[Nguyn Tin Hựng - Trn Vn Ninh] K44KT TNUT Page 1
1
[Thit K H Thng m T Trng] - GVHD: Báo Cáo Đồ án Điện Tử ĐIện Hình
Thiết kế hệ thống đệm từ trờng

GVHD: TS.NGYÊN DUY CƯƠNG

SVTH: 1: Nguyễn Tiến Hùng:
01689948823 ()
2: Trần Văn Ninh:
0936595818 () Mục tiêu của đồ án:
1: Tìm hiểu đợc nguyên lý hoạt động của đệm từ trờng.
Nó đang đợc ứng dụng ở đâu, u nhợc điểm của hệ thống đệm từ trờng,
hớng phát triển trong tơng lai.
2: Thiết kế đợc một hệ thống đệm từ trờng nhỏ, phục
vụ cho thí nghiệm, kiểm chứng lại lý thuyết đã tìm hiểu.
3: Hớng phát triển cho tơng lai.

Lỳc ny ta iu chnh lc hỳt
ca nam chõm in, sao cho
nam chõm vnh cu l lng
v trớ m ta mun nú nm ti
ú.
Với phơng pháp trên ta có
thể giữ cho một vật nào đó mà
ta gắn vào Nam châm vĩnh
cửu lơ lửng trên không. Mà
không cần phải giữ. [Nguyn Tin Hựng - Trn Vn Ninh] K44KT TNUT Page 3

Ta cho Nam châm điện và
Nam châm vĩnh cửu tơng
tác với nhau.
[Nguyn Tin Hựng - Trn Vn Ninh] K44KT TNUT Page 4
4
[Thit K H Thng m T Trng] - GVHD:
Sau Khi hoàn thiện và trang trí
thêm ta có đợc hệ thống nh bên.
Khối Nam Châm Điện + Sensor
đặt trên cùng có tác dụng tạo
lực hút và xác định vị trí của
nam châm vĩnh cửu.
Nam châm vĩnh cửu đợc gắn
trực tiếp vào vật cần Lơ Lửng.
Mạch điều khiển cho toàn bộ

muốn.

[Nguyn Tin Hựng - Trn Vn Ninh] K44KT TNUT Page 5
5
[Thit K H Thng m T Trng] - GVHD:

III.1: Dựa trên báo cáo khoa học của Ph.D James Cicon
(1)

(BUILD A MAGNETIC BALL LEVITATOR - 1996)

Trong báo cáo đó Tiến Sĩ James Cicon có đa ra một hệ thống kín
sử dụng PID để điều khiển cho Nam châm điện, sử dụng phản hồi
nhờ cảm biến IR.

Với sơ đồ cấu trúc nh trên có thể giải thích về nguyên lý hoạt
động nh sau.

Khối Control Input Ta đặt tín hiệu điều khiển, lợng đặt
tại khối này.
Khối PID có tác dụng đa ra tín hiệu điều khiển cho
Actuator Thiết bị chấp hình (ở đây là Nam Châm điện), và
nhận tín hiệu sai lệch phản hồi về từ Sensor điều chỉnh sao
cho đầu ra tiến đến lợng đặt.
Khối Actuator Là Nam Châm Điện khối này có tác dụng
tạo ra từ trờng, tạo ra một lực hút tác động vào Nam Châm
vĩnh cửu giúp cho Nam Châm vĩnh cửu giữ đợc vị trí mong
muốn.
Khối Sensor ở thiết kế của Ph.D James Cicon Ông dùng
một cặp thu phát tín hiệu hồng ngoại để phát hiện Vị trí của

Cứ tiếp tục nh thế Nam Châm vĩnh cửu sẽ cân bằng tại vị
trí ta cần đặt và ổn định tại đó, kéo theo vật cần Lơ Lửng
cũng Lơ Lửng theo.

[Nguyn Tin Hựng - Trn Vn Ninh] K44KT TNUT Page 7
7
[Thit K H Thng m T Trng] - GVHD:

III.2: Thiết kế mạch điện tử làm việc theo sơ đồ hệ thống trên.
III.2.1: Mạch Nguyên Lý:

Mạch gồm các khối sau:
- Khối Nguồn:
o Điện áp từ biến áp đc đa qua bộ chỉnh lu cầu để chuyển
thành điện áp một chiều, và đc lọc bằng 2 tụ điện cho điện áp
bằng phẳng hơn và loại thành phần bặc cao đi. Tại đây ta đợc
điện áp 30VDC.
o 30VDC đa vào IC LM7812 đầu ra ta nhận đc điện áp 12VAC
ổn áp để đa vào Sensor.
- Khối PID:
o Ta sử dụng IC LM358 (Gồm 2 IC khuếch đại thật toán và
không cần sử dụng nguồn đối xứng)
o Ta kết nối tụ điện, điện trở, biến trở để đợc mạch PID.
- Khối Khuếch đại + Cách ly tín hiệu điều khiển với mạch lực:
o Ta sử dụng IRF540 để khuếch đại, đóng cắt, cách ly giữa mạch
điều khiển và mạch lực.
- Khối Sensor:
o Ta sử dụng Sensor A3121 Hall-Effect Sensor. IC này hoạt động
dựa vào từ trờng, khi có từ trờng của nam châm vĩnh cửu tác
động vào Sensor thì đầu ra Out sẽ xuất một tín hiệu dơng đến

đợc tốt hơn so với tầu bánh xe thông thờng. [Nguyễn Tiến Hùng - Trần Văn Ninh] – K44KĐT – TNUT Page 10
10
[Thiết Kế Hệ Thống Đệm Từ Trường] - GVHD: Tµi LiÖu Tham Kh¶o:

(1)

(2) Build a Magnetic Ball Levitator – Ph.D James Cicon – 1996

(3) o/levitation/home.htm

(4) />nghe-dem-tu-truong-moi/201212/155887.vgp