磁気浮上装置

　　プリント基板から回路図を起こす

　プリント基板は両面基盤となっていましたので、回路図ソフトBSch3V を使って、部品配置図を作り、 その部品配置図に表面のプリント配線を実線で書き込み、その図をミラー操作してひっくり返して 裏面の配線図を破線で書き込みました。
　以下がその部品配置図です。

＊基盤Ａ


＊基盤Ｂ

この部品配置図から回路図を作成しました。

＊基盤Ａ回路図

＊基盤Ｂ回路図

　　回路図から理解できたこと

（１）基盤Ａ回路図から
　①回路図中央上部の回路が下図のようになっています。

　電源＋１２Ｖを入れると、＋５Ｖ定電圧素子78LO5からホールセンサーＨ３(3503)へ電圧が 供給されます。
　このままの状態では、ホールセンサーＨ３の出力はありませんので、パワートランジスタ Ｑ５はOFFのままで他の回路に電圧は供給されません。
　フロート磁石が、ホールセンサーＨ３の上部に来るとセンサーから出力があり、コンパレータ LM393が働きパワートランジスタＱ５がONになって他の回路に電圧が供給されます。
　つまり、電源＋１２Ｖを入れても他の回路に電圧は供給されず、フロート磁石が装置の上に 来た時に初めて他の回路に電圧が供給されるようになっています。その時青色のLEDが点灯します。

　②パワートランジスタＱ５のコレクタから、電磁コイル駆動用のパワートランジスタと オペアンプ用電源が供給されています。
　それにコネクタJP2にある＋電源として、R18(180Ω)を通してシャントレギュレータTL431の 定電圧回路＋５Ｖに供給されています。


（２）基盤Ｂ回路図から
　①基盤の周りに接続する８個のLEDは梱包されていませんでしたので、使いませんでした。
別途購入して使用する場合にはジャンパーピンＪＰ３の１と２を接続します。

　②Ｌ型ジャンパーピンJP5とJP6は接続ピンで接続することを忘れえないようにします。 そうでないとコイルに接続されません。

　　基板Ａの組み立て

（１）抵抗
　抵抗値が5線表示なので注意が必要です。下図が抵抗を半田付けした図です。

（２）電解コンデンサ、定電圧素子78L05、シャントレギュレータTL431、ダイオード4148、 OPアンプLM324の向きに注意します。

（３）電源用LEDは図の赤丸の部分ですが、直方体の形のものが梱包されていました。足の長い方が＋です。

　完成後、フロート磁石を装置の上に持ってくると電源が入り青色に点灯します。

（４）パワートランジスタB772、D882は足を90度に折り曲げて、プリント面に印刷されたとおりにB772、 D882を取付、半田付けします。

（５）ピンソケットを４か所半田付けします。

（６）多回転半固定ボリュームも足を90度に折り曲げて半田付けします。

（７）基板Ａの部品配置の完成図です。

　　基板Ｂの組み立て

（１）ホール素子３個の高さ確認のため、Ｃの位置に電磁コイルを裏側からネジで固定します。

（２）固定後、コイルの中央から出ているエナメル線をＣ１へ、コイルの外側から出ている エナメル線をＣ２へ半田付けします。（基板に印刷されている赤丸の所の白いラインを確認）

（３）ホール素子１個を図のように、３本の足を記号表記側の反対側に90度折り曲げます。

（４）足を90度折り曲げたホール素子を図のように記号表記面が電磁コイルの高さと同じに なるようにＨ３の位置に半田付けします。

（５）残り２つのホール素子を、記号表記面の中央が電磁コイルの高さの中央になるように 高さを調整しＨ１、Ｈ２の位置に記号表記面が内側になるように半田付けします。

（６）残りの3つの電磁コイルを上記と同様に固定しエナメル線を半田付けします。

（７）磁石を図のようにネジで固定します。8か所あります。

（８）ピンヘッダ５ピン１か所(JP1)、４ピン１か所(JP2)、３ピン１か所(JP3)、２ピン ２か所(JP4,JP5)、Ｌ型２ピン２か所(JP6,JP7)、を半田付けします。
　その際、ピンヘッダJP1、JP2、JP4、JP5 は、基板Ａのピンソケットに挿入しますので、 裏側から取り付けて半田付けします。
　傾けて半田付けしないように注意してください。

（９）ピンヘッダJP3は、８個のLEDを使用するときに使います。

（10）Ｌ型２ピン２か所(JP6,JP7)に図の赤丸のように接続ピンを差し込んでおきます。

これで基板Ｂの完成です。

　　調整

　フロート磁石の動きが固定するように、多回転半固定ボリュームRP1、RP2を調整します。 その際、フロート磁石が装置の上に来ないと電源が入りません。
　それだと面倒なので、フロート磁石が無くてもホール素子Ｈ１とＨ２に電源＋５Ｖが行くように、 ＪＰ１からＪＰ２に＋５Ｖを供給して調整します。

（１）そのため調整用のリード線を次のように取り付けます。
　①基板Ａの裏側で、ＪＰ１から+5VとGNDにリード線を半田付けし、リード線の反対側にコネクタ用 ハウジングを接続します。

コネクタ用ハウジング１

　②同様に、基板Ａの裏側で、ＪＰ２から＋端子と－端子 にリード線を半田付けし、リード線の反対側に コネクタ用ハウジングを接続します。

コネクタ用ハウジング２

　③基板Ｂの表側で、ＪＰ２からＨ１と－端子とＨ２ にリード線を半田付けし、リード線の反対側に コネクタ用ハウジングを接続します。

コネクタ用ハウジング３

　④基板Ａの裏側で、２か所の多回転半固定ボリュームの真ん中の端子にリード線を半田付けし、 リード線の反対側にコネクタ用ハウジングを接続します。

コネクタ用ハウジング４（２か所用）

　⑤半田付けされたリード線は半田付け箇所に、折れて切断しないようにグルーガンで 固めておきます。


（２）調整用のリード線の準備ができましたら、基板ＢのピンヘッダJP1、JP2、JP4、JP5を基板Ａの ソケットに差し込み次のように調整します。
　①コネクタ用ハウジング１とコネクタ用ハウジング２をブレッドボード用のジャンパーピン （オス―オス）で接続します。赤線と赤線を接続し、黒線と黒線を接続します。

　②電源プラグを接続します。

　③コネクタ用ハウジング３から、ホール素子Ｈ１とＨ２のオフセット電圧（磁石が近くにない 場合の出力電圧）を測定し記録します。
　　だいたい2.5Vぐらいです。

　④コネクタ用ハウジング４を使って、多回転半固定ボリュームPR１の電圧がホール素子Ｈ１の オフセット電圧と同じになるようにつまみを回転して調整します。

　⑤同様に、コネクタ用ハウジング４を使って、多回転半固定ボリュームPR２の電圧がホール素子Ｈ２の オフセット電圧と同じになるようにつまみを回転して調整します。

　⑥調整が終了したら、コネクタ用ハウジングに接続したジャンパーピン等は全て外します。

　これで調整が完了です。

　　フロート磁石を浮かせる。

　フロート磁石を両手で持って、装置の上に持っていくと電源用のLEDが点灯し、フロート磁石が 前後左右に振られるようになると思いますが、止まる点を探して、そっと両手を離してください。
　以下の図のようにフロート磁石がとどまります。感激ですね！！

調整が必要な場合は、再度調整してください。

　　ケースを作成

　以下のような磁気浮上装置を入れるケースを作成しました。８個のパワートランジスタが熱を発するので ケースにファンを取り付けています。



フロート磁石にいろいろなものを乗せてみました。地球儀を乗せようとしましたが重すぎてダメでした。