Arduino-gebaseerde Afstotende Magnetische Levitatie: Eenvoudige Schakeling & DIY Handleiding

Onderdelen en benodigdheden

	Arduino UNO	×	1
	Weerstand 1k Ω	×	1
	Transistor BD241 (of gelijkwaardige medium-power transistor)	×	1
	Lineaire Halleffectsensor UGN3503 (elke 5V ratiometrische Halleffectsensor werkt)	×	1
	Solenoid (~200 windingen geïsoleerde koperdraad 30AWG, bv. uit oude kassa-lade)	×	1
	Grote torus-magneet van een oude luidspreker (diameter 9-11 cm of groter)	×	1

Alternatief voor de grote torus-magneet: kleine neodymiummagneten in een regelmatige hexagonale opstelling, zoals in commerciële apparaten.

Extra: Universele diode 1N4001 (vrijweerstand over de solenoid).

Benodigde tools

Soldeerbout (standaard)

Apps en online diensten

Arduino IDE

Over dit project

Enkele jaren geleden probeerde ik een apparaat voor afstotende magnetische levitatie te bouwen, maar alle schakelingen die ik vond waren complex en moeilijk in te stellen.

Na diverse mislukte en half-geslaagde pogingen kocht ik een kant-en-klaar levitator (zie foto), maar die is bijna onmogelijk thuis te bouwen (DIY).

Nu presenteer ik een afstotende levitator die, naast het Arduino-bord, slechts een paar extra componenten bevat en zeer makkelijk zelf te bouwen is:

• Elke medium-power transistor: in mijn geval BD241
• Universele diode 1N4001
• Weerstand 1 kΩ
• UGN3503 Halleffectsensor (elke 5V ratiometrische Halleffectsensor werkt)
• Torusmagneet van een oude luidspreker (diameter 9-11 cm of groter)
• Alternatief: groepen kleine neodymiummagneten in hexagonale opstelling
• Solenoid van ~200 windingen geïsoleerde koperdraad 30AWG (ik gebruikte een solenoid uit een oude kassa-lade)

De schakeling is heel simpel (zie schema). De Arduino wordt standaard gevoed met 5V, de solenoid via de transistor met 12V-20V. Beide delen een gemeenschappelijke ground. De polariteit van magneet en solenoid is in de figuur aangegeven.

Voor de instelling heb je iets geduld en tijd nodig – en daar zit juist het plezier in. De Halleffectsensor moet boven de solenoid geplaatst worden. Erboven komt de magneet die moet zweven. In mijn geval was de instelling het op-en-neer bewegen van de torusmagneet. Naast de hardware-instelling is er ook een software-instelling: de waarde van set_point in de code (eerste regel), die kan varieren van 200 tot 350. De combinatie van beide instellingen geeft de beste resultaten.

Code

int set_point = 250; // instelling
int sensorPin = A1;
int output_pin = 2;
int sensorValue = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(output_pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  sensorValue = analogRead(sensorPin);
  // Serial.println(sensorValue);
  if (sensorValue <= set_point)
    digitalWrite(output_pin, LOW);
  else
    digitalWrite(output_pin, HIGH);
}

Schema's