面应位于螺线管高度的一半处。
第三个传感器呈弧形，带有字母“G”，可以抬高一点。 顺便说一句，它的位置并不是特别重要 - 它用于自动打开电源。
我建议安装螺线管，使绕组开头的引线位于顶部。 这样它们会更均匀地站立，并且短路的风险也更小。 四个螺线管形成一个正方形；必须将对角线成对连接。 在我的板上，一条对角线标记为 X1,Y1，另一条对角线标记为 X2,Y2。
你不会遇到同样的人，这并不是事实。 原理很重要：我们取一条对角线，将线圈的内部端子连接在一起，并将外部端子连接成电路。 每对线圈产生的磁场必须相反。
必须安装四列永磁体，使其全部面向同一方向。 不管是北极还是南极，重要的是不要不一致。
之后，我们冷静地处理零件，按照丝网印刷的要求粘贴进去。 镀锡和金属化非常好，焊接这样的板是一种乐趣。
现在是时候深入研究电子电路的工作原理了。
节点 J3 - U5A - Q5 位置稍微分开。 Element J3 是最高且具有弯曲腿的霍尔传感器。 这无非是一个自动设备电源开关。 传感器 J3 检测到整个结构上方存在浮子这一事实。 我们放置了浮子并打开了电源。 已删除-关闭。 这是非常合乎逻辑的，因为如果没有浮点，电路的操作就变得毫无意义。
如果不供电，浮子将紧紧地粘在其中一根磁柱上。 请注意：这是正确的，应该是这样的。 浮子应转向这一侧。 只有当它严格位于结构的中心时，它才开始推出。 但是，当电子设备无法工作时，他不可避免地跌落到正方形的一个顶点上。
该调节器的设计如下：两个对称的半部，两个差分放大器，每个放大器接收来自其自己的霍尔传感器的信号并控制H桥，其负载是一对螺线管。
其中一个 LM324 放大器（例如 U1D）接收来自传感器 J1 的信号，另外两个 U1B 和 U1C 用作由晶体管 Q1、Q2、Q3、Q4 形成的 H 桥的驱动器。 只要浮子位于正方形的中心，U1D 放大器就应该处于平衡，并且 H 桥的双臂闭合。 一旦浮子移向其中一个螺线管，来自传感器 J1 的信号就会发生变化，H 桥的一半打开，螺线管会感应相反的磁场。 离浮子较近的那个应该把它推开。 哪一个更远 - 相反，吸引。 结果，浮子回到原来的地方。 如果浮子飞回太多，H桥的另一臂将打开，一对螺线管的电源极性将改变，浮子将再次向中心移动。
晶体管 Q6、Q7、Q8、Q9 上的第二对角线的工作方式完全相同。 当然，如果你搞乱了线圈的相位或传感器的安装，一切都会完全错误，设备将无法工作。
但谁阻止你将所有内容正确地组合在一起呢？
现在我们了解了电子电路，配置问题就变得更加清楚了。
需要将浮子固定在中心，并安装电位器R10和R22，使两个H桥的双臂闭合。 好吧，让我们说“修复” - 我得意忘形了，你可能可以用手握住浮子，更准确地说，用一只手，然后用另一只手交替扭转两个多匝电阻。 事实证明，这些电阻器是多匝的，这是有原因的——实际上，其中一个电阻器半匝，设置就会丢失。 我的手来自哪里是一个秘密，但通过触摸，我无法检测到浮子的行为随电位计滑块的位置而变化。 我敢说开发人员也遇到了同样的困难，因此在板上提供了两个这样的跳线。
你看到左上角和右上角有两个跳投了吗？ 它们断开一对螺线管和 H 桥之间的电路。 它们的好处是双重的：通过移除其中一个跳线，您可以完全关闭其中一个对角线，并且通过打开电流表而不是另一个，您可以看到另一个对角线的 H 桥的状态。
作为一个抒情的题外话，我注意到如果两个对角线上的 H 桥完全打开，消耗的电流可以达到 5 安培。 在这种情况下，晶体管QXNUMX将很难保持工作状态。 幸运的是，它可以短时间承受这样的负载，但是你需要转动两个多匝电阻，而且你事先不知道在哪里。
因此，对于初步设置，我强烈建议分别修改每个对角线：用跳线关闭第二个对角线，这样 Q5 就不会冒烟。
由于通过螺线管的电流可以改变方向，因此中国人使用的电流表的指针垂直位于刻度的中间。 因此，他们感觉良好和舒适：他们拉出跳线，将电流表插入间隙，然后平静地转动电阻器，直到箭头变为零。
我必须将一个跳线保持打开状态，然后将一台老式苏联测试仪插入另一个间隙，该测试仪处于电流表模式，测量限值为 10 安培。 如果电流结果相反，测试仪就会缓慢地向左偏离刻度，我耐心地转动螺丝，直到测试仪返回到零。 这是唯一可以进行初步调整的方法。 然后就可以打开两个对角线并进行调节，实现浮子的最大稳定性。 您还可以控制设备消耗的总电流：越小。 设置越准确。
出于习惯，我用 3D 打印机打印了 Levitron 外壳。 结果不如一万块成品的玩具那么漂亮，但我感兴趣的是技术原理，而不是美学。
来源： habr.com