Um den Schwebekörper in Balance zu halten muss dessen Position bestimmt werden. Oft geschieht das mit einer Lichtschranke, eleganter aber ist der hier beschrittene Weg. Der Abstand des Körpers von der Magnetspule wird mit einem Magnetfeldsensor bestimmt. Dazu ist im Schwebekörper ein kleiner Magnet befestigt, der zudem die Anziehung der Magnetspule unterstützt. Die Schaltung ist so ausgelegt dass das Feld am Sensor konstant bleibt. Nähert sich der Körper und somit der Magnet der Spule steigt das Feld und der Spulestrom wird zurück geregelt, entfernt sich der Körper wird der Spulenstrom erhöht. Letztendlich bleibt die Magnetkraft der Spule auf den Magnet konstant und bei richtiger Einstellung wird das Gewicht des Körpers gerade kompensiert.

Die Ausgangsspannung des Hall Sensors SS945 wird in einem Operationsverstärker verstärkt und der Regelschaltung zugeführt. Die Ausgangsspannung der Regelstufe häng vom Hall-Signal und dem eingestellten Arbeitspunkt ab. Die Regelverstärkung und Zeitkonstante wird mit einem weiteren Poti eingestellt. Da die Magnetspule höhere Ströme von bis zu 300 mA benötigt wird ein Leitungsverstärker in die Regelschleife geschaltet. Der TDA 2040 ist zwar eigentlich für NF-Verstärker gedacht eignet sich aber auch gut als Gleichspannungsverstärker für Servozwecke. Wichtig ist die Beschaltung des Ausgangs mit der RC-Kombination (1 Ohm, 220 nF) um hochfrequente Schwingungen zu verhindern. Auch die beiden 100 nF Kondensatoren direkt an den Betriebsspannungsanschlüssen des IC's dienen diesem Zweck. Die Magnetspule wurde aus einem alten Ventil (12V) gewonnen. Der Kern ist eine M-10 Eisenschraube auf die am unteren Ende direkt der Hallsensor geklebt ist.

Als Schwebekörper wird ein kleiner Magnet aus einem Lautsprecher verwendet. Überden Magnet wurde ein Stück Schlauch geschoben so wird ein Kippen des Magnets verhindert. Natürlich kann ein attraktiverer Körper verwendet werden, z.B. kann man den Magnet in einen Tischtennisball einkleben. Die Einstellung der Elektronik ist schwierig, hat man aber den richtigen Arbeitspunkt gefunden schwebt der Magnet stundenlang und kleine Störungen werden gut ausgeregelt.

Literatur: Experimente mit Electric Guns