Представленная схема магнитной левитации позволяет удерживать в воздухе на небольшом расстоянии до электромагнита металлический объект. Ее суть заключается в обеспечении магнитной силы, которая должна быть равна по величине и противоположна по знаку силе гравитации, действующей на объект. При таком взаимном действии двух сил объект буквально остается висеть в воздухе. Схема уменьшает электромагнитную силу, когда металлическая деталь приближается к магниту, и увеличивает ее при отдалении детали от магнита.
Данная схема сравнивает сигналы с датчиков с помощью первого операционного усилителя и вырабатывает напряжение, пропорциональное разнице или ошибке. После этого полученный сигнал ошибки поступает на фильтр высоких частот, что позволяет быстрым изменениям проходить проще, чем медленным. Это необходимо для стабилизации контура управления. Затем сигнал усиливается до исходной амплитуды и в конечном итоге управляет транзистором Дарлингтона TIP122, который контролирует ток электромагнита.
Дополнительные диоды рядом с транзистором необходимы для предотвращения повреждения этого транзистора. Диод, подключенный к базе, предотвращает обратное смещение базы. Два 1N4001 обеспечивают путь для тока намагничивания в случае, когда электромагнит отключается. Выбор моделей оптических компонентов не слишком критичен, главное чтобы их длины волн совпадали, и углы обнаружения/светоотдачи не были слишком узкие. ИК-светодиодами в данном случае являются TIL38 с длиной волны 940 нм и углом 15 градусов, мощностью 35 мВт и максимальным током 10 мА. Детектор представляет собой PT204-6B, который является ИК-фототранзистором.
Видео работы магнитного левитатора:
Перевод © digitrode.ru