盗梦陀螺攻略3- 上拉式磁悬浮
由 动力老男孩 发表于 2010/12/27 00:13:41有了磁悬浮陀螺的念头，我没有直接开始做下推式，而是先做一个上拉式的练练手。这件事的经历说明：对一个新手来说，可以采用由浅入深，先易后难的策略；虽然总时间可能会更长一点，但是对增强信心，掌握经验很有帮助。（好吧，水木的Joker们看到这句话一定会想歪，色情猥琐男们请自觉面壁）
上拉式磁悬浮原理相当简单。先用万能的乐高颗粒搭一个架子，把绕好的线圈固定在上面。然后用钕铁硼强磁做一个浮子。小窍门来了，我们在线圈的上方放置一个大磁铁，一开始浮子会被吸在线圈下方，慢慢的向上抬大磁铁，到一定高度时，浮子吸不住了向下落。记住这个位置，把大磁铁固定在那里。这样的效果是：线圈里只要通一点电流，就可以吸住浮子，电流一断浮子就会下落。
线圈和浮子的安装
图中的浮子下面有个白色的东西，其实那不是什么秘诀，只是我用来标示上下的记号。大磁铁下面有好几个乐高齿轮，其实那都是调节高度用的，之所以用齿轮而不是用圆片倒是有原因的，因为我觉得比较酷 
电路方面，上拉式磁悬浮只需要一个传感器，但是我还是焊了双路的板子，这样和将来的下推式用同一块就可以。电路图还没时间学习怎么画，先用画笔凑合弄了个原理图，里面省略了一些细节，不过应该能看明白了。
上拉式磁悬浮原理图
请注意我的电路中用了两个电位器。其中电位器1是多圈电位器，作用是调节传感器输出范围。3503很灵敏，电流被放大以后，很容易就超出0到5V的测量范围，所以在需要一个精密的电位器，让输出范围尽量在5V以内。电位器2是用来调节浮子位置的，它是我们设置的“目标位置”。Arduino开发板的作用，就是调整线圈电流大小，从而控制浮子上下移动，最终让传感器的读数等于我们设定的目标值。实物的接线图请看：
接线图，貌似不太清楚
这个可能大点
代码就非常简单了，所有的代码只有下面这几行：
int readPin = 2; //用来连接输入
int i1Pin = 36; //连接电机驱动板的I1接口
int i2Pin = 37; //连接电机驱动板的I2接口
int powerPin = 8; //连接电机驱动板的EA接口
int adjustPin = 6;
boolean flag = true;
int power = 0;
int readValue = 0;
int adjustValue = 0;
void GetPowerValue()
{
power = readValue - adjustValue;
if(power < 0) power = 0;
if(power > 50) power = 50;
power = power * 16 / 10;
}
void setup()
{
pinMode(i1Pin, OUTPUT); //I1和I2都是数字信号
pinMode(i2Pin, OUTPUT); //通过设置I1和I2来控制电流方向
pinMode(powerPin, OUTPUT); //按占空比方式输出的模拟信号
digitalWrite(i1Pin, !flag);
digitalWrite(i2Pin, flag);
//Serial.begin(9600); //设置波特率
}
void loop()
{
//读取电位器和传感器的读数
readValue = analogRead(readPin);
//传感器的电压范围是220~580，所以调节电位器的范围可以稍作调整
adjustValue = analogRead(adjustPin) / 3 + 220;
GetPowerValue();
//Serial.println(readValue);
//Serial.println(adjustValue);
//Serial.println(power);
analogWrite(powerPin, power);
//delay(2000);
//delay(1);
}
代码虽然简单，但是在制作的过程中却走了很多弯路。这段代码的重点在于：
power = power * 16 / 10;
这个相当于是调整线圈电流的放大倍数，参数1.6如果小了则吸不住浮子，大了则无法稳定。程序中的16如果换成15或者17都不行的。因为这么一个小小的问题，我走了一星期的弯路。当时怀疑原理不对，在反复检查无果之后，已经跟圈妈提出放弃这个项目。幸好这时候得到了圈圈妈“严厉”的鼓励：遇到这么点困难就打退堂鼓，以后怎么做大事！从另一个角度说，当你想尽办法几乎绝望的时候，其实已经接近成功了，因为你已经排除了大部分错误。
果然第二天就解决了问题！后来在制作下推式的时候，类似的事情又一次发生，那次主要问题在于线圈绕的不行，而重做线圈是一个非常浩大的工程，同样也是在圈妈的鼓励下，终于下决心重新做一遍。在此向顽强的圈妈表示敬意（圈妈表示鸭梨不大，反正她不出力干活^_^ ）
这个实验最终的经验总结如下：
1，参数很重要！如果你的磁悬浮上下跳动的厉害，恭喜你，其实你已经接近成功了。
2，这个试验中的参数有效范围非常窄，跟程序也有关系，后面会介绍一种PID算法，可以扩大范围，更容易调节。
3，坚持，太累的时候放松一下，然后换个思路想想。
视频如下：
