[blog-日々のこと] 磁気浮上キット その2

こんにちは

しばらくぶりの更新です。

前回 磁気浮上キットについて製作した後の調整などについて私の経験を元に説明をさせていただきました。 ほとんどは感覚によるものなので役に立ったかどうかはわかりませんが。

ところで今回も新しくキットを購入したので、調整過程でトラブルが生じたことと、その解決に関係した内容について健忘録をかねてここに書いておきます。

磁気浮上キット2

新しく購入したキットは浮遊させる対象物の重さが150g程度のものです。

材料は前回購入したものとほぼ同じです。もちろん図面もありませんでした。 ネオ磁石の数が半分になっていました。

トラブル発生

部品の取り付け、ハンダ付けが終わった後の調整の過程で、回路全体が発振しているようでした。 安定点でも振動があり止まりません。 基板全体もあったかくなっているようです。

前回のキットでは、弱いながらも安定点があり振動もしませんでしたが、今回は振動しており振動が大きくなってフロート用マグネットが飛び出してしまいました。

解決

アナログ回路でフイードバック制御の場合、入力側に何か振動源が入り込むと当然振動というか発振してしまいます。

でそこで考えたのですが、信号源はホール素子です。その検出信号を増幅してコイルに流れる電流を制御するというのが磁気浮上というか回路の原理です。

でX軸とY軸方向にホール素子を取り付けるのですが、その高さの位置によってはフロート用マグネットの磁場を検出して振動源となっているのではという疑問が湧いてきました。

つまりXとY軸方向を検出しているホール素子の高さ方向の位置が、基板に取り付けてあるコイルの頭の位置よりほんの少しだけ下げていたのですが、この位置が問題ではないかと気がつきました。

 ホール素子の高さ方向の位置を下げて例えばコイルの2/3くらいまで下げることにしました。

これがビンゴー

 これで安定点での振動が止まり、前回製作したものと同じ程度に安定に浮遊することができました。 ネット上のどこかで解説されているのでしょうが私には見つけることが出来ませんでした。もしかしたらYouTubeなどで解説されていたかも?

アナログ回路はなかなか曲者ですね。

次はArduinoを使って制御したいと思っています。

眼鏡を乗せてみました。 フロート用マグネットの直径が小さいので、滑り落ちていまします。 100円ショップで売っている小さなネオ磁石を使って固定すると落ちなくなります。

それからネオ磁石って衝撃の弱くて、100円ショップのものは半分に割れてしまいました。

なお本体を収納しているケースは同じく100円ショップのハガキ入れケースです。

コメント

  1. 長瀬 修 より:

    良い参考になりました。
    1つ不思議なのですがネオ磁石が、1セットだけ極性が逆さまで残り3か所は同極性なのですが
    ボルト用のへこんだ部分を上にして同じように付けました。
    ネオ磁石の逆極性は4か所のうち、どこに付けるのでしょうか。それとも部品間違いでしょうか。
    ネオ磁石のボルト用へこんだ部分をすべて上にして取り付けると異常に加熱します。
    1セットのみ極性が違うので逆さにして取り付けると加熱はしませんがLED点灯が逆反応します。
    説明不足だと思いますが、アドバイスを頂けると幸いです。

    • moonmoon より:

      こんにちは
      ご質問のネオ磁石の極性の件ですが、全て同じ極性となっています。
      (手元にあるキットで調べてみました。)
      したがいまして、一つだけ逆極性になっているのは、間違いということになります。
      ネオ磁石はお互いが強い引力でつながっているだけなので、少し力をいれて外し向きを変えて
      あげればよろしいかと思います。
      なおネオ磁石の向きはネジで固定するため凹んでいるのが上になります。
      電源を接続しても通常は電源OFF状態なので、浮上用磁石をホールセンサーの上に
      近づけるとLEDが点灯し通電状態となります。
      なお方位磁石で極性を調べたところ、S極ということがわかりました。
      つまり、方位磁石の赤が(N極)が引き寄せられました。
      ご質問の内容と違っているかもしれませんが参考にしてください。