基于STM32制作的磁悬浮装置

1.产品简介

一个小型的磁悬浮装置。

采用下推式磁悬浮方式，使用STM32单片机作为主控，软件实现PID控制。

2.应用场景

1.    制作惊艳的磁悬浮装置，满足DIY的乐趣；

2.    学习STM32单片机、PWM、霍尔器件等数字电路、模拟电路知识；

3.    学习PID控制的实现和参数调整方法；

3.产品概述

主要面向DIY爱好者，提供一种简单的磁悬浮装置，具备以下特点：

1.    可以实现下推式磁悬浮，悬浮几克重的物体；

2.    采用数字式PID控制，相比于一般的模拟电路磁悬浮，电路更简单，更容易调试；

3.    输入电压范围宽，可用直流9~12V供电；

4.    成本低廉，所有元器件及印制板等，可控制在100元以内；

5.    可自动检测是否有悬浮磁铁，无磁铁时关闭控制信号，节省电源；

4.产品参数

1.    供电：使用9~12V直流电源，本项目默认9V，电流约500mA，对电压范围要求不高，单路供电；

2.    需外接一个处理器板，STM32F103CBT6最小系统板，运行软件程序；

3.    可悬浮几克重的小物品；

4.    制作成本：100元以内；

5.    PCB参数：100mm x 100mm 两层板设计 只有正面放器件

3D简介图：

使用连接图：

5.使用说明

1.    焊接好所有的元器件，注意四个电磁铁的安装，LL1和LL2一组，LL3和LL4一组，安装时，同组的需要对角放置；而且要注意安装时同名端相连；霍尔器件U5焊好后弯一下，侧面朝上；

2.    在图示的磁铁孔位上固定一圈小磁铁，用4个或者8个都行，与要悬浮的重量有关；

2.    如上图连接最小系统板和磁悬浮电路板，系统上电；

3.    使用keil5打开源代码工程，进入调试模式模式，检测AD1和AD2两个采样值，调节RP1和RP2，使得两个值都在512左右；

4.    拿住悬浮用的磁铁从上往下移动，当感觉重力被磁力抵消时，再向水平的X、Y方向移动，如果感觉有水平的阻力，那么就成功了一大半了，后面只需要微调参数即可；

5.    悬浮成功后，如果悬浮位置不在四个电磁铁的正中，可以微调RP1和RP2让其回到中心位置。

（附件有更详细的图文教程）

6.备注说明

本功能板包含硬件和软件，需要配合stm32最小系统使用。

附件包含：

1.    软件源代码，cubemx 和 keil5 创建的工程文件，C语言编写；

2.    本装置的元器件清单，以及推荐物料；

3.    详细的调试步骤说明。

 7.测试视频

演示磁悬浮功能：

目前这个装置使用的控制PWM波是2kHz，频率刚好在人的听觉范围内，运行时会有一点噪音，有兴趣的可以自行优化，比如把PWM频率调高到20kHz，但要注意PID的参数也要对应调整。