磁悬浮·贺岁金蛇

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[B站视频--功能演示及制作教程]

项目简介

本项目是基于stm32单片机的磁悬浮创意摆件，具有悬浮和新年贺岁的功能，极具观赏性。

项目功能

本设计是一个蛇年贺岁创意磁悬浮摆件，摆件是一个3D打印的金色拜年蛇模型，磁悬浮装置是基于stm32f103c8t6单片机设计的，采用霍尔传感器检测悬浮金蛇的位置，通过驱动四个线圈，使悬浮的金蛇保持稳定，为贺岁金蛇摆件增添节日氛围；

项目参数

• 本设计采用L298电机驱动芯片，具有大电流驱动能力，可以稳定驱动4个线圈，考虑到封装大小因素，选择了贴片的；
• 本设计采用LM358双运算放大器，内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，用于检测x、y轴上的磁性变化；
• 选用49E线性霍尔效应传感器，其输出信号电平决定于施加在器件敏感面的磁场强度，随磁场强度成比例地变化；

原理解析（硬件说明）

本项目由以下部分组成，电源部分、主控部分、线圈驱动部分、磁性感应部分，本项目主要是通过线性霍尔效应传感器检测悬浮物体位置变化，使用PID算法驱动线圈产生电磁，使悬浮物体保持稳定的悬浮在上方。

1--电源电路：
采用DC-005-2.0接口作为供电接口，12V电源输入；使用2个AMS1117芯片，分别转换为5V和3.3V；5V用于给放大电路供电，3.3V用于给单片机供电。

2--霍尔传感器放大电路：
采用2个线性霍尔传感器采集浮子位置变化，由于线性霍尔传感器输出信号电压较小只有几毫伏，LM358是一个双路运算放大器，将放大后的信号输入到单片机PA4，PA5端口。

3--4个线圈驱动电路：
充当电磁铁的4个线圈电气特性和马达电机相似，可以采用电机经典驱动方案--L298芯片驱动，经典电路好在成熟稳定，有现成的电路参考

4--STM32最小系统电路：

软件代码

见附件部分

注意事项

• 悬浮磁铁是极易破碎物品，调试过程容易吸在一块导致破碎
• 线圈工作时会发热，要将悬浮物调试在正中间，减少发热
• 3D打印摆件设计时要考虑重量和重心，悬浮物体载重有限

实物图

图1：悬浮底座部分

图2：悬浮的吉祥物