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下推式電磁懸浮裝置製作,從0~1的教程

溫馨提示:內容簡單豐富,建議關注&收藏,但不強求

下推式電磁懸浮裝置製作,從0~1的教程

看到上圖的磁懸浮裝置了嗎?它是利用永磁體去克服浮子的重力,利用X、Y軸的線圈產生的可控電磁力微調浮子位置,使得浮子始終維持在永磁體和浮子重力相抵消的那個微妙的平衡點。

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重要知識點:線性霍爾

當不同的磁場強度穿過霍爾感應面,霍爾就會輸出不同的電壓。在磁懸浮裝置中,霍爾感測器起到“定位”浮子位置的作用,磁浮子上下左右的“移動”就會改變法向磁力線的強弱,霍爾感應後輸出電壓傳遞給微控制器進行運算控制

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硬體材料的準備

——小二,結賬!

——來嘞

——給我來些你家的招牌菜

——您不是要結賬嗎?

——是啊,我吃完了,你來結賬,我這不還沒吃嗎?

——內心OS:CNMNGB

硬體材料的準備(有詳細引數,認真看):

STM32最小系統板。意法半導體公司生產的Cortex-M3核心構架48引腳的STM32F103C8T6,控制器的主頻為72MHZ,超頻可以達到128MHZ。

L298N電機驅動。電機驅動是用來驅動X、Y軸的線圈的,為線圈提供必要的電流。L298N是一種雙H橋電機驅動晶片,其中每個H橋可以提供2A的電流,功率部分的供電電壓範圍是2。5-48v,邏輯部分5v供電。

環形磁鐵(一般是鐵氧體)。尺寸:外徑100mm,內徑60mm,厚度10mm。

線性霍爾感測器。一定要使用內建放大電路的線性霍爾感測器,不是開關霍爾,數量3個。本次教程使用的是AH49E線性霍爾。

釹鐵硼強磁。數量2個,尺寸:50mm*5mm(直徑*厚度)。

線圈。數量4個,引數:外徑19mm,內徑8mm,厚度12mm,內螺紋孔:M3,電感3。7mH。

12VDC電源。12V直流電源是給L298N驅動供電。

附加:洞洞板、杜邦線、ST-LinK模擬器、USB轉TTL模組(忘記上圖,自行搜)

總金額在150元左右,會買的同學可能100元就搞定了

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硬體製作步驟

(一)安裝霍爾感測器

三軸線性霍爾感測器的安裝方法:霍爾感測器上標有感測器型號的感應面要與每個座標軸的軸線垂直且感應面的中心要分別靠近XY軸。

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霍爾感測器安裝高度的要求:

感測器的感應面中心要位於線圈高度的一半位置處,目的是減小線圈產生的磁場對感測器的影響。

將XY軸霍爾感測器豎直安裝線上圈軸線一半位置處,此位置的線圈磁力線是平行於霍爾感應面的,只有垂直於霍爾感應面的磁力線分量才會使霍爾感測器輸出訊號發生變化。而在這個位置恰好磁力線垂直於XY軸霍爾感應面的分量幾乎為零,那麼後面線圈改變磁力強度的大小和方向去調控浮子的同時也不會對XY軸霍爾感測器檢測量造成干擾。

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(二)安裝電磁線圈

電磁線圈的安裝非常簡單,對角線線圈同名端相聯即可,就是X、Y軸的兩個線圈。這種方式是並聯還是串聯呢,我突然被搞懵了,哈哈哈

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(三)各個電氣線路的連線

以下為線圈、霍爾、驅動、STM開發板之間的電器線路連線

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控制程式

STM32板子的開發環境:Keil

ST-LinK模擬器燒錄程式

USB轉TTL模組,用於上位機使用,便於調整Kp、Kd、Ki

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