在本文中，我們將探討此類設備的電子灌裝、工作原理和配置方法。 直到現在，我看到的都是出廠成品的描述，很漂亮，價格也不便宜。 無論如何，粗略搜索一下，價格從一萬盧布起。 我提供了一個 1.5 美元的自組裝中文套件的描述。
首先，有必要明確將要討論的內容。 磁懸浮器種類繁多，具體實現方式更是五花八門。 當永磁體由於設計特點而位於彼此相同的磁極時，這樣的選擇現在對任何人都沒有興趣，但還有更多棘手的選擇。 例如像這樣：
工作原理已多次描述，簡而言之 - 螺線管的磁場中懸掛著一個永磁體，其強度取決於霍爾傳感器的信號。
磁鐵的另一極不會翻轉，因為它安裝在地球儀模型中，這會顯著降低重心。 該裝置的電子電路非常簡單，幾乎不需要配置。
有在 arduino 上實現此類項目的選項，但這是來自“為什麼它很簡單，什麼時候很困難”系列。
本文專門討論另一種選擇，其中使用支架而不是懸架：
正如幻想所說，一朵花或其他東西可以代替地球儀。 這種玩具的批量生產已經建立，但價格並不討好任何人。 在浩瀚的速賣通中，偶遇了這樣一組零件，
這是展位的電子填充。 如果選擇“賣方法”，發行價為 1,5 盧布。
經過與賣家的溝通， , 和中文設置說明。 讓我特別感動的是，賣家提供了一個視頻鏈接，專家還用中文詳細講述了一切。 同時，拼裝結構需要精益求精的調整，“在移動中”展開是不現實的。 這就是為什麼我決定用俄語指令豐富 RuNet。
所以，按順序。 印刷電路板做得非常好，結果它甚至有四層，這是完全沒有必要的。 做工一流，絲網印刷精美細緻。 首先，霍爾傳感器的焊接比較方便，正確定位非常重要。 附上一張特寫照片。
傳感器的敏感表面應位於螺線管高度的一半。
第三個傳感器，帶有字母“G”的弧形，可以升高一點。 順便說一句，它的位置並不是特別重要 - 它用於自動打開電源。
我建議安裝螺線管，使繞組開頭的引線在頂部。 所以它們站起來更均勻，短路的風險更小。 四個電磁鐵圍成一個正方形，需要將對角線成對連接。 在我的棋盤上，一條對角線標記為 X1、Y1，另一條標記為 X2、Y2。
不是你會遇到同樣的事實。 原則很重要：我們取對角線，將線圈的內部結論連接在一起，將外部結論連接到電路中。 每對線圈產生的磁場必須相反。
必須固定四列永磁體，使它們都朝向同一方向。 不管是北極還是南極，重要的是不要不和。
之後我們冷靜處理細節，按照絲印貼好。 鍍錫和電鍍非常好，焊接這樣的板是一種樂趣。
現在是時候深入研究電子電路的操作了。
節點 J3 - U5A - Q5 稍微分開放置。 元件 J3 是最高且腿彎曲的霍爾傳感器。 這無非是一個自動開機裝置。 傳感器 J3 確定整個結構上存在浮子這一事實。 我們把浮子 - 打開電源。 刪除 - 關閉。 這是非常合乎邏輯的，因為沒有浮點數，電路的運行就失去了意義。
如果不通電，浮子會緊緊地粘在其中一根磁柱上。 我提請你注意：這是正確的，理應如此。 漂浮物必須轉向這一側。 只有當它嚴格位於結構的中心時，它才會開始排斥。 但是當電子設備不工作時，他不可避免地掉在了廣場的頂部之一。
調節器設計如下：兩個對稱的半部，兩個差分放大器，每個都接收來自其自身霍爾傳感器的信號並控制H-橋，其負載是一對螺線管。
其中一個 LM324 放大器（例如 U1D）接收來自傳感器 J1 的信號，另外兩個放大器 U1B 和 U1C 用作由晶體管 Q1、Q2、Q3、Q4 形成的 H 橋的驅動器。 只要浮子在正方形的中心，U1D 放大器就必須處於平衡狀態並且 H 橋的雙臂都閉合。 一旦浮子移向其中一個螺線管，來自傳感器 J1 的信號就會發生變化，H 橋的一半打開，並且螺線管會感應出相反的磁場。 離漂浮物最近的那個應該排斥它。 並且更進一步 - 相反，吸引。 結果，浮子回到了原來的位置。 如果浮子飛回太遠，H橋的另一臂就會打開，這對螺線管的電源極性會發生變化，浮子會再次回到中心。
晶體管 Q6、Q7、Q8、Q9 的第二個對角線以同樣的方式工作。 當然，如果你弄亂了線圈的定相或傳感器的安裝，一切都會完全不同，設備將無法工作。
但是誰阻止你把一切都做好呢？
現在我們已經弄清楚了電子電路，設置問題已經解決了。
需要將浮子固定在中心，並安裝電位器R10和R22，使兩個H橋的雙臂閉合。 好吧，讓我們說“修復” - 我得意忘形了，你可能可以用手握住浮子，更準確地說，用一隻手，然後用另一隻手交替扭轉兩個多匝電阻。 事實證明，這些電阻器是多匝的，這是有原因的——實際上，其中一個電阻器半匝，設定就會丟失。 我的手來自哪裡是一個秘密，但透過觸摸，我無法偵測到浮子的行為會隨著電位計滑桿的位置而改變。 我敢說開發人員也遇到了同樣的困難，因此在板上提供了兩個這樣的跳線。
看到左上方和右上方的兩個跳線了嗎？ 它們斷開了一對螺線管和 H 橋之間的電路。 它們的好處是雙重的：通過移除其中一個跳線，您可以完全關閉其中一個對角線，並且通過打開電流表而不是另一個，您可以看到另一個對角線的 H 橋處於什麼狀態.
作為抒情題外話，我注意到如果 H 橋在兩條對角線上都完全打開，消耗的電流可以達到三安培。 在這種情況下，Q5 晶體管將很難保持活力。 好在短時間能承受這樣的負載，但需要擰兩個多匝電阻，而且事先不知道在什麼地方。
所以對於初步調整，我強烈建議分別擺弄每個對角線：用跳線關閉第二個，這樣 Q5 就不會冒煙。
由於通過螺線管的電流可以改變方向，中國人在農場上有這樣的電錶，其中箭頭垂直位於刻度的中間。 這就是他們感覺良好和舒適的原因：他們拔下跳線，將電流表插入斷路，然後冷靜地轉動電阻器，直到箭頭歸零。
我不得不讓一個跳線打開，並在另一個間隙中加入一個電流表模式的舊蘇聯測試儀，測量極限為 10 安培。 如果電流反了，測試儀就會向左緩慢地偏離刻度，我耐心地轉動螺絲，直到測試儀回到零位。 這是正確設置它的唯一方法。 然後可以打開兩個對角線，並調整調整，實現浮動的最大穩定性。 您還可以控制設備消耗的總電流：它越少。 設置越精確。
出於習慣，我在 3D 打印機上打印了 Levitron 身體。 結果沒有一萬的成品玩具那麼漂亮，但我感興趣的是技術原理，而不是美學。
來源： www.habr.com