_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!

Думаю теперь когда все технические вопросы решены можно смело приступить к конструированию.

На практике есть 3 подхода к подобным устройствам.

Подход 1 создания неоднородности поля в корой благодаря особым свойствам объекта он находится в состоянии относительного покоя. Как пример мячик в вертикальной струе воды. Ну на фонтане. Или алюминиевая сковорода над индуктором.

Подход 2 использования однородного поля со стабилизацией объекта. например гироскопической

Подход 3 условно сумма 2х приведущих вариантов. те мы стабилизируем объект в поле путём динамического его изменения.

У нас я так понимаю используется 3 подход.
Теперь что называется ближе к телу.

По условию задачи магнитный поток у нас не замкнут. Мы имеем большой дисковый продольно намагниченный магнит.
Как выглядит его магнитное поле? Не трудно догадаться как. Если грубо то в виде цифры 8.
соответственно также выглядит и поле маленького дискового магнита.
Теперь опыт. Берем бальшой магнит кладём его на стол. берем маленький и аккуратно прикладываем его одноимённым полюсом сверху большого магнита. В результате взаимодействия их магнитных полей создаётся сила которая противодействует попытке сближения. (ну это всем известно). Но стоит убрать руку как магнит переворачивается. В случае редкоземельных намертво приклеиваться
Почему? Задают себе вопрос экспериментаторы. Если бы представить себе правильно поле то вопросы отпали бы сами по себе. Представьте что вы пытаетесь установить 2 шара один над другим. Шары обработаны с высокой точностью. Один маленький равный диаметром диаметру маленького магнита. И большой равный диаметру большого магнита.
Теперь задача уже проще как поставить два шара один на другой.
Самый простой вариант сделать в большом шаре выемку и установить в эту выемку маленький шар.
Как сделать выемку в магнитном поле?
Логично предположить что магнитное поле как любое другой может менять свою плотность. Как изменить плотность поля. Рассеять его либо его сжать. Те внести в него неоднородность. В нашем случае с помощью электромагнита.
Ставим на поверхность большого магнита по центру электромагнит. Прочно закрепляем. создаём магнитное поле направленное в противоположную сторону от создаваемого большим магнитом. Теперь мы имеем условно конфигурацию поля похожую на горизонтально лежанию цифру восемь. теперь если мы положим над поверхностью большого магнита по центру маленький одноимёнными полюсами маленький магнит то он зависнет над поверхностью большого магнита на определённой высоте.

Простите попытался объяснить максимально просто теорию как это делается

_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!

Тоже подтверждаю сей факт, по константам интегральной и дифференциальной составляющих, точно просчитать их невозможно. Многократно был свидетелем, когда просчитанные и проверенные на стенде константы и близко не подходили при эксплуатации в реальных условиях. В последнее время их идеальность не посчитывают, а устанавливают по месту при испытаниях отдельно для каждого агрегата. Так как множество различных факторов вносят свои коррективы.

Да, в теории всё просто, а на практике …

Пришли "пациенты":
IMG_7385-.jpg [ 50.65 КБ | Просмотров: 10915 ]
Характеристики:
1 15 x 5 N42 Вес: 6.7г Сила: 4.5кг
2 15 x 3 N42 Вес: 4г Сила: 3кг
3 15 x 1.5 N42 Вес: 2г Сила: 1.6кг
4 12.5x12.5 x 2 N42 Вес: 2.2г Сила: 1.8кг

Опробовал датчик Холла (ДХ). Впринципе, ведет себя адекватно, похоже на заявленную характеристику (пробовал на 5В)
sshot-3.png [ 21.19 КБ | Просмотров: 10915 ]
Комментарий к файлу: Даташит датчика Холла
SS49.pdf [83.99 КБ]
Скачиваний: 725

Начал щупать магнит №2. При перемещении магнита вертикально вниз, ДХ начинает реагировать (изменение напряжения на 0.01в) примерно с 40 мм (он реагирует и раньше, но думаю с тысячными лучше не связываться). напряжение меняется от 2.1В (без магнита) до 0.8В (магнит лежит на ДХ). При горизонтальном смещении оптимальная высота 20 мм, при этом напряжение при соосном с ДХ магнитом 1.8В при смещении на 15мм (диаметр магнита) в сторону доходит до 2В.

Походу придется ставить операционные усилители, а так хотелось напрямую прицепить ДХ к АЦП микроконтроллера ...

Ну сила кажется измеряется в Ньютонах.
А что имеется в виду под словом сила в описании магнитов.?

Датчики хола ИМХО не совсем такие как надо.
Сигнал всё-равно нужно усиливать. Но если выход 1 то сигнал будет сильно плыть от температуры и напряжения питания. Тут нужен датчик с диф выходом. Легко согласуется с ОУ. И проблема исчезнет.
Да очень показательный график номер 1.

_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!

Я имел в виду не 2 датчика хола. А использования датчика с 2 выводами без внутреннего усилителя. Ваши датчики имеет уже усилитель на борту.
По поводу 2х полярного питания оно не нужно. (если бы комп не сломался я бы нарисовал схему )
ОУ смотрите в сторону LM358. Питаете ОУ от 5В. максимальное напряжение на выходе что-то около 4,4-4,7В.
подключать так. датчик хола питание через резистор в 300 ом на землю и к ноге питание-. От ноги питание + через 300ом к +5В. Вполне достаточно. Выходы правый и левый к входам ОУ + и - через резисторы и резистор обратной связи с выхода на - ОУ. Соответственно номиналы резисторов выбираются исходя из необходимого усиления. (фича если нужна термостабильность можно запитать датчик хола через стабилизатор тока LM324 целы 4 ОУ )
Даю наводку откуда извлечь нужные датчики. Это импульсные двигатели из FDD и в приводе шпинделя СD-DVD. Но сейчас часто попадаются коллекторные. Совсем китайцы оборзели.

Что-бы вам понять как это сделать необходимо оценить потребный магнитный поток проходящий через площадь маленького магнита. для компенсации его веса. Те если разобраться в вопросе те при взаимодействии 2х магнитов магнитное поле как-бы выталкивается. Тут классическая задача взаимодействия 2х магнитных полей.

Давайте сделаем конструкцию такого вида. Большой магнит сверху маленький. а по окружности маленького 4 электромагнита. Задачи этих электромагнитов не дать соскользнуть маленькому магниту из центра большого магнита. ММ (далие маленький магнит) не как не упадёт на поверхность БМ (далие большой магнит). Он может лишь соскочить и примагнитится ребром. Вот и вся идея. мы лишь двигаем ММ и не даём ему соскочить с большого. А висит он сам из-за взаимодействия с БМ.
Не знаю как понятние объяснить.

_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!

Вот я и говорю что нужен точный расчёт.
И физику её не обманешь.
Давайте попытаемся это сделать
Нужно замкнуть магнитный поток от управляющих электромагнитов. А в зазоре повесить ММ.
Нужно замкнуть поток от БМ и в зазоре повесить ММ. Да действительно система очень чувствительна. Но в состоянии баланса управляющие воздействия минимальны. А для сильных воздействий энергию можно и накопить. У нас же ШИМ. Берём конденсатор. И разряжаем на обмотку. (только осторожно взрыв проводника ещё никто не отменял). Ещё момент мы физически не должны дать ММ прилипнуть к БМ и ЭМ те нужно их отгородить например пластиком.

Про питания током. Стабилизированный источник тока на 1 транзисторе ОУ и ИОН. При постоянном токе питания меньше температурная зависимость чувствительности. И от одного источника можно запитать все датчики последовательно.

В своё время заставлял летать алюминивые пластины в индукторе. Но там другой принцип и управление не надо.

По своей сути это та же задача о перевёрнутом маятнике.

Попробуйте подвесить ММ над БМ на верёвочке.
Сделайте так что-бы управляющая система пыталась удержать ММ в центре. потом верёвочка отпускается и ММ весит над БМ между ЭМ. (силовые линии от ЭМ перпендикулярны силовым линиям от БМ )
Про повторяемость я бы не беспокоился. Она и так не слишком высока

_________________
Чтобы получить правильные ответы, надо задавать правильные вопросы!