In diesem Projekt soll ein Magnet zum stabilen Schweben gebracht werden.
Dazu dient ein geregelter Elektromagnet, welcher den Permanentmagneten in der Luft hält. Die Abweichungen vom Sollwert werden von einem Hallsensor erfasst, welcher die Position des Permanentmagneten über dessen Magnetfeld erfassen kann. Ein AVR kümmert sich dann um die Regelung. Verwendet wird ein PD-Regler. 

Hier der zusammengewürfelte Versuchsträger:

 Der AVR wurde mit seiner Peripherie auf ein Stück Lochraster gelötet. Für den Elektromagneten wurde ein kleines verstellbares Stativ mit Grundplatte gefertigt. der Hallsensor (unter dem AVR liegend) wird in einer Nut in der Grundplatte under dem Elektromagneten befestigt.

Der E-Magnet wurde auf der Drehmaschine selbst gewickelt. Als Kern verwendete ich ein magnetisierbares Metall (Eisen oder Stahl). Darauf kamen dann die knapp 1150 Windungen 0.6mm Cu-Lackdraht. Das ergibt einen Widerstand von ca. 6 Ohm. Der Magnet wird per PWM (vorerst noch mit 8kHz, 8 Bit) angesteuert. 

Der Hallsensor liefert ohne Magnetfeld die halbe Betriebsspannung. Je nach Richtung des Feldes verringert oder vergrössert er die Ausgangsspannung (Ratiometrischer Ausgang). Dies wird mit dem ADC des AVR erfasst. 

Die Grundplatte des Stativs aus Alu hat auch den Vorteil, dass es den schwebenden Magneten etwas in seinen Bewegungen dämpft, da die induzierten Wirbelströme über deren Magnetfeld den schwebenden Magneten etwas bremsen. 

Hier ist eine erste Softwareversion des PD-Reglers im Einsatz: 

Der Elektromagnet wird mit der Zeit ziemlich warm. Als Spannungsversorgung muss ein 12V PC-Netzteil herhalten. 

Mittels RS232 können die Regelparameter der Regelung live per PC geändert werden. So lässt sich die Höhe des schwebenden Magneten sowie die Regelung selbst beeinflussen und so kann man auch viel einfacher mit den Parametern experimentieren. 

Zuerst montierte ich den Hallsensor direkt am Elektromagneten. Dabei musste ich aber eine Korrekturtabelle erzeugen, denn dann beeinflusst der Elektromagnet den Sensor stark und man muss die Verfälschung wegrechnen. Dies führte zu Ungenauigkeiten und der Regler funktionierte nicht wie gewünscht. Deshalb ist der Hallsensor nun in der Grundplatte eingelassen, wo er vom E-Magneten kaum beeinflusst wird.

Hier noch ein Video:

 Unterdessen habe ich auch die finale Platine gemacht:

Nichts wildes, Controller(Mega88), Spannungsregler, FET und Hühnerfutter.

Das Ganze kommt ins "Tischgehäuse" und darf dort vor sich hin funktionieren:                                                                                 

Die Spule wurde neu gefertigt, sie ist etwas kleiner als die des Prototypen.

Die Elektronik wurde per "Schlüssellochoperation" mit Heisskleber an Ort und Stelle hingetüddelt. Gespiesen wird die Sache aus einem alten Notebooknetzteil. 

 Auch Tintenpatronenschachteln lassen sich damit erheben... :)

Zum Schluss noch ein Video: