Levitação Magnética Repulsiva com Arduino: Circuito Simples e Guia DIY

Componentes e materiais

	Arduino UNO	×	1
	Resistor 1k ohm	×	1
	Transistor BD241	×	1
	Sensor de efeito Hall linear UGN3503	×	1
	Solenoide RobotGeek Médio	×	1
	Ímã de alto-falante grande (torus)	×	1

Ferramentas necessárias

Ferro de solda (genérico)

Aplicativos e serviços online

Arduino IDE

Sobre este projeto

Há alguns anos, tentei fazer um dispositivo de levitação magnética repulsiva, mas todos os circuitos que tinha eram complexos e o ajuste era muito difícil.

Após várias tentativas malsucedidas e semi-bem-sucedidas, comprei o levitador que você vê na imagem, mas é quase impossível fazê-lo em casa (DIY).

Agora apresento um levitador repulsivo que, além da placa Arduino, contém apenas alguns componentes adicionais e é muito fácil para DIY:

• Qualquer transistor de média potência: no meu caso BD241
• Diodo universal 1N4001
• Resistor 1 kΩ
• Sensor de efeito Hall UGN3503 (pode usar qualquer sensor Hall 5V RATIOMÉTRICO)
• Ímã toroidal de alto-falante antigo (diâmetro de 9cm a 11cm ou mais)
• Em vez do grande ímã toroidal, pode-se usar grupos de pequenos ímãs de neodímio dispostos como hexágono regular, como em dispositivos comerciais
• Solenoide com cerca de 200 espiras de fio de cobre esmaltado 30AWG. Neste caso, usei um solenoide retirado de gaveta de caixa registradora antiga

O circuito é muito simples e apresentado na imagem abaixo. O Arduino é alimentado por padrão com 5V e o solenoide via transistor com 12V-20V. Ambos têm terra comum. A polaridade dos ímãs e do solenoide é mostrada na figura. Para ajuste, você precisará de um pouco de paciência e tempo, e na verdade há prazer em fazer o dispositivo. O sensor Hall deve ficar no topo, acima do solenoide. Acima dele é colocado o ímã que deve flutuar. No meu caso, o ajuste foi mover o ímã toroidal para cima e para baixo. Além do hardware, há também um ajuste no código alterando o valor da primeira linha, que pode variar de 200 a 350. Com a combinação desses dois ajustes, obtemos os melhores resultados.

Código

Arquivo sem título

int set_point = 250; // configuração
int sensorPin = A1;
int output_pin = 2;
int sensorValue = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(output_pin, OUTPUT);
}

void loop() {
  sensorValue = analogRead(sensorPin);
  // Serial.println(sensorValue);
  if (sensorValue <= set_point)
    digitalWrite(output_pin, LOW);
  else
    digitalWrite(output_pin, HIGH);
}

Esquemáticos