Схема левитатора с магнитом и фотоэлементом

Давно хотелось (после просмотров всяких видео на ютубе и подходящих схем на сайте ТехМагия) создать устройство, демонстрирующее физические явления невесомости. Решено было поработать над проектом магнитного левитатора и в этой статье хотелось бы поделиться некоторыми комментариями и проблемами, возникшими при конструировании такого устройства.

Схема электрическая прибора для магнитной левитации

Конечно обычный электромагнит использовался для удержания предметов в воздухе. На обмотку пошла куча медного провода 1 мм. В качестве сердечника использовался стальной резьбовой стержень диаметром 20 мм.

Схема контроля положения состоит из лазерного диода и 2-х фоторезисторов. На одном из них находится лазерный луч, а другим определяется интенсивность света в окружающей среде.

Оба сигнала поступают на входы операционного усилителя, и на выходе получаем разницу, то есть количество лазерного света, достигающего датчика.

При настройке были серьёзные проблемы с калибровкой этой системы, иногда в ярко освещенном помещении возникали сбои (из-за производственных дефектов фоторезисторов). Затем сигнал поступает в дифференциальную цепь (для уменьшения скачков объекта) и подается на управляющий транзистор.

Конечно же схема левитатора работает от постоянного тока. Необходимо установить довольно большие фильтрующие конденсаторы в блоке питания, чтобы устранить пульсации напряжения.

Стабилизатор будет проблемой, потому что схема может тянуть в пиковом значении до 3 А, поэтому придется установить например мощный стабилизатор 7812 в корпус TO3 и прикрепить его к большому радиатору. Двух конденсаторов после выпрямителя на 4700 мкФ должно быть достаточно.

Что касается диода D2, на принципиальной схеме ошибка, он должен быть припаян как на монтажной схеме. Через него протекает ток самоиндукции, который всегда противоположен по полярности току питания.

Если хотите более подробно узнать о настройке прибора магнитной левитации — скачайте оригинальную статью в файле PDF из зарубежного журнала.