Одного разу у мене виникла нав'язлива ідея підвісити предмет в повітрі за рахунок лише одного магнітного поля. І хоча теорема Ірншоу доводить, що, використовуючи тільки магніти неможливо утримати об'єкт в гравітаційному полі, за допомогою додаткових механізмів коригування така левітація можлива.
Звичайно, найпростіший в реалізації спосіб коригування - використання гіроскопічних сил. Але він не цікавий на увазі обмеженого часу висіння. Тому було вирішено використовувати для коригування датчики Холла, що визначають зміщення левітірующіе магніту від положення нестійкої рівноваги і електромагніти для повернення його в точку рівноваги.
Короткий гугленіе привело мене на форум радіокота, де, як виявилося, група ентузіастів активно обговорювала реалізацію подібних схем корекції. Я вирішив не винаходити велосипед і зібрати вже розроблену ними схему:
Принцип дії її простий. Коли левитирующий магніт зміщується від положення рівноваги, виникає зміна конфігурації магнітного поля, що приводить до виникнення різного напруги на виходах датчиків Холла (SS495A). Кожен датчик Холла видає сигнал на два диференційно включених операційних підсилювача (LM324), на прямий вхід одного і інвертується іншого. Напруга з ОУ йде на затвори mosfet транзисторів (IRF7389), керуючих струмом через електромагніти. В результаті електромагніти змінюють магнітне поле так, що левитирующий магніт повертається назад в точку нестійкої рівноваги. Тобто за фактом магніт не варто, а робить коливання поблизу точки рівноваги з великою частотою і малою амплітудою.
Малюнок плати я підгледів там же. Так що озброївшись текстолітів, лазерним принтером та термопрессом я приступив до її виготовлення:
