Arduino Nano Magneet Levitatie Project: Onderdelen & Bedradingshandleiding

Onderdelen en benodigdheden

Apps en online diensten

• Arduino IDE

Over dit project

Levitator met Arduino.

Je kunt de behuizing 3D-printen of niet.

https://www.thingiverse.com/thing:1392023

• Makkelijk te printen en monteren (alleen wat lijm, geen schroeven).
• Installeer gewoon de firmware (Levitator.ino) in het Arduino-bord.
• Geen computer nodig, alleen de 12V voeding, na installatie van de firmware.
• Gebruik de schakelaars om de permanente magneetpositie aan te passen.
• Gebruik de Arduino Serial Monitor om de correcte waarde voor jou te zien.
• Je kunt de correcte waarde hardcoden in je speelgoed.

Je kunt een experimenteerprint of een eigen printplaat maken (Arduino Nano).

https://www.thingiverse.com/thing:1392530

Of koop er een:

https://oshpark.com/shared_projects/kxH3Ak1b

Let op:

• Plaats de hallsensor in de bodem van de punt (top_sensor.stl) zie de afbeeldingen;
• Om correct te werken, moet de halleffectsensor minimaal 5mm afstand hebben van de elektromagneet;
• Je kunt andere lineaire hallsensoren gebruiken (gebruik GEEN halsensor schakelaar);
• Gebruik neodymium permanente magneten (het werkt niet met gewone magneten);
• Zwaardere objecten zijn stabieler;

Bekijk mijn makes op Thingiverse voor meer details en tips.

Levitator 3D Geprint:

https://www.thingiverse.com/make:201394

Shield voor Arduino Nano:

https://www.thingiverse.com/make:201420

Dat is makkelijk.

Code

Levitator.ino

Code voor Magneet Levitatie speelgoed met Arduino.
Makkelijk (Geen PID)

//=========================================================| 
// Ekobots Innovation Ltda - www.ekobots.com.br | 
// Juan Sirgado y Antico - www.jsya.com.br | 
//---------------------------------------------------------| 
// Program Magnetic Levitator - 2016/02/06 | 
// All rights reserved 2016 | 
//=========================================================| 
int anaPin = 1; // Arduino Analogic Pin 1; 
int digPin = 5; // Arduino Digital Pin 5; 
int subPin = 7; // Arduino Digital Pin 7; 
int addPin = 8; // Arduino Digital Pin 8; 
// int anaVal = 0; // Analogic Read(Hall Sensor) Value; 
boolean digVal = 0; // Digital Write(Electromagnet) Value; 
// int levVal = 228; // Levitation Poit Value; 
int dlyVal = 250; // Delay Value Micro Seconds; 
//---------------------------------------------------------| 
void setup() { 
  // Levitator initialization Begin; 
  Serial.begin(57600); 
  Serial.println("Levitator by JSyA"); 
  Serial.println("Starting..."); 
  // Digital Pins Work Mode Setup; 
  pinMode(digPin, OUTPUT); 
  pinMode(subPin, INPUT_PULLUP); 
  pinMode(addPin, INPUT_PULLUP); 
  // Levitator initialization End; 
  Serial.println("Started."); 
} 
//---------------------------------------------------------| 
void loop() { 
  // Hall Sensor Read (Magnetic Field Intensity); 
  anaVal = analogRead(anaPin); 
  // Increase The Value Of Levitation Point; 
  if (digitalRead(addPin) == LOW) { 
    levVal++; 
    value_log(); 
    delay(250); 
  } 
  // Decrease The Value Of Levitation Point; 
  if (digitalRead(subPin) == LOW) { 
    levVal--; 
    value_log(); 
    delay(250); 
  } 
  // Check the Levitation Point; 
  if (anaVal < levVal) { 
    digVal = LOW; 
  } else // if (anaVal > levVal) { 
    digVal = HIGH; 
  } 
  //  
  // Turn ON/OFF The Electromagnet; 
  // With Base on Sensor Value and the Levitation Point; 
  digitalWrite(digPin, digVal); 
  delayMicroseconds(dlyVal); 
} 
//---------------------------------------------------------| 
void value_log() // Analogic/Digital/Levitation Values Print; 
{ 
  // Show the Hall Sensor Value; 
  Serial.print("anaVal=["); 
  Serial.print(anaVal); 
  Serial.print("]-"); 
  // Show the Electromagnet state On=1/Off=0; 
  Serial.print("digVal=["); 
  Serial.print(digVal); 
  Serial.print("]-"); 
  // Show the Levitation Point Value; 
  Serial.print("levVal=["); 
  Serial.print(levVal); 
  Serial.println("];"); 
} 
//=========================================================| 

Levitator_PID.ino

Code voor Magneet Levitatie speelgoed met Arduino.
Moeilijk (PID-versie)

//=========================================================| 
// Ekobots Innovation Ltda - www.ekobots.com.br | 
// Juan Sirgado y Antico - www.jsya.com.br | 
//---------------------------------------------------------| 
// Program Magnetic Levitator PID - 2016/10/06 | 
// All rights reserved 2016 | 
//=========================================================| 
int anaPin = 1; // Arduino Analogic Pin 1 
int digPin = 5; // Arduino Digital Pin 5 
int subPin = 7; // Arduino Digital Pin 7 
int addPin = 8; // Arduino Digital Pin 8 
// int anaVal = 0; // Analogic Valie 
int digVal = 0; // Digital Value 
// int levVal = 262; // Levitation Value 
int dlyVal = 10; // Delay Value 
// float timVal = 0; // Time Value 
//---------------------------------------------------------| 
// PID Values 
float setpoint = 0; 
float measured_value = 0; 
float output = 0; 
float integral = 0; 
float derivative = 0; 
float error = 0; 
float previous_error = 0; 
float dt = 0.1; 
float Kp = 1.0; 
float Ki = 0.1; 
float Kd = 0.01; 
//---------------------------------------------------------| 
void setup() { 
  // Levitator initialization Begin; 
  Serial.begin(57600); 
  Serial.println("Levitator by JSyA"); 
  Serial.println("Starting..."); 
  // Digital Pins Work Mode Setup; 
  pinMode(digPin, OUTPUT); 
  pinMode(addPin, INPUT_PULLUP); 
  pinMode(subPin, INPUT_PULLUP); 
  // timVal = millis(); 
  setpoint = levVal; 
  // Levitator initialization End; 
  Serial.println("Started."); 
} 
//---------------------------------------------------------| 
void loop() // PID 
{ 
  // Hall Sensor Read (Magnetic Field Intensity); 
  anaVal = analogRead(anaPin); 
  // PID calculations 
  measured_value = anaVal; 
  error = setpoint - measured_value; 
  integral = integral + error * dt; 
  derivative = (error - previous_error) / dt; 
  output = (-Kp * error) + (-Ki * integral) + (-Kd * derivative); 
  previous_error = error; 
  // Final value setup 
  digVal += output; 
  // Check the value for levitation point; 
  if (digVal < 0) digVal=0; 
  if (digVal > 255) digVal=255; 
  // Increase/Decrease the value for Electromagnet; 
  // With Base on Sensor Value and the Levitation Point; 
  analogWrite(digPin, digVal); 
  // Show log values for debug; 
  // if((millis()-timVal) > 500) 
  // { 
  // value_log(); 
  // timVal = millis(); 
  // } 
  // Increase The Value Of Levitation Point; 
  if (digitalRead(addPin) == LOW) { 
    setpoint++; 
    value_log(); 
    delay(250); 
  } 
  if (digitalRead(subPin) == LOW) { 
    setpoint--; 
    value_log(); 
    delay(250); 
  } 
  // Time between electromagnet state changes; 
  delayMicroseconds(dlyVal); 
} 
//---------------------------------------------------------| 
void value_log() // Analogic/Digital/Levitation Values Print; 
{ 
  // Show the Hall Sensor Value; 
  Serial.print("anaVal=["); 
  Serial.print(anaVal); 
  Serial.print("]-"); 
  // Show the Electromagnet state On=1/Off=0; 
  Serial.print("digVal=["); 
  Serial.print(digVal); 
  Serial.print("]-"); 
  // Show the Levitation Point Value; 
  Serial.print("setpoint=["); 
  Serial.print(setpoint); 
  Serial.println("];"); 
} 
//=========================================================| 

Schema's

Fritzing IDE