Lévitation magnétique répulsive avec Arduino : circuit simple et guide DIY

Composants et fournitures

	Arduino UNO	×	1
	Résistance 1 kΩ	×	1
	Transistor BD241 (puissance moyenne)	×	1
	Capteur à effet Hall linéaire UGN3503	×	1
	Solénoïde RobotGeek Medium (ou ~200 spires fil émaillé 30AWG)	×	1
	Grand aimant toroïdal (haut-parleur, Ø 9-11 cm min)	×	1

Outils nécessaires

Fer à souder (générique)

Applications et services en ligne

Arduino IDE

À propos de ce projet

Il y a quelques années, j'ai tenté de réaliser un dispositif de lévitation magnétique répulsive, mais tous les circuits trouvés étaient complexes et difficiles à régler. Après plusieurs échecs, j'ai acheté un lévitateur commercial (photo), mais il est quasi impossible à reproduire soi-même.

Voici maintenant un lévitateur répulsif simple et réalisable en DIY, ne nécessitant que quelques composants en plus de l'Arduino :

• Transistor de puissance moyenne : BD241 (ou équivalent)
• Diode universelle 1N4001
• Résistance 1 kΩ
• Capteur à effet Hall UGN3503 (ou tout capteur Hall 5V ratiométrique)
• Aimant toroïdal d'ancien haut-parleur (diamètre 9 à 11 cm ou plus)
  Alternative : groupe d'aimants néodyme disposés en hexagone régulier (comme les dispositifs commerciaux)
• Solénoïde d'environ 200 spires de fil cuivre émaillé 30AWG (ici récupéré sur un tiroir-caisse)

Le circuit est très simple : Arduino alimenté en 5V, solénoïde piloté par le transistor en 12-20V, masse commune. La polarité des aimants et du solénoïde est indiquée sur le schéma.

Réglage : patience et temps requis — c'est là tout le plaisir ! Le capteur Hall doit être placé au-dessus du solénoïde, l'aimant à léviter au-dessus. Dans mon cas, le réglage consistait à déplacer l'aimant toroïdal haut/bas. Un réglage logiciel existe aussi : modifier la valeur set_point (première ligne du code) entre 200 et 350. La combinaison des deux réglages donne les meilleurs résultats.

Code

Fichier principal (Arduino)

int set_point = 250; // Réglage du point de consigne (200-350)
int sensorPin = A1;   // Capteur Hall sur A1
int output_pin = 2;   // Commande transistor sur pin 2
int sensorValue = 0;

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

void loop() {
  sensorValue = analogRead(sensorPin);
  // Serial.println(sensorValue); // Décommenter pour calibrer
  
  if (sensorValue <= set_point)
    digitalWrite(output_pin, LOW);  // Champ trop fort : coupe le solénoïde
  else
    digitalWrite(output_pin, HIGH); // Champ trop faible : active le solénoïde
}

Schémas