■ 磁懸浮地球儀

手邊有一個從朋友那兒得到的磁懸浮地球儀，已經壞掉了，通電后不再工作。

拆開看看其中的組成，探究一下是否可以利用它的一些完好的組件形成其它可以試驗的平臺。

底座上的鐵殼通過六顆螺絲釘進行固定。拆開之后便顯露出其中主要的電路和連接線了。

作為磁懸浮地球儀的核心部件就是頂部的電磁鐵和HALL傳感器了。通過其中的兩顆螺絲釘打開頂部的鐵殼，可以顯露出主要的電磁鐵和底部槽內的HALL傳感器。

HALL傳感器由于封膠在底部，具體的型號無法得知。

其中的電路板基本上就打算拋棄，只留下頂部的電磁鐵和整個框架，留作以后的實驗平臺用。

01改造

1.引出頂部磁鐵和傳感器

將頂部兩個組件（電磁鐵繞組，HALL器件）的引腳引出。它們的順序如下圖所示：

外引出的5芯接頭的功能定義：

重新將它們安裝好，留作之后的實驗使用。

02底座部件

下面對于底部的一些電子部件進行分析。

1.底座托臺上的線圈

令人驚奇的是，在原來的地球儀的底座下面還有一些線圈和電路板。他們的布局如下圖所示。

在水平線圈上還固定有一個一LM358（雙運放）為核心的小板。其中只有一個電解電容，其它的都是電阻外圍器件。估計是產生多諧振蕩電路，驅動線圈產生振蕩磁場。

具體電路就不在這兒進行分析了。具體電路波形可以通過加電測量進行分析。

2.觸摸調光和無線發(fā)送板

在底座上還有一款電路板，上面就集成了兩個芯片：

• 8GL8022S：SGL8022WS^[1] 是一款單通道直流LED調光出觸摸芯片。

• XKT-510：XKT-510^[2] 則是一款無線電能發(fā)送芯片。只需要配合極少的外部元器件，就可以做成高可靠的無線快速充電器。

通過以上兩個芯片的功能，可以猜測底部應該可以通過底座上的線圈給地球儀內部的LED供電使其發(fā)光。為了解開這個謎底，于是試圖打開這個地球儀一探究竟。

誰成想地球儀固定的還是比較結實，如果不破壞它很難將其打開。為了不損壞這個漂亮的地球儀，就忍氣吞聲，放棄打開它的念頭。

這樣底座上的兩組線圈的作用就應該都清楚了。大型圓環(huán)線圈是給地球儀內部LED發(fā)送無線電能的。水平線圈應該是驅動懸浮地球儀旋轉的電磁鐵。

水平的電磁鐵有兩個獨立的線圈組成。這一點設計有點意思。使用手持的LCR可以測量這兩組線圈的參數為：

線圈1: 電阻 ：205.4Ω；電感：60.9mH

線圈2： 電阻：221.7Ω；電感：63.7mH

加電后，LM358與兩個線圈組成的電路在振蕩。

可以猜測，這兩個線圈是用來推動地球儀來旋轉的。那么在原來的地球儀的下面應該有一個水平方向的磁場，與底座內的這個線圈相互作用從而推動地球儀轉動。

由于剛才打不開地球儀，則使用一個強磁鐵放在地球儀的南極，可以驗證南極的磁力線的存在以及大體的方位。

3. 吸附電磁鐵信號處理和驅動板

控制磁懸浮的電路板是由底座上另外一塊獨立的電路板組成。它連接有吸附電磁鐵線圈、HALL傳感器以及外部12V電源等。

在底座的信號和驅動板上有三個 D882（NPN）^[3] 和兩個 B772(PNP) 中功率三極管。它們形成互補的功率輸出，電流最大可以允許3A。

它們應該組成橋電路形成推挽輸出，驅動頂部的電磁鐵線圈。

在驅動板上還有三片IC芯片，有兩片LM324 和一片 FET4066，它們應該組成磁懸浮控制功能的信號處理部分。

※ 總結

通過分析可以知道，這款磁懸浮地球儀應該由三個基本獨立電路部分組成：

• 磁懸浮電路
• 觸摸調光和無線電能傳送電路
• 地球儀旋轉驅動電路

這三個電路均采用模擬電路，或者專用IC構建，沒有使用MCU參與設計。這些獨立電路相互協(xié)同，完成磁懸浮地球儀的懸浮、旋轉和發(fā)光的控制功能。

好吧，現在所能夠留下可將來應用的：

• 電磁、HALL以及框架，用在將來的非線性控制演示實驗；

• 完整的漂亮地球儀；說不定哪一天就將它拆解了；

• 經過分析所認識到的一些新器件：觸摸調光芯片、無線充送芯片、中功率晶體管等。