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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schwebende Kugel


Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo zusammen,

Ich möchte als nächstes Bastelprojekt eine "schwebende Kugel" bauen.
Im Anhang habe ich das Prizip abgebildet. Eine Kugel wird von einem 
Elektromagneten angezogen

Kugel zu hoch --> wenig Schatten auf Solarzelle --> Weniger Strom durch 
Elektromagnet --> Kugel sinkt tiefer.

Kugel zu tief -->viel Schatten auf Solarzelle --> Mehr Strom durch 
Elektromagnet --> Kugel steigt.

Das Ganze pendelt sich dann auf einer bestimmten Höhe ein und die Kugel 
schwebt. Die µC-Technik und die Treibertechnik sind kein Problem. Die 
Teile habe ich alle da. Meine Frage ist nun welchen Elektromagneten 
nehmen?
Der Magnet müsste so gebaut sein, dass seine magn. Feldlinien möglichst 
weit in den Raum hineinreichen (Es bringt nichts, wenn die Magnetkraft 
nahe am Magneten sehr stark ist, dafür aber sehr schnell abfällt wenn 
man sich entfernt.)

-Selberbauen? Wenn ja welchen Eisenkern/ Form haltet ihr für die 
richtige Wahl?

Grüße
geo

Autor: Christian (Gast)
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mal abgesehen von deinen Fragen, die ich dir leider auch nicht 
beantworten kann, mal noch ne bemerkung zur Solarzelle:

Diese "Messung" dürfte nur eine schlechte Genauigkeit bringen... besser 
ists wohl mit 3 Fotodioden o.Ä.

Christian

Autor: Ja mann (Gast)
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>Es bringt nichts, wenn die Magnetkraft nahe am Magneten sehr stark ist, >dafür 
aber sehr schnell abfällt wenn man sich entfernt.

Hmm, du willst tatsächlich die Naturgesetze überwinden ?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Es kommt nicht auf Genauigkeit an, sondern auf Kontinuität. Eine 
Photodiode hat viel weniger Fläche und reagiert zu aprupt. Die Funktion 
der Solarzellenspannung in Abhängigkeit von der Kugelposition kann ich 
ja vermessen. Die Idee mit der Solarzelle hatte schon ein ehem. 
Regelungstechnikprof (oder einer seiner Studenten ich weiß nicht mehr). 
Der Anblick der schwebenden Kugel hat mich so fasziniert, dass ich nun 
selber so etwas bauen will.

@ Ja mann - klar das ganze geht quadratisch. Aber es kommt eben noch auf 
den Feldlinienverlauf an ;) Das das Magnetfeld immer schnell absinkt ist 
mir auch klar ;))

Autor: 3357 (Gast)
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Duch die geometrische Ausgestaltung der Polschuhe hat man in der Tat 
einigen Spielraum, Ein Tonkopf eines Bandlaufgeraetes hat das Feld auf 
ein paar um konzentriert. Also...

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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>Die µC-Technik und die Treibertechnik sind kein Problem.

Sowas geht mitm Fotowiderstand und einem (Darlington)Transistor.
Das stand schom im "ElJaBu 88".
Habs mal eingescannt. (schon wieder 20Jahre her)
Zeitgemäß wäre natürlich die Umsetzung eines PID-Reglers im µC ;-))

Viel Erfolg
Axelr.

Autor: Paul Baumann (Gast)
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@Axel
Diese Schaltung habe ich seinerzeit für einen "Zauberer" gebaut. Der 
Effekt
hat die Leute schwer beeindruckt.

MfG Paul

Autor: Dr. G. Reed (Gast)
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Ja, das geht erstaunlich  einfach z.B. auch mit einem Opamp als Regler 
und einem Fototransistor, das haben wir vor 20 Jahren in der Ausbildung 
gebaut.


Recht schön sind damit auch leere Spraydosen aus Blech geschwebt, die 
konnte man in Drehung versetzen und die haben sich dann ziemlich lange 
gedreht...

Heutzutage kann man die Regelung natürlich auch mit einem uC machen.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Klasse :)))

Wie habt ihr denn den Elektromagneten realisiert?

Grüße

Autor: Roland Praml (pram)
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Wir haben sowas auch mal in der Schule gebaut.

Der Magnet bestand aus einem ungebauten Trafo (El-Kern 
auseinandergenommen und nur noch die E's eingesetzt)

Also Wegmesser diente ein Phototransistor, welcher im Brennpunkt einer 
Linse war.

Dahinter war ein diskret aufgebauter PID-Regler und eine stromgeregelte 
Endstufe mit 2x 2N3055

Die Schaltung hatten wir damals übrigens aus einer Elektor.

Gruß
Roland

Autor: Thilo M. (Gast)
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Meinst du die Art.-Nr. 671157 vom blauen 'C'?

Autor: Jochen Müller (taschenbuch)
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>>Hmm, du willst tatsächlich die Naturgesetze überwinden ?

Nö, tut er ja nicht.
Er setzt einer Kraft eine andere entgegen und versucht beide in der 
Waage zu halten. Alles im Rahmen der Naturgesetze...

Jochen Müller

Autor: Erik S. (erik_s)
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Bei der Sache mit den Naturgesetzen ging es um diese Aussage:

>Es bringt nichts, wenn die Magnetkraft
> nahe am Magneten sehr stark ist, dafür aber sehr schnell abfällt wenn
> man sich entfernt.)

Autor: ope (Gast)
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Schau mal im INET nach aktiven Magnetlagern. In den Papers/Diss. gibt's 
in den Einführungsteilen genau diesen Klassiker.

Prinzipiell gilt:
Fmag  ~ i^2 / sL^2

mit i = Strom durch Magnet und sL den magn. Luftspalt (in der Regel 
identisch mit dem mechanischen).

Olaf

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@Roland,

Das mit dem Trafo hört sich interessant an. Weißt du noch die 
Stromaufnahme von dem Teil? Welche Kräfte hat das Ding denn entwickelt? 
Strombedarf ist bei mir nicht so kritisch. Es dürfen durchaus 5-10 A 
oder so sein (Ich will ja durchaus dicke Gegenstände schweben lassen). 
Ich nutze PWM (mit BUZ11), da ist das Problem mit der Verlustleistung 
nicht so kritisch.

@ope,

habe mal danach gesucht und einige interessante Dinge entdeckt. Die 
aktiven Lager sind nur meistens Rund ausgelegt um Achsen oder so 
verschleißfrei zu lagern. Ich bräuchte ja nur einen einfachen 
Elektromagneten der alles anzieht was sich darunter befindet.

Prinzipiell kann ich natürlich einfach einen Eisenblock mit Draht 
umwickeln. Ist es hier besser einen einfachen Block oder einen 
hufeisenförmigen Stab zu umwickeln? Ich überlege nur grade wegen dem 
Feldlinienverlauf… Ich denke ich werde mich mal auf dem Schrottplatz ein 
bischen umsehen. Ev. finde ich ja einen alten Trafo den ich umbauen 
kann.

@Marius,

Auch nicht schlecht. Wenn man das Magnetfeld noch als Wechselfeld 
auslegt, kann man per Induktion im Gegenstand einen Strom erzeugen, der 
dann eine LED oder so betreibt.

Grüße
geo

Autor: Hans-Werner (Gast)
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Die schwebende Kugel ist ein gerngewähltes Thema für Studien- und 
Diplomarbeiten. Im Anhang aus meinem bunten Sammelsurium folgende 
Diplomarbeit.

Autor: Roland Praml (pram)
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Also das Teil lief mit 24V und die Stromaufnahme lag im Bereich von 
schätzungsweise 3-5 A

Erreichte Abstände <= 5cm bei einer leeren Coladose z.B.

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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Jonny Obivan: Wenn du dir die Seite nochmal genauer anschaust wirst du 
sehen, dass in der Glühbirne eine LED steckt welche die Birne zum 
leuchten bringt (wohl nicht ganz so stark wie original, aber immerhin 
;)).

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Habe mal angefangen das Eisenteil von einem dicken Hammer mit Draht zu 
umwickeln. Sicher eine etwas "rustikale Methode", aber der einfachste 
Weg zu einem Elektromagneten zu kommen.

Autor: juppi (Gast)
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Hallo

Ich habe vor sehr langer zeit einen starken Dauermagneten
mit einer Spule versehen,
um eine starkes Grundmagnnetfeld zu erhalten.
Würde mich interessieren ob dies besser ist.
Als Magnet auch  trafo mit M-I Kern.
Sek.spule Nutzen.




Tischtennisball als Ballon gestaltet.


MfG

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Die Idee mit dem Dauermagneten ist gar nicht so schlecht :))

Mir ist noch die Idee gekommen eine Hantel mit Kupferdraht zu bewickeln 
(siehe Bild im Anhang).

Frage an die Elektromagnetenkenner: Würde das Sinn machen?

Grüße
geo

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hantel??

Quatsch (Ihr kommt auf Ideen ;-))

Du brauchst mehrere Dünne, voneinander isolierte Bleche.
wie beim Trafo eben. Ist wohl auch eher kein ganz normales Eisen.

Gruß
Axelr.

Autor: juppi (Gast)
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@Axel Rühl (axelr)

Nicht immer Quatsch!
Warum brauchst du voneinander isolierte Bleche wie beim Netztrafo??????

erläutere es Jonny Obivan (-geo-)

MfG

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Die Bleche beim Trafo sind nicht voneinander Isoliert. Meistens an der 
Seite zusammengeschweißt oder sowas.

Autor: mäxchen (Gast)
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Die Bleche im Trafo sind klatgewalzte weissbleche. Diese leiten die 
Feldlinien in ihrer Walzrichtung besonders gut. Darum sind sie auch viel 
besser geeignet als irgendein Eisenstück.
@ Jonny: Ist denn die hantel überhaupt aus Eisen?

Autor: juppi (Gast)
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@Robin Tönniges (rotoe)
 @mäxchen (Gast)

Wenn ihr sicher seit.

(Wirkungsgrad,Verlustleistung)
Würde aber nochmals nachdenken.

MfG

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Na ganz so giftig sollte es ja nicht rüberkommen...

Bei reinem Gleichstrom ist ein voller Eisenkörper sicher ok.
Du hast aber ein Wechselanteil in deinem Gleichstrom. Den brauchst Du ja 
zum regeln. Und dann entstehen Wirbelstromverluste im Eisen.
Diese Wirbelstromverluste lassen sich erheblich reduzieren, wenn man 
mehrere, von einander isolierte Bleche verwendet.
Deine reingesteckte Energie soll ja über den Luftspalt in dein Objekt 
übertragen werden und nicht im Eisen bleiben.
Wirbelstromverluste wirst Du zwar immer haben, aber man sollte schon 
sehen, diese auf ein Minimum zu reduzieren.

Du kannst ja mal nach "eddycurrent" googlen.

Von den Ummagnetisierungsverlusten lass ich jetzt mal ab.
Nur soviel: Man verwendet weichmagnetische Materialien.

So, nun aber viel Spaß beim wickeln!
Gruß
Axelr.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo zusammen,

Der Metallkern von Trafos ist aus separierten Blechen zusammengesetzt, 
um die Wirbelstromverluste gering zu halten. Ich nutze aber den 
Eisenkern nicht zum Transformieren ;)). Im Metallkern werden daher kaum 
Ströme induziert (Nur wenn eine Regelabweichung vorliegt und sich das 
Magnetfeld geringfügig ändert). Es ist daher relativ egal ob ich nun ein 
normales Stück Eisen nehme oder nicht.
Das bischen Verlustleistung ist nicht so wichtig.

Die Hantel ist aus Eisen. Ich habe die Idee aber wieder verworfen, da 
ich die Hantel 1.) Zum Trainieren brauche und 2.) nun mein Hammer schon 
bewickelt und an einer Haltevorrichtung befestigt ist. :))

Was die Sensoren betriff: Ich nehme nun einen Laser.

Das Gerüst liegt im Keller und der Leim härtet aus. Wenn das Grobe 
soweit fertig ist stelle ich mal ein Bild ein.

:))

Grüße
geo

Autor: juppi (Gast)
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bin gespannt

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hier mal der fertige Elektromagnet.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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juppi wrote:
> bin gespannt

ich auch

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Die Idee finde ich gut, nur würde mir eine andere art der Erfassung der 
Kugelposition besser gefallen, mit licht ist zwar nicht schlecht, aber 
irgendwie unsichtbarer wär noch schicker ;)

Muss ich mal n bisschen drüber grübeln wie man die Kugelposition sonst 
noch messen kann.

Autor: juppi (Gast)
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erinnert mich auch an meine arbeiten .... vor 50 jahren

Bleibe dabei
ich möchte noch das Fertiggerät sehen.

MfG

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@Hauke,

per Infrarot ginge auch - muss mal in der Grabbelkiste gucken ich glaube 
ich habe noch irgendwo sowas...

Autor: Daniel (Gast)
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ultraschalsensor?

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Stimmt, infrarot LEDs hab ich noch hier, nur wie stark reagieren 
Solarzellen noch auf Infrarot  (nahes IR, ich glaube meine DIoden liegen 
bei ~800-900nm)

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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hallo,

Ich nehme nun doch keine Solarzelle. Habe einen IR Sender und Empfänger 
gefunden. Werde es mal damit probieren...

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@Jonny Obivan wrote:

> Hier mal der fertige Elektromagnet.

Hast Du den mal an ein Netzteil drangehängt und die Reichweite getestet 
?
Ob der Hammer ein geeigneter Kern ist, wage ich zu bezweifeln. Stahl ist 
nicht gerade Weicheisen und ein Stabmagnet konzentriert seine 
Feldenergie nicht gerade auf eines der beiden Enden. Ein offener E-Kern 
scheint da wesentlich besser zu funktionieren.

@all
Hat eigentlich schonmal jemand diese ganz einfache Schaltung (weiter 
oben) vernünftig zum Laufen gebracht ? Bei mir hat es immer nur mit 
einem PID-Regler nach viel Einstellarbeit stabil funktioniert.

Jörg

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Jörg

Den Hammermagnet habe ich schon mal an Strom angeschlossen. Er zieht ca. 
3A. Die Reichweite ist nicht so optimal (bei 2cm hebt der Gegenstand 
ab), müsste aber ausreichen (Zur Not erhöhe ich den Strom einfach und 
lasse das Ding nicht so lange laufen). Mit leichten Gegenständen aus 
Blech ist die Reichweite am Besten. Ich werde das Gerüst an dem der 
Magnet befestigt wird so auslegen, dass auch problemlos ein Austausch 
des Magneten erfolgen kann. Wenn die Reglung einmal klappt und alles 
soweit funktioniert, kann der Magnet dann einfach abmontiert werden und 
durch einen stärkeren ersetzt werden. Die Sensoren montiere ich an einer 
verschiebbaren Halterung, so dass ich an stärkere Magneten anpassen 
kann. Der BUZ11 kann ja viel mehr Strom schalten. Ich denke bei einem 
guten Elektromagneten mit 10A Stromaufnahme müsste auch ein wirklich 
"frei anmutendes" Schweben möglich sein. Sieht ja doch was besser aus, 
wenn der Abstand zum Magneten größer ist.

Mal eine Frage am Rande: Warum eigentlich PID Regler? Einen I Anteil 
brauche ich doch gar nicht. Genaugenommen müsste es doch ein PD-Regler 
sein (Wobei ein P Regler auch schon funktionieren müsste).

Gruß
jonny

Autor: Stefan (Gast)
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Das ist korrekt! PD Regler reicht volkommen.

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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Hauke Radtki wrote:
> Die Idee finde ich gut, nur würde mir eine andere art der Erfassung der
> Kugelposition besser gefallen, mit licht ist zwar nicht schlecht, aber
> irgendwie unsichtbarer wär noch schicker ;)

Wie wär's mit dem Magnet als Sensor? Je nachdem, wie nah das Objekt ist, 
hat der E-Magnet ne andere Induktivität. Das wird zB genutzt, um 
schwanzlose -- äh bürstenlose DC-Motoren sensorlos anzusteuern.

Wird der Magnet über PWM angesteuert, geben die Anstiegszeiten der 
Flanken Auskunft über die Induktivität.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Hmm ich denke bei so nem starkn magnet und so ner kleinen kugel sollte 
die änderung leider relativ gering ausfallen :/ aber vielleicht lässts 
sich messen wär n versuch wert.

Autor: juppi (Gast)
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glaube eher nicht

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo zusammen,

Der Hardwareteil ist nun relativ weit komplettiert. Schweben tut nur 
noch nichts, weil die Software fehlt. Die Sensoren funktionieren 
einigermaßen. Der AD Wandler erzeugt einen Wert von 520 wenn kein 
Hinderniss vorhanden ist und 1020 wenn der Strahl komplett unterbrochen 
wird. Ich habe zum Testen eine serielle Verbindung zum PC hergestellt. 
Blöderweise stören Lampen relativ stark. (Wenn eine Lampe in der Nähe an 
ist, zappelt der Wandlerwert).
Ich denke ich werde hier noch ein bischen optimieren müssen. Auch die 
Ausrichtung und Höhe müsste man noch richtig einstellen.

Ich habe nun eine Funktion zum Erzeugen der PWM und eine zum Auslesen 
des AD-Wandlers. Der Elektromagnet lässt sich in der Stärke einstellen.

Was nun fehlt ist eine Routine die das Regeln erzeugt. Ich bin mir 
momentan noch unschlüssig wie das am Besten zu realisieren ist. Sie 
müsste so beschaffen sein, dass Schwingungen unterdrückt werden. Das ist 
denke ich das Hauptproblem. Der Gegenstand soll ja nicht hoch und 
runterhüpfen und sich aufschaukeln. Ich werde mir die nächsten Tage mal 
Gedanken dazu machen...

Grüße
jonny

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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RESPEKT!!!

(wirklich kaum zu glauben ;-)) )

gruß
Axelr.

Autor: juppi (Gast)
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hallo

weiter so

Autor: juppi (Gast)
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Hallo

Habe gerade eine Idee (war eine witzige Antwort eines Schreibers im 
Anderen Zusammenhang)  für Dich, wenn dieses Projekt fertig ist.

>>>Objekt über ein Magnetfeld schweben.

Mal was Anderes!

P.S.
wer hat dies schon versucht??

MfG

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Das geht mit ein paar Tricks:
Das Hauptproblem dabei ist, dass das Magnetfeld meist kugelförmig (auf 
jedenfall in der Mitte stärker als am Rand) ist. Von daher fällt 
natürlich das schwebende Objekt nach außen runter, es gleitet quasi auf 
dem Magnetfeld ab.
Man muss nun irgendwie das Magnetfeld außen stärker machen als innen. 
Die geht durch entsprechend geformte Spulen, oder über andere 
(aufwendige) Konstruktionen.
Hier ist das meiner Meinung nach ganz nett gelöst:
Youtube-Video "Dangerous High-speed Magnetic Levitation Maglev"

Autor: Rumpel (Gast)
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Könnte man das ganze mit einem Dauermagneten koppeln? Quasi als 
Gleichanteil der anziehenden Kraft. Der E-Magnet muss dann "nur" die 
Regelleistung übertragen.

Warum soll dein Regler keinen I-Anteil haben? Ideale PD-Regler gibt es 
meines Wissens nach auch nicht. Ohne I-Anteil bleibt immer eine 
Regelabweichung.

Autor: juppi (Gast)
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hallo

http://www2.bezreg-duesseldorf.nrw.de/schule/physi...

das zur Frage Eisenkern...

MfG

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo zusammen,

Ich fang nun an die Regelfunktion zu programmieren (bzw. mir Gedanken zu 
machen wie:))  )
Mein Ansatz ist Folgender: Nach dem Resetten des µC wird erstmal der 
AD-Wert bei offener Schranke und bei geschlossener Schranke ermittelt. 
Ich habe dann zwei Werte. Der minimale Wert ist dann gegeben wenn die 
Schranke offen ist (Gegenstand weit weg) und der maximale Wert wenn die 
Schranke komplett geschlossen ist (Gegenstand nahe beim Magneten).

Ich nenne die beiden Werte mal Wmin und Wmax.

Irgendwo in der Mitte dieser Werte (die der Position des Gegenstandes 
entsprechen) wird dann geregelt damit der Gegenstand schwebt.

Ich brauche einen P- Anteil und einen D- Anteil. Der D-Anteil ist 
unbedingt nötig, um Schwingungen zu unterdrücken (Der Gegenstand 
schaukelt sich sonst auf).

Das PWM Signal hat eine Auflösung von 10Bit. Der maximale PWM Wert ist 
also 1023 (volle Leistung des Magneten). Der AD-Wandler hat ebenfalls 
eine Auflösung von 10Bit.

Wenn ich nur einen P-Regler implementiere sieht die Funktion meines 
Erachtens so aus:

PWMSignal = 1023  - [  (Wist - Wmin) * 1023/(Wmax-Wmin) ]

Ich brauche aber zusätzlich noch einen D-Anteil. Ich muss also Wist 
einmal ableiten (dWist/dt) mit irgendeinem Faktor versehen und diesen 
Wert zum Proportionalwert hinzuaddieren.

PWMSignal = 1023  - [  (Wist - Wmin) * 1023/(Wmax-Wmin) + 
(dWist/dt)*Faktor]

Wenn das soweit Sinn macht müsste man nun überlegen wie die 
Differentiation von Statten geht. Im Prinzip brauche ich ja nur zwei 
Wandlerwerte W1 und W2 zu zwei Zeitpunkten t1 und t2 bestimmen und dann 
(W2-W1)/(t2-t1) bilden. Für t2 und t1 reicht ja ein qualitativer Wert 
(ich muss denke ich nicht bestimmen wie lange eine AD-Wandlung genau 
benötigt). Es reicht daher vermutlich einfach die Differenz von zwei 
Werten zu bilden und die Anzahl der Wandlerwerte zwischen diesen Werten 
zu variieren (ich denke hier muss man ausprobieren).

So weit mal die ersten Gedanken dazu. So langsam lerne ich den 
Kondensator in einem neuen Licht zu sehen (schließlich ist der ein 
wahrer Rechenmeister wenns ums Differenzieren geht). Vermutlich wäre ein 
analoger Rechner mit OPs einfacher gewesen :)). Aber ich denke es ist 
auch mal witzig das digital zu machen.

Ihr könnt ja mal über meine Gedankengänge drübergucken (ev. habe ich auf 
die Schnelle noch Fehler eingebaut, oder es gibt Hinweise zum 
Bessermachen).

Grüße
Jonny

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Der Vorteil an der Digitalen lösung ist: du kannst über den Sollwert 
einen Sinuskurve legen und das teil absichtlich langsam auf und 
abschwingen lassen, das wäre cool ;)

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hey - das ist ja ne geniale Idee. Man könnte auch ein Mikrofon 
anschließen und das Auf und Ab per Musik regeln. Wäre sicher lustig.

Aber zunächst muss das Ding mal schweben. ;))

Grüße
jonny

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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Um das Problem mit dem Umgebungslicht zu umgehen oder zumindest 
abzumildern kannst du einfach die LED pulsen (z.B. 1 kHz) und den 
Helligkeitsunterschied zwischen an und aus als Messwert zum Regeln 
nehmen. Das Umgebungslicht verändert beide Helligkeitswerte und dürfte 
nicht mehr ganz so viel Einfluss haben.

Schöne Grüße
Kai

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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>Hey - das ist ja ne geniale Idee. Man könnte auch ein Mikrofon
>anschließen und das Auf und Ab per Musik regeln. Wäre sicher lustig.

War der erste sinnvolle Anwendungsfall, der mir beim Lesen des Threads 
eingefallen ist ;) . Ich denke aber das wird zu träge, da es das Objekt 
nur mit der Erdbeschleunigung nach unten zieht. Wenn der Magnet noch 
nachhilft (was wahrscheinlich nicht ganz so trivial ist), sollte das mit 
leichten Objekten gehen.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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sodele,

habe nun mal einen Test mit reinem P-Regler gemacht. Wie erwartet fängt 
der Gegenstand an zu schwingen (erst hat man den Eindruck den Gegenstand 
an einem unsichtbaren Haken aufzuhängen und kaum lässt man los fängt er 
an zu vibrieren und zappelt schließlich so stark das er runterfällt.). 
Ich werde nun mal versuchen den differenziellen Anteil reinzubekommen 
(man ist das spannend :)) )

Autor: juppi (Gast)
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schlimm wäre es ,wenn es gleich klappt.
Dann könnte es zufall gewesen sein.

mal sehen wie es weitergeht.

MfG

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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** es schwebt **

Autor: Holger S. (strabe)
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wo bleibt das Video !!! Muss ich sehen - Tolle Sache
Gruß Strabe

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Okay - ich nehms mal auf und lads auf Youtube hoch :))

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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Super, bin gespannt!

Hmm... wenn man das echt in einer Woche hinkriegt wär das mal was Nettes 
für zwischendurch :)

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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So habs mal hochgeladen. ;)

Youtube-Video "magnetic levitation"

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Nicht schlecht !
Wiviel Strom zieht das ganze denn so in etwa ?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Insgesamt ca. 3A. Der Magnet wird jedoch ziemlich warm nach einiger 
Zeit. Ich vermute mal das hier die Wirbelströme dann doch zu Buche 
schlagen(oder die Wärme wird einfach nicht ausreichend abgeführt) . Bis 
der Hammerklotz dann wieder abgekühlt ist, vergeht locker ne Stunde ^^.

Das Einstellen des richtigen D-Wertes war etwas mühsam. Ich habe erstmal 
2 Stunden damit verbracht am Code zu werkeln. Letztlich ist der Code 
aber ziemlich einfach. Es waren nur die Faktoren die erstmal stimmen 
mussten.

Klappt aber dennoch überraschend gut. Ich war ziemlich verblüfft als das 
Ding plötzlich schwebte, weil ich schon gar nicht mehr drann geglaubt 
hatte.

Jetzt wo es funktioniert hätte ich schon mal Lust ein größeres Exemplar 
zu basteln wo auch der Abstand zum Magneten größer ist.

Grüße
Jonny

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Wärst du so nett den Code zu veröffentlichen? Dann muss ich das Rad 
nicht neu erfinden ;)

Autor: Dieter (Gast)
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Sehr schön!

Hier eine recht gute Arbeit:
www.positron.ch/peter/diplomarbeit/

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo - Habe mal die C-Datei in den Anhang gepackt. Muss vermutlich je 
nach Sensor und Gegebenheit modifiziert werden. Auch die Ausrichtung der 
Sensoren war eine ziemliche Frikelei. Ein bischen Geduld braucht man 
also schon.

Ah ich seh grade: Ein Kommentar ist nicht so ganz richtig. Ich wähle 
nicht die interne Referenzspannung sonder die externe.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Das heißt, die Spule müsste man für Dauerbetrieb also noch optimieren ?

Hat jemand eine Idee, was man da verbessern könnte ? Ein E-Kern bringt 
sicher  eine Verbesserung, aber bei dem laufen die Feldlinien relativ 
dicht am Kern entlang, ist ein stabförmiger Kern wie hier auf große 
Entfernung vielleicht sogar besser ? Was sagen die Magnetfeldexperten 
dazu ?

Autor: Dieter (Gast)
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Siehe Diplomarbeit weiter oben. Dickes Ding! Leider wird nicht drauf 
eingegangen, ob sie es geschafft haben, die Kugel drehen zu lassen.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@Benedikt,

Ich denke die lässt sich noch optimieren. Das Teil ist auch ziemlich 
schwer (dafür das die Reichweite nur ca. 2cm ist). Vermutlich ist es 
besser einen dünneren Kern zu nehmen und mehr Windungen. Dann reichen 
bestimmt auch 1A für dieselbe Leistung und man kann das Ding dauerhaft 
an lassen. Ich habe allerdings auch den Hammer mit einigen Laagen 
Klebeband umwickelt um den Draht  stabil zu befestigen (Da ist es kein 
Wunder das die 15V * 3A = 45W nicht vernünftig weg können). 15 Minuten 
kann man das Teil aber problemlos anlassen. Wenn man länger wartet 
verbrennt man sich aber bald schon die Pfoten am Metall (Der Hammer hat 
auch ne ziemliche Wärmekapazität).

Ich finde die Lösung ein paar Posts weiter oben nicht schlecht: Einfach 
eine dicke Schraube mit sehr vielen Wicklungen versehen(Dadurch lässt 
sich der Magnet auch gut befestigen). Der Stromverbrauch wird 
entsprechend minimiert.

@Dieter - Wow das ist ein ziemlicher Brocken. Die Kugel hat auch nen 
ziemlichen Abstand.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Prima, jetzt noch das definierte Schwingen und gut ist :D

großeschraubesuch

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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@Jonny
Sehe ich das richtig, dass du eine IR LED + Sensor dicht unter dem 
Magnet angebracht hast ? Also über dem Objekt ?

Ich glaube ich werde das ganze mal nachbauen...
Ich habe gerade mal nach Spulen gesucht und eine Filterspule gefunden, 
die ich irgendwo mal ausgebaut hatte. Diese hatte schon den Kern schön 
nach E und I Bleche Sortiert, so dass ich nur den I Kern entfernen 
musste.
Diese ist für 8A Dauerbetrieb spezifiziert, wurde aber auch bei 20A nur 
leicht warm. Dann beträgt der Abstand etwa 3cm ab dem eine Dose 
hochspringt. Bei etwa 40A sind es rund 5cm. Dann wird die Spule aber 
schnell ziemlich heiß. Da die Spule sehr niederohmig ist (etwa 50mOhm) 
sollte dank PWM die Stromaufnahme bei 12V bei etwa 2A liegen, je nach 
Abstand.

Hat jemand eine Idee wie das funktioniert ?
Youtube-Video "Levitation Device: Magic Levitation Technology From Simerlab"
Youtube-Video "Levitation Device: Ariel"

Ich denke mal irgendwas rotiert in dem kugelförmigen Ding das auf dem 
Tisch steht. Aber dann würde das schwebende Objekt auch mitrotieren.
Dem dünnen Kabel nach, zieht das ganze auch kaum Strom.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@Benedikt,

Ja genau - Meine ursprüngliche Idee die Sensorik unter dem Objekt 
anzubringen war nicht praktisch, da man so ja an eine bestimmte 
Objektgröße gebunden ist.
Wenn der Sensor drüber ist, kann man beliebig große Objekte schweben 
lassen.

Der Magnet sieht gut aus. Der große Vorteil von PWM liegt darin das man 
kaum Verlustleistung im Transistor hat. Man kann ja auch mehrere 
Leistungs-FET parallel schalten. Auf diese Weise lassen sich schon recht 
große Ströme regeln.

Ich habe nur festgestellt, dass mein BUZ11 bei 5V Gatespannung noch 
nicht so richtig niederohmig wird. Er wird aber dennoch bei 3A 
Stromaufnahme noch akzeptabel warm (ich habe ihm einen kleinen 
Kühlkörper spendiert). Ich werde mal das PWM signal vom µC auf 12V 
vergrößern und schauen wie sich das auf die  Wärmeentwicklung auswirkt. 
Laut Datenblatt ist der Drainstrom bei 12V wesentlich höher (und damit 
der Widerstand wes. geringer) als bei 5V.
Die Schaltverluste sind bei 4KHz bestimmt nicht hoch.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Youtube-Video "Levitation Device : Glass of Wine"

den find ich gut ;)

In der Spektrum der Wissenschaft gab es einen Artikel über einen 
bestimmten Kohlenstoff, bei dem der Diamagnetismus sehr stark ausgeprägt 
ist und der sich deshalb in einem Magnetfeld selbst in der Schwebe hält. 
Den Artikel gabs mal öffentlich zum Download, aber jetzt nur noch für 
Spektrum abonenten, ich muss mal gucken ob ich unsere Kundennummer finde 
um mich anzumelden.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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sieht klasse aus - wenn man den Magneten noch in die Tischplatte 
integrieren würde und ein Tischtuch drüber legen würde, wärs wirklich 
magisch :)

Den Diamagnetismus kann man auch ausnutzen bei wasserhaltigen 
Materialien:

Diese Erdbeere schwebt in einem sehr starken Magneten (allerdings kann 
man so etwas kaum zu Hause realisieren. (Der Magnet ist wassergekühlt 
und verbraucht mehr Energie als ein Haushalt zur Verfügung hat)

http://www.youtube.com/watch?v=cEC9G8JUKW8

Grüße
jonny

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Youtube-Video "Diamagnetic Levitation"

Frösche und Grillen können auch fliegen ;)

Jeder Stoff ist im prinzip Diamagnetisch, aber bei den meisten Stoffen 
ist der Ferromagnetismus weit stärker ausgeprägt und überdeckt daher den 
Diamagnetismus

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Der Diamagnetismus der üblichen Materialien ist viel zu gering, als dass 
man etwas über mehr als sagen wir mal 10mm schweben lassen kann.
Bei dem Weinglas oder auch den anderen Objekten sind es aber defintiv 
mehr. Wie funktioniert das also nun ?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Beim Weinglas ist unten ein Magnet angebracht. Wenn irgendwo eine 
Flüssigkeit aufgrund von Diamagnetismus schwebt, dann in einem Labor mit 
eigenem Kraftwerk ;)

Was ich aber auch nicht verstehe: Wie funktioniert das mit den Objekten 
die über einem Magneten schweben und nicht darunter? Stelle ich mir 
regelungstechnisch aufwändiger vor. Wirkt aber auch irgendwie besser. 
Ich weiß nicht wie man per Abstoßung Stabilität reinbekommen soll. Der 
Gegenstand tendiert ja immer dazu zur Seite wegzufallen. Mit mehreren 
E-Magneten müsste es aber möglich sein oder? Dazu noch eine 
Abstandsmessung per Induktivitätsmessung. Ev. bringt man auch einfach 
nur einen Permanentmagneten an, der das Objekt (ebenfalls mit 
Permanentmagn.) abstößt. Ein weiterer E- Magnet sorgt dann für 
Stabilität... oder so?

- Keine Ahnung. Würde mich schon ziemlich interessieren

Grüße
jonny

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Das ist klar, aber wie wird verhindert, dass das Glas umkippt ?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Ah ok - echt ne gute Frage.

Autor: Dieter (Gast)
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Hier das Patent zum schwebenden Auto etc.

http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=US20...

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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http://www.youtube.com/watch?v=c_D29D9nyq0&feature...

Schaut mal: Da wurde eine Flüssigkeit mit Eisen durchsetzt. Müsste es 
dann nicht möglich sein eine solche Flüssigkeit unter einem Magneten 
schweben zu lassen? Das würde sicher sehr cool aussehen.

Das kauf ich mir :))
http://www.das-originelle-geschenk.de/ferrofluid_m...

Autor: ... (Gast)
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.
>  Meinst du die Art.-Nr. 671157 vom blauen 'C'?


danke ...  was mann alles so übersieht.    ;-)

geht das mit netz, oder batterie ??

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Wie wirkt sich denn das Loch für den Hammerstiel im Magnetkern aus?

Müßte doch wie ein zusätzlicher Luftspalt wirken und das Feld schwächen, 
oder?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@Uhu,

Ich denke der magnetische Fluss fließt dann einfach um das Loch herum. 
Dadurch   wird der Fluss m.E. nicht geschwächt (um die Löcher herum ist 
die Flussdichte im Eisen dann einfach größer). Anders sähe das aus, wenn 
das Loch ein richtiger Spalt wäre, der quasi den Hammer in zwei Hälften 
teilen würde. Dadurch würde sich der magn. Widerstand beträchtlich 
erhöhen (Da nun der Fluss komplett durch Luft muss und sich nicht mehr 
vorbeimogeln kann) und der magnetische Fluss würde geringer werden. Ich 
bin aber mittlerweile zu dem Schluss gekommen das ein dünner Eisenstab 
besser geeignet ist. Dadurch ist der Fluss konzentrierter (B ist 
größer). Ich brauche ja nur ein konzentriertes Feld an dem ich den 
Gegenstand "aufhänge". Der Hammer ist natürl. ziemlich breit (dadurch 
ist die Flussdichte geringer bei gleichem Fluss). Das Feld ist dann aber 
auch breiter.

Autor: Jankey (Gast)
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Hallo,

hatte so ein ähnliches projekt, allerdings hab ich es mit einem Analogen 
PI Regler gelöst, bei mir war es eine 82g Eisen Kugel die von einem 
Magneten mit ca. 4 Kilo Eisen + 767 Windungen gezogen wurde. Die Spule 
hat 20V / 20A Verbraten und ich hatte das extreme problem das die Spule 
so träge war das ich im Freilaufkreis Widerstände eingebaut habe um das 
Magnetfeld der Spule schneller ändern zu können. War das bei dir auch 
ein problem?

lg

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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@Jonny Obivan:

Das heißt, daß der Fluß pro Fläche sich um das Loch herum erhöht. Wenn 
du sowas mit einem el. Leiter machst, ist klar, was passiert - aber ein 
Magnet?

Außerdem müßte doch das Eisen in Sättigung kommen, wenn der Fluß zu hoch 
wird. Was passiert dann?

Ich glaube nicht, daß das Loch sich nicht auswirkt, aber Glauben ist 
bekanntlich nicht Wissen...

Was meint die Physik dazu?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jankey wrote:
> ich hatte das extreme problem das die Spule
> so träge war das ich im Freilaufkreis Widerstände eingebaut habe um das
> Magnetfeld der Spule schneller ändern zu können.

Wie hat sich das ausgewirkt ?
Ich habe nämlich momentan das Problem, dass die Regelung schwingt, was 
dazu führt, dass die Dose vibriert. Schwere Dosen macht das nicht viel 
aus, aber leichte springen hoch und fallen dann runter.
Die Stromaufnahme der Schaltung liegt bei etwa 0,5-3A bei 14V, je nach 
Gewicht des Objekts. Den Spulenstrom kann ich nur schätzen, müssten aber 
etwa 10-30A sein. Abstand Objekt-Spule: ca. 2cm.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Jankey

Bei meinem Teil schweben nur leichte Objekte. Bei einer massiven Kugel 
würde das bei mir nicht funktionieren denke ich. Probleme mit der 
Trägheit habe ich im Prinzip nicht. Bei einem so starken Magneten muss 
aber auch viel mehr Feldenergie beim Ändern an/ab gebaut werden. Wenn 
der Spulenwiderstand zb. zu groß ist, ist auch die Zeitkonstante zu 
groß. Die Feldenergie muss ja elektrisch verbraten werden. Ich denke man 
benötigt auch eine ziemlich dicke Freilaufdiode (ist denke ich besser 
eine dicke Diode zu nehmen als Widerstände, da die auch in 
Vorwärtsrichtung Leistung verbraten).

@uhu,

Wenn das Eisen um das Loch in die Sättigung gerät, hat man sehr starke 
Einflüsse (Im schlimmsten Fall wirkt das Eisen dann wie Luft). Keine 
Ahnung wann das passiert und ob das bei mir schon Auswirkungen hat.


@ Benedikt,

genau das Problem hatte ich am Anfang auch. Ich habe dann den D- Anteil 
vergrößert um die Schwingung zu dämpfen. Nun klappt es ganz gut (ein 
bischen vibrieren tuts aber auch bei mir). Ein weiteres Problem könnte 
ev. darin liegen das man den AD-Wandlerbereich nicht richtig ausnutzt 
(wenn die Spannung am Sensor sich nur um 1V ändert, aber mein Wandler 5V 
Referenz benutzt, verschenkt man Auflösung wodurch man dicke Sprünge in 
der Regelung hat die dann die Schwingung verstärken könnten).

Schweben denn schwerere Gegenstände schon?

EDIT: Bei mir liegt der durchschnittliche Strom auch so bei 3A. Ich bin 
bislang davon ausgegangen das der Spulenstrom sich auch bei 3A 
einpendelt (Die PWM müsste ja geglättet werden bei der Frequenz)

Grüße
jonny

Autor: Thilo M. (Gast)
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>geht das mit netz, oder batterie ??

9V Steckernetzteil. Die kugel ist aber extrem leicht.

Unten ein Permanentmagnet erleichtert das Ausregeln. ;)

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jonny Obivan wrote:
> Ein weiteres Problem könnte
> ev. darin liegen das man den AD-Wandlerbereich nicht richtig ausnutzt
> (wenn die Spannung am Sensor sich nur um 1V ändert, aber mein Wandler 5V
> Referenz benutzt, verschenkt man Auflösung wodurch man dicke Sprünge in
> der Regelung hat die dann die Schwingung verstärken könnten).

Ich habe bei mir den Bereich nahezu voll ausgenutzt:
Als IR Diode habe ich eine SFH4550 mit hoher Leistung und niedrigem 
Abstrahlwinkel verwendet. Zusammen mit einem Fototransistor mit 
Tageslichtfilter, der dazu noch von außen in die Holzkonstruktion 
gesteckt wurde, um Streulicht auszublenden, erreiche ich so fast 0V mit 
verdeckter LED und fast 5V wenn die LED ungehindert auf die Fotodiode 
scheint.

> Schweben denn schwerere Gegenstände schon?

Kommt auf die Definition von schwer an.
Ich bekomme eine Pulmoll Dose, beschwert mit 3 Mignonbatterien 
problemlos zum schweben (2cm Abstand). Allerdings zieht die Schaltung 
dann 2,5A bei 25V...
Die Spule ist mittlerweile aktiv gekühlt, was die Kerntemperatur bei 
etwa 30° hält, aber die Spule wird bei 15V 1A trotzdem rund 70° heiß.

> EDIT: Bei mir liegt der durchschnittliche Strom auch so bei 3A. Ich bin
> bislang davon ausgegangen das der Spulenstrom sich auch bei 3A
> einpendelt (Die PWM müsste ja geglättet werden bei der Frequenz)

Der Strom ist vermutlich um einiges höher, da das ganze ja eine Art 
Schaltnetzteil ist: Die Spule bekommt nur kurz Strom, in der restlichen 
Zeit fließt der Strom über die Diode weiter. Wenn das Tastverhältnis 
also z.B. 25% beträgt, und die (mittlere) Stromaufnahme bei 2A liegt, 
dann wird der Spulenstrom irgendwo bei fast 8A liegen.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Naja immerhin schwebt schon was:)) Ging ja ziemlich fix. Ich grübel 
grade ob die Windungszahl von 200 nicht ein bischen gering ist.

Integral H ds = I*N

bzw. wenn man davon ausgeht das die Feldstärke entlang einer Feldlinie 
überrall gleich ist:

H*s = I*N

-->

H = I*N / s

-->

B = (µ0  µ  I * N) /s

Die magnetische Flussdichte steigt also proportional mit der 
Windungszahl an.  Ich kann natürlich statt der Windungszahl auch den 
Strom erhöhen.
der Vorteil von vielen Windungen ist der geringe Strombedarf. Der 
Nachteil ist  der hohe Widerstand (Mehr Windungen = mehr ohmscher 
Widerstand) wodurch die Spule träger wird.

Ich denke aber das man gar nicht so krasse Geschindigkeiten beim 
Auf/Abbau des Feldes benötigt. Es macht sicher Sinn die Windungszahl zu 
erhöhen.
Irgendwann wirkt sich dann die Trägheit aus (Muss man irgendwo den 
Mittelweg finden). Stell dir mal vor du hast 2000 Wdg, dann benötigst du 
nur noch ein zentel des Stromes (im Vergleich zu 200Wdg)

Ev. dämpft die Trägheit ja auch Schwingungen bis zu einem gewissen Grad. 
Ich gehe mal davon aus das diese käuflichen Dinger ziemliche 
"Windungsmonster" sind.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jonny Obivan wrote:
> Naja immerhin schwebt schon was:)) Ging ja ziemlich fix. Ich grübel
> grade ob die Windungszahl von 200 nicht ein bischen gering ist.

Ich habe gerade mal 50 Windungen...

Wenn ich jetzt keinen Denkfehler habe, dann dürften mehr Windungen 
Energiemäßig besser sein:
Wenn man den Strom verdoppelt, vervierfacht sich die Leistung (da 
P=I²*R). Wenn man dagegen die Windungszahl verdoppelt, verdoppelt sich 
nur die Leistung.

Mal eine Frage zu deiner Software: Sehe ich das richtig, dass du so 
schnell wie möglich regelst, also ohne festen Zeitschritt für die 
Regelung ?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Benedikt,

Stimmt! Habe ich noch gar nicht bedacht (soweit ich das sehe ist da kein 
Denkfehler drinn). Ich denke 50 Wdg sind definitiv zu wenig.

Ich habe zwischen den beiden Messungen für den D-Anteil wist1 und wist2 
ja einen Delay drinnen. Der gibt mir einen gewissen Zeitschritt vor. 
Keine Ahnung ob man das geschickter lösen könnte. Um eine Steigung (also 
quasi die Geschw. des Gegenstandes) bei begrenzter Auflösung gut 
bestimmen zu können brauch ich halt eine gewisse Zeit t zwischen zwei 
Messwerten. An dem Delay Wert habe ich auch erstmal ne Weile 
rumgeschraubt. War der zu groß fings an zu zappeln war er zu klein gings 
auch nicht mehr da die Differenz der Sensorwerte dann viel zu klein 
wurde.

Wenn ich nur einen Proportional Anteil drinn hätte könnte ich theor. 
maximal schnell regeln.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jonny Obivan wrote:

> Stimmt! Habe ich noch gar nicht bedacht (soweit ich das sehe ist da kein
> Denkfehler drinn). Ich denke 50 Wdg sind definitiv zu wenig.

Dann muss ich wohl mal einen Netztrafo schlachten...

> Ich habe zwischen den beiden Messungen für den D-Anteil wist1 und wist2
> ja einen Delay drinnen.

delay(20) dauert ja nur wenige µs wenn ich das richtig gesehen habe ?
Im Vergleich dazu dauert eine ADC Wandlung eine Ewigkeit. In der kurzen 
Zeit, ändert sich der ADC Wert kaum. Daher wundere ich mich ja, wiso 
deine Regelung so gut funktioniert.

> Wenn ich nur einen Proportional Anteil drinn hätte könnte ich theor.
> maximal schnell regeln.

Nur bringt das nichts, da der PWM Wert nur 1x pro PWM Periode, also mit 
4kHz übernommen wird.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Habe mal die Delayzeit auskommentiert --> Gegenstand wackelt erheblich 
mehr.

Was die Delayzeit betrifft: Ich habe die übergabevar. als uint64_t 
deklariert.
Die Zählvar. innerhalb der Fkt. als uint32_t.
Wenn man diese Variablen. als uint16_t deklariert verringert sich die 
Zeit erheblich. Habs grade mal ausprobiert. War selber verblüfft wie 
viel das ausmacht (Zeit vervielfacht sich wenn man den Variablentyp 
ändert).
Ich vermute daher mal das bei dir die Zeit zu kurz ist (Wodurch der D 
Anteil auch zu klein wird und Schwingungen schlecht bedämpft werden).


Grüße

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

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Das liegt vermutlich daran, dass der Compiler uint64 selbst aus 32bit 
Zahlen zusammebastelt. Kann es sein, dass dein Code daher auch sehr groß 
ist ?

Ich würde besser die delay.h verwenden. Dann hast du eine feste Pause, 
deren Länge vorhersagbar ist (abgesehen von zusätzlichen Verlängerungen 
z.B. durch Interrupts o.ä.)

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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jepp ist vollkommen richtig. Der code ist insgesamt auch ziemlich 
"geschustert" (Ungeduld lässt grüßen). Wenn du bei dir die Delayzeit 
entsprechend anpasst wird die Regelung dann besser?

Grüße

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@Benedikt K.:

> Wenn ich jetzt keinen Denkfehler habe, dann dürften mehr Windungen
> Energiemäßig besser sein:
> Wenn man den Strom verdoppelt, vervierfacht sich die Leistung (da
> P=I²*R). Wenn man dagegen die Windungszahl verdoppelt, verdoppelt sich
> nur die Leistung.

So darfst Du das nicht rechnen: Schließlich hat die Spule auch einen 
begrenzten Wicklungsquerschnitt. Doppelte Windungszahl -> doppelte 
Drahtlänge -> halber Drahrquerschnitt -> 4-facher Spulenwiderstand -> 
gleiche Leistung bei halbem Strom.
Wenn Du also den Kern mit Kupferdraht vollwickelst hat er immer die 
gleiche max. Leistung, egal wieviel Windungen drauf sind.
Sehr viele Windungen sind insofern interessant, als man dann die Spule 
direkt mit Netzgleichspannung betreiben kann. Damit wird das Netzteil 
deutlich kleiner. Dafür sind bessere Isolationsmaßnahmen notwendig.

Jörg

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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Hi,
ich bin sicher schon zu alt für solche Bauwerke,
habe aber trotzdem folgendes Experiment gemacht:

Eine Spule(220V/ca.250 Ohm) aus einem 25A DDR-Schaltschütz
habe ich mit dem Kernunterteil am "Galgen" angehangen. Die Spule war 
beim Ausbau schon so schwarz, aber funktionstüchtig. Vom Kernoberteil
(sind E Kernteile) wurde das Mittelteil abgetrennt und mit in der Spule 
reingesteckt. Darunter habe ich ein Stück Verpackungsmaterial angeklebt.
Bei 100V !! also Vorsicht!! und 0,3A schaffte der Versuchsaufbau bei
gute 1,5cm Abstand, meine DDR-Büchse(fand auf die schnelle
nichts anderes)noch zu halten. Der Strom ist locker das 10fache
des I-Nenn, also müsste gekühlt werden.
Vielleicht hilft es den einen oder anderen bei seinen Berechnungen
weiter.

Wigbert

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Ich hab mal versucht ne PFC-Drossel ausm ATX Netzteil zum E-Magneten 
umzufunktionieren. Hat leider nicht so gut funktioniert. Bei 5V= zieht 
das Ding seine 3A. Hat immerhin schon eine Schraube aus 1cm Entfernung 
angezogen (wenn auch nicht doll). Ich sollte es mal mit ~Spannung 
versuchen. Vieleicht auch zu wenig Windungen.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Interessant ist, dass bei allen die Leistung in etwa gleich ist, obwohl 
die Windungszahlen stark unterschiedlich sind.
Jonny: 200Wdg. 3A bei (vermutlich 12V) = 36W
Ich: 50Wdg. 2A bei 12V = 24W
Wigbert: vermutlich >1000Wdg. 0,3A bei 100V = 30W

Was könnte man an der Spule also noch optimieren ?

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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Also ich sehe bei mein Experiment Reserven im Kern.
Der ist eher bescheiden. Wenn man ein E-I Kern aufbauen würde,
und die Kugel statt des I.......

Wigbert

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Benedikt,

Ich weiß gar nicht wie viele Windungen ich habe. Ich habe einfach 
gewickelt bis mir die Lust verging. Ich denke es könnten auch locker 
mehr als 200 sein.
Wenn ich die Spule an 15V Gleichstrom hänge zieht der Magnet ca.3A.

So ganz verstehe ich auch die Rechnung mit der PWM nicht. Wenn ich ein 
Tastverhältnis von 100% (entspricht Gleichstrom) habe zieht der Magnet 
3A wenn das Tastverhältnis kleiner wird entsprechend weniger. Wie soll 
der Magnet mehr Strom ziehen als der mittlere Strom der mir vom Netzteil 
angezeigt wird?
Oder habe ich da was falsch verstanden? Habe nochmal den Beitrag von 
weiter oben durchgelesen. Ich habe ja auch noch einen dicken Elko 
(470µF) parallel zur Spule.Wenn das PWM signal grade auf 0V ist, wird 
die Spule dann nicht aus dem Elko weitergespeist?

Grüße
jonny

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Jonny Obivan wrote:
> Wenn ich die Spule an 15V Gleichstrom hänge zieht der Magnet ca.3A.

OK, das wusste ich nicht. Ich dachte die 3A wären die Stromaufnahme bei 
einem schwebenden Gegenstand.

> So ganz verstehe ich auch die Rechnung mit der PWM nicht. Wenn ich ein
> Tastverhältnis von 100% (entspricht Gleichstrom) habe zieht der Magnet
> 3A wenn das Tastverhältnis kleiner wird entsprechend weniger.

Ja da hast du recht. Das ganze war ein Missverständnis, da ich davon 
ausging, dass die 3A eben im eingeregelten Zustand wären. Von daher 
müsste deine Stromaufnahme mit einem schwebenden Gegenstand um einiges 
kleiner sein.

> Wenn das PWM signal grade auf 0V ist, wird
> die Spule dann nicht aus dem Elko weitergespeist?

Nein, dann fließt der Strom durch die Spule von alleine weiter. Du hast 
doch die Diode an der Spule dran, oder ?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum:

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Benedikt K. wrote:
> Jonny Obivan wrote:
>> Wenn ich die Spule an 15V Gleichstrom hänge zieht der Magnet ca.3A.
>
> OK, das wusste ich nicht. Ich dachte die 3A wären die Stromaufnahme bei
> einem schwebenden Gegenstand.
>
>> So ganz verstehe ich auch die Rechnung mit der PWM nicht. Wenn ich ein
>> Tastverhältnis von 100% (entspricht Gleichstrom) habe zieht der Magnet
>> 3A wenn das Tastverhältnis kleiner wird entsprechend weniger.
>
> Ja da hast du recht. Das ganze war ein Missverständnis, da ich davon
> ausging, dass die 3A eben im eingeregelten Zustand wären. Von daher
> müsste deine Stromaufnahme mit einem schwebenden Gegenstand um einiges
> kleiner sein.

Ah ok - dann haben wir uns nur missverstanden. die Stromaufnahme bei 
schwebendem Gegenstand hängt auch stark von der Einstellung der 
Sensortiefe ab. Umso tiefer ich den Gegenstand schweben lasse um so 
größer der Strom (bei einem ganz leichten Gegenstand aus Blech den ich 
grade an der Schwelle zum Runterfallen schweben lasse liegt der Strom 
bei ca. 2A).

>
>> Wenn das PWM signal grade auf 0V ist, wird
>> die Spule dann nicht aus dem Elko weitergespeist?
>
> Nein, dann fließt der Strom durch die Spule von alleine weiter. Du hast
> doch die Diode an der Spule dran, oder ?

Ja genau habe eine Diode drann. Stimmt. Wenn das PWM Signal auf 0V geht 
wirkt der durch die Diode fließende Strom einer Feldänderung entgegen.
Ich war mir nur nicht sicher welchen Einfluss der Kondensator hat. (Ich 
habe Elko und Diode parallel zur Spule). Im Prinzip könnte der 
Imaginärteil dann ja sogar negativ werden (Kapazitiv) wenn der 
Kondensator die Spule "überwiegt".

Muss ich mir nochmal Gedanken zu machen

EDIT: mh im Prinzip ist es der Spule ja egal von wo sie gespeist wird 
(vergiss meinen Einwand)

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

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Jonny Obivan wrote:

> Ich habe Elko und Diode parallel zur Spule).

Du hast hast einen Elko parallel zur Spule geschaltet ? Das ist nicht 
gut, denn den der Spule liegt eine Wechselspannung an (bzw. eher eine 
getaktete Gleichspannung). Der Elko muss zwischen Source vom Mosfet und 
dem andereren Anschluss der Spule.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum:

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Benedikt K. wrote:
> Jonny Obivan wrote:
>
>> Ich habe Elko und Diode parallel zur Spule).
>
> Du hast hast einen Elko parallel zur Spule geschaltet ? Das ist nicht
> gut, denn den der Spule liegt eine Wechselspannung an (bzw. eher eine
> getaktete Gleichspannung). Der Elko muss zwischen Source vom Mosfet und
> dem andereren Anschluss der Spule.

Vor allem weil an der Diode ja im schlimmsten Fall 0,7V Spannung 
abfallen, die der Elko in verkehrter Polarität abbekommt. Auf Dauer 
könnte das dem Elko wehtun. Ich weiß aber nicht ob sich der Elko 
überhaupt so weit entläd.

Wenn der Kondensator die PWM-Spannung glättet, bekommt die Spule nicht 
diese aprupten Flanken ab (sondern nur einen langsamer schwankenden 
Mittelwert).
Oder sehe ich das falsch?

Wäre sicher mal interessant das auf dem Oszi anzugucken.

Autor: Danteln (Gast)
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Hallo alle Zusammen!!!!
Werde mich auch mal einmischen.
Für den Fall, das du nicht vorhast jede beliebige Kugel schweben zu 
lassen sondern immer nur eine bestimmte, mit einem festen Gewicht, 
kannst du dir die ganze Auswertungselektronik mit dem Lichtsensor 
sparen!!!
Du kannst dann einfach spezifische Pwm-Signale ausgeben welches zuerst 
eine Höhere ich nenne es mach Durchschnittsspannung besitzt und und eins 
welche eine nidriege Durchschnittsspannung aufweist. Natürlich sind 
zwischenwerte Sinnvoll!!!
Kommt ausf selbe bei raus, nur du hast dir den Sensor gespart, denn die 
Kugel Fällt immer gleich und steigt auch immer bei dem gleichen 
Spannungswert!!

lg Kai

Autor: juppi (Gast)
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Danteln (Gast)

Glaube nicht das das klappt

MfG

Autor: Dieter (Gast)
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Dann braucht man doch auch keine Regelung -> Permanentmagnet? Geht 
nicht.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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ohne Reglung ist ein Schweben nicht möglich - seh ich auch so.

Man muss bedenken das kleinste Abweichungen vom "Sollfallverhalten" der 
Kugel sich aufsummieren und letztlich dazu führen das die Kugel entweder 
nach oben saust oder nach unten fällt --> instabiles, chaotisches 
System.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Chaotisch wohl eher nicht, nur instabil.

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Ist es nicht so das es bei einem Magneten überhaupt keinen Punkt gibt 
bei dem ein Gegenstandt in der Schwebe gehalten wird?
Eigentlich macht die Regleung ganz schnell stärker, schwächer, 
stärker,... und so schwebt das Teil dann. Man müsste ne Art Sinus 
festellen am Magneten.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@uhu,

Chaotisch schon auch. Nehmen wir mal an die Kugel befindet sich exakt 
unter einem Permanentmagneten und die Bedingung

m*g = -Fm

ist erfüllt.

m = masse | g = Erdbeschleunigung | Fm = Kraft vom Magneten

Dann müsste der Gegenstand ja schweben (tut er aber nur ganz kurz). 
Chaotisch ist das System doch deshalb, weil nicht vorhersehbar ist wohin 
der Magnet fällt (nach unten oder oben).
Zufall --> chaotisch.

Ein System das nur instabil ist, ist doch berechenbar. Beispielsweise 
kann ich ausrechnen in welchem Zustand ein nur instabiles System sich in 
t+x sec befindet (zb. bei einem Oszillator, der ja im Prinzip auch so 
etwas wie ein instabiles System ist (während er sich aufschaukelt)). Bei 
einem chaotischen System kann ich das nicht --> Die Zukunft ist 
vollkommen ungewiss

@ Robin,

genaugenommen ja.

Gruß
jonny

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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@Jonny Obivan

Zufall hat mit Chaos nichts zu tun. Unter Zufall subsummiert man 
landläufig Störgrößen, die man nicht quantifizieren kann.

Ich würde sagen, daß das schwebende System mustergültig linear ist, nur 
die Störgrößen aus der Umwelt - Erschütterungen, Luftbewegungen etc. pp. 
- werden vom Regler kompensiert. Von Chaos ist da nicht die Spur.

http://de.wikipedia.org/wiki/Chaos_%28Mathematik%29 :
Im mathematischen Sinne wird ein Prozess als chaotisch bezeichnet, wenn 
Systemvariablen des Prozesses zu einem beliebigen Zeitpunkt mit 
exponentieller Geschwindigkeit divergieren.

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Uhu Uhuhu wrote:
> @Jonny Obivan
>
> Zufall hat mit Chaos nichts zu tun. Unter Zufall subsummiert man
                                                   ^^^^^^^^^^^
> landläufig Störgrößen, die man nicht quantifizieren kann.
                                       ^^^^^^^^^^^^^^

Da muss ich erstmal das Wörterbuch rauskramen ;)

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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@ Robin Tönniges

Nein, im Idealfall sollte die Regelung nicht schwingen.

Zwar gibt es bei einem Zeitlich konstanten Magnetfeld keinen Punkt an 
dem die Kugel sicher schweben würde, jedoch ist das Magnetfeld durch die 
Regelung nicht mehr Zeitlich konstant, sondern es werden Störungen 
ausgeregelt.

In dem PDF über Diamagnetismus aus der Spektrum war das sehr gut 
beschrieben. Dort wurde das Magnetfeld als Berg beschrieben, theoretisch 
ohne Störung müsste die Kugel oben auf dem Berg bleiben, aber sobald 
eben nur die geringste Störung auf die Kugel wirkt rollt sie an irgend 
einer seite runter. Nun musst du es durch die Regelung schaffen oben auf 
dem Berg einen kleinen Krater zu erzeugen. Wenn du das geschafft hast, 
reichen kleine Störungen nicht mehr aus, um die Kugel aus dem lokalen 
Minimum zu befördern.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@UHU,

Wiki sagt:

Die Chaosforschung (auch: Theorie komplexer Systeme oder 
Komplexitätstheorie) ist ein Teilgebiet der Mathematik und Physik und 
befasst sich im Wesentlichen mit Systemen, deren Dynamik unter 
bestimmten Bedingungen empfindlich von den Anfangsbedingungen abhängt, 
so dass ihr Verhalten nicht langfristig vorhersagbar ist. Da diese 
Dynamik einerseits den physikalischen Gesetzen unterliegt, andererseits 
aber irregulär erscheint, bezeichnet man sie als deterministisches 
Chaos. Chaotische Systeme sind nichtlineare dynamische Systeme.

Meines Erachtens trifft dies auf den Magneten mit Gegenstand zu. 
Geringste Änderungen der Anfangsbedingungen (minimalste Abweichungen 
nach oben oder unten um Atomlängen) verändern den Zustand des Systems in 
der Zukunft radikal!
Zudem spielen Luftturbulenzen (nichlineare Systeme) welche mit dem 
Gegenstand interagieren eine wesentliche Rolle. Und wie wir alle wissen 
sind Turbulenzen und Luftströmungen hochgradig nichtlinear und 
chaotisch.

Google mal nach Magnetpendel --> typisches chaotisches System das immer 
wieder im Physikunterricht beispielhaft als Solches vorgestellt wird.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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@ Jonny Obivan:

Vielleicht solltest du dir mal die Stellgröße auf einem Oszi ansehen. 
Wenn die Änderungen der Stellgröße wirklich ein Sinus ist, dann deutet 
das nicht gerade auf Chaos hin, oder?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@uhu,

Ich meinte doch das das ungeregelte System chaotisch ist (bezog sich auf 
die Idee von Danteln die Regelung(und damit die Sensoren) nicht zu 
benötigen) ;))

Das System mit Regelung ist natürlich nicht chaotisch :)

haben wir uns ev. auch missverstanden.

Also nochmal: Der Gegenstand unter einem Magneten, dessen Stärke nicht 
in Abhängigkeit vom Ort des Gegenstandes geregelt wird ist ein 
chaotisches System. Das System mit Regelung ist nicht chaotisch.

Grüße
jonny

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Jonny Obivan wrote:
> haben wir uns ev. auch missverstanden.

Nein haben wir nicht. Ohne Regelung können Störungen nicht kompensiert 
werden und das Teil geht in eine seiner beiden Extrempositionen. 
Chaotisch ist es deswegen noch nicht unbedingt - dafür reicht schon ein 
labiles Gleichgewicht.

Ein chaotisches System bleibt aber auch mit Regelung chaotisch. 
Allerdings bewirkt die hohe Empfindlichkeit der Parameter, daß ein 
Regler das System mit minimalem Energieaufwand auf jede mögliche 
Trajektorie zwingen kann - das ist eigentlich eine sehr angenehme 
Eigenschaft...

Aber ensthaft: Wie kann man entscheiden, ob das System chaotisch ist, 
oder nicht?

Autor: juppi (Gast)
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Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ uhu,

mhh- aber die Parameterempfindlichkeit ist doch bei einem Gegenstand der 
unter dem Magneten schwebt extrem hoch. Wenn sich ein Atom auf meinen 
Gegenstand setzt, fällt er runter. Wenn eine Mücke von unten gegenpustet 
knallt er oben gegen den Magneten. Die Bedingung der Nichtlinearität ist 
gegeben.

Die Umgebungsparameter (Luftwiderstand, Turbulenzen in der 
Umgebungsluft) muss man doch zu dem System hinzuzählen (wenn man das 
System nicht idealisiert also real betrachten will). De Fakto würde ich 
also sagen das es sich um ein chaotisches, nichtlineares System handelt.

oder um ein instabiles System mit chaotischen Anteilen?

Grüße
jonny

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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@ Jonny Obivan:

Ich glaube nicht, daß sich die Nichtlinearität von Luftströmungen auf 
das schwebende Teil überträgt: Als Folge einer Luftbewegung wirkt eine 
Kraft auf den Gegenstand - dann gilt F = m*a und das ist schön linear.

Das einzige, was an dem System nicht unbedingt linear ist, ist die 
Geometrie des Feldes des Magneten und die muß sich nicht unbedingt 
destabilisierend auswirken, weil die Feldlinien nach oben auf den Kern 
konvergieren.

Meine Frage

   Wie kann man entscheiden, ob das System chaotisch ist, oder nicht?

scheint eine echte Preisfrage zu sein...

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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> Wie kann man entscheiden, ob das System chaotisch ist, oder nicht?

> scheint eine echte Preisfrage zu sein...

@uhu, stimmt... Scheint auch eine tendenziell philosophische  Frage zu 
sein. Auf jeden Fall lohnt es sich mal drüber nachzudenken. Ist schon 
eine spannende (und vermutlich doch nicht ganz so triviale) Sache.

Für mich war ein System immer dann chaotisch wenn es dynamisch, 
nichtlinear (kleine Änderungen der Anfangsbedingungen haben große 
Auswirkungen auf die Parameter zur Zeit t+x) und daher auch zu einem 
gewissen Grad unvorhersehbar war. Klassische Beispiele:

Klimamodelle, Magnetpendel etc…

Und wenn ich die Bedingung Fmagnet + m*g = 0 herstelle und den 
Gegenstand loslasse ist das Ergebnis ungewiss (Niemand kann sagen in 
welchem Zustand sich das System zum Zeitpunkt t+x befinden wird).

Gruß
Jonny

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Nochmal zum eigentlichen System zurück:

Könnte man nicht eigentlich auch mit einem Wechselfeld nicht 
Ferromagnetische Stoffe schweben lassen? Durch die Wirbelströme müsste 
doch das zu schwebende Objekt auch ein Magnetfeld aufbauen. Dadrüber 
denke ich schon die ganze zeit nach ;)

Realisieren könnte man das mit einem Schwingkreis, den man von außen 
anregt. Im Resonanzfall sollte die Kraft maximal sein, wenn man etwas 
neben der Resonanzfrequenz anregt sollte die Kraft geringer sein.

Oder liege ich da gerade total falsch?

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hauke Radtki wrote:
> Nochmal zum eigentlichen System zurück:
>
> Könnte man nicht eigentlich auch mit einem Wechselfeld nicht
> Ferromagnetische Stoffe schweben lassen? Durch die Wirbelströme müsste
> doch das zu schwebende Objekt auch ein Magnetfeld aufbauen. Dadrüber
> denke ich schon die ganze zeit nach ;)
>
> Realisieren könnte man das mit einem Schwingkreis, den man von außen
> anregt. Im Resonanzfall sollte die Kraft maximal sein, wenn man etwas
> neben der Resonanzfrequenz anregt sollte die Kraft geringer sein.
>
> Oder liege ich da gerade total falsch?

Hallo Hauke,
sollte eigentlich gehen, denke ich auch
Gruß
Axelr.
http://www.axelr.de.vu/
http://freenet-homepage.de/Yetirobot/prpclk.html
http://freenet-homepage.de/Yetirobot/images/resona...

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Hauke,

interessante Idee. Aber dann müsste man das Objekt über dem E-Magneten 
schweben lassen oder? Die im Objekt induzierten Ströme sind ja stets so 
gerichtet, dass das von diesen erzeugte Magnetfeld der Ursache 
entgegenwirkt.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Axel Rühl wrote:
> http://www.axelr.de.vu/

Wenn du mal eine völlig verunglückte Homepage sehen willst...

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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das sieht man öfter mal in wissenschaftlichen Sendungen. Z.B. die 
Bratpfanne, die über einer Batterie von vielen Elektromagneten schwebt 
und in der dank Wirbelstromverlusten gleichzeitig ein Spiegelei brät.
Sehr bekannt ist auch die etwas merkwürdig gewickelte Induktionsspule, 
in der  eine Metallschmelze in der Schwebe gehalten wird.

Jörg

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Schwebende Metallschmelze ... DAS wär mal n hingucker fürs Zimmer ;)

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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>Schwebende Metallschmelze ... DAS wär mal n hingucker fürs Zimmer ;)

Definitiv!

Vielleicht lässt sich mit den Ferrofluiden so was erreichen, wenn die 
Oberflächenspannung stimmt.
(http://de.wikipedia.org/wiki/Ferrofluid)

Kann man das eigentlich normal käuflich erwerben? - Habe noch nicht 
gesucht...

Wie kriegt man das Zeug eigentlich von einem Permanenmagneten ab?

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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>Kann man das eigentlich normal käuflich erwerben? - Habe noch nicht
>gesucht...

Ok kann man (eBay) - kennt einer eine Adresse, wo das bezahlbar ist? Mir 
kommen da gerade ganz viele Ideen :)

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Uhu Uhuhu wrote:
> Axel Rühl wrote:
>> http://www.axelr.de.vu/
>
> Wenn du mal eine völlig verunglückte Homepage sehen willst...

achduguck,
was'n das?
kA

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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> Wie kriegt man das Zeug eigentlich von einem Permanenmagneten ab?

Gar nicht ;)

Scherz beiseite - Ich glaube man kann Ferrofluide auch selber 
herstellen. Ansonsten ist sowas auch käuflich (aber nicht grade billig). 
Ich würde dann vermutlich einen Plexiglaskasten unter meinen E-Magneten 
stellen, damit es keine Sauerrei gibt, wenn mein Ferrofluidtropfen 
versehentlich doch nicht schwebt und schlimmstenfalls am E- Magneten 
klebenbleibt. Also immer eine dünne Trennschicht zwischen Ferrofluid und 
Magnet! Jeder kennt die Sauerrei die es gibt, wenn Eisenpulver an einen 
Magneten gerät - wie das bei einer Flüssigkeit ist kann man sich ja 
denken g.

Ansonsten kommen mir da auch einige Ideen. Es ist bestimmt sehr hübsch 
eine Konstruktion mit schwebender Flüssigkeit auf dem Schreibtisch 
stehen zu haben.

Grüße
Jonny

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Hab bei uns an der Uni mal nen netten vortrag dadrüber gehört.
Ferrofluide sind schweine teuer, und anscheinend nicht ganz einfach 
selbst herzustellen, wobei ich nciht sagen will, dass es nicht geht ;)

Das Problem wird sein, die Ferrofluide entmischen sich nach einer Zeit, 
evtl. Tropft dann die fliegende Kugel ;)

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Axel Rühl wrote:
> Uhu Uhuhu wrote:
>> Axel Rühl wrote:
>>> http://www.axelr.de.vu/
>>
>> Wenn du mal eine völlig verunglückte Homepage sehen willst...
>
> achduguck,
> was'n das?
> kA


<OT>
ich hatte damals für Yetisports III einen Robot geschrieben, welcher 
Höchstpunktzahlen garantieren konnte.
War ein recht umfangreiches Delphiprojekt.
Leider liess sich der Ordner bei freenet nun nicht mehr zurückbenennen.
Also habe ich die de.vu als "Umleitung genommen.
Das das am Ende kauderwelsch ergibt, dachte ich mir schon fast.
Bei mir kommt das "Erfahren Sie mehr..blabla" nur ganz kurz und dann 
siehts aus, wie es aussehen soll.
</OT>

Naja egal.
Hast sich jemand mal die Schaltung angesehen?
http://freenet-homepage.de/Yetirobot/images/resona...
Sollte so ganz ohne Kontroller eigentlich auch funktionieren.
Ichhabe am WE den Kern der Laugenpumpe unserer alten Waschmaschine 
gefunden.
ist ein U-Schnitt mit zwei nebeneinander liegenden Spulen drauf.
Ist allerdings für 220V ausgelegt.
Kann ich ja mal friemeln, melde mich...


Axelr.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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OT:

Axel Rühl wrote:
> Uhu Uhuhu wrote:
>> Axel Rühl wrote:
>>> http://www.axelr.de.vu/
>>
>> Wenn du mal eine völlig verunglückte Homepage sehen willst...
>
> achduguck,
> was'n das?
> kA

Kann es sein, daß du die Seite mit einem Baukasten gebastelt hast?

Sollte man nicht machen, kommt nur Mist dabei raus, vor allem, wenn das 
Teil für diesen weit verbreiteten, aber mit maximaler Ignor- und 
Arroganz gebastelten Browser geschrieben wurde.

Im Ernst: Bilder in einer Scrollbox - das ist doch völliger Blödsinn. 
Als könnte ein Browser nicht von Haus aus Rollen...

Nimm doch Kompozer - damit kriegst du es auch ohne großartige 
HTML-Kenntnisse 100 mal besser hin, als mit einem Baukasten.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Ist mitm NVU gemacht worden.
Bei meinem Firefox2.0.0.14 sieht alles prima aus (naja bis auf die kurze 
Weiterleitung durch de.vu.)

Geh mal direkt auf die freenet Seite
http://freenet-homepage.de/Yetirobot/
ist alles in Tabellen gepackt und ohne viel Schnickschnack gemacht. 
Direktlink auf die Fotos usw. Da ist auch kein Scrollbalken odersowas.

Den Baukasten kannste vergessen, ist klar. Hatte ich schon mitbekommen.
Daher hatte ich mir den NVU Komoster installiert.

wer weiss, was da bei deinem Browser verstellt ist, k.A.

Gruß
Axelr.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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In meinem Browser ist nichts verstellt. Das ist Firefox 2.0.0.14 unter 
Ubuntu 7.10.

Das liegt wohl an dem iframe, in das die Seite reingezogen wird.

Autor: eProfi (Gast)
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Zurück zum Thema:
"Vor allem weil an der Diode ja im schlimmsten Fall 0,7V Spannung
abfallen, die der Elko in verkehrter Polarität abbekommt. Auf Dauer
könnte das dem Elko wehtun. Ich weiß aber nicht ob sich der Elko
überhaupt so weit entläd.

Wenn der Kondensator die PWM-Spannung glättet, bekommt die Spule nicht
diese aprupten Flanken ab (sondern nur einen langsamer schwankenden
Mittelwert).
Oder sehe ich das falsch?
"

Tut mir Leid, aber ein C parallel zur Spule ist ziemlicher Unfug.

PWM im Zusammenspiel mit einer Spule bewirkt, dass ein konstanter Strom 
fließt, aber die Spannung eine Rechteckspannung mit Amplitude = VCC sein 
muss. Mit C wird die Endstufe ein Kuddelmuddel aus analog und digital.
Das soll wie eine Class-D-Endstufe funktionieren.


Ein Freund baute mal vor langem ein solches Teil analog, funktionierte 
ohne viel Abgleich erstaunlich gut.
Auch er verwendete als Magnet einen EI-Trafo, von dem er den I-Kern 
abtrennte. Die Primärwicklung und Sekundärwicklung in Reihe geschaltet 
(richtigherum, so dass die Felder sich addieren).

Meiner Erfahrung nach ist die Kupfermenge entscheidend für die effektive 
Stärke des Magneten. In der Arbeit verwenden wir sogar rechteckigen 
Draht, um durch hohen Füllfaktor möglichst viel Kupfer auf den Kern zu 
bringen.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo eProfi,

Den Elko habe ich vorher anders angeschlossen - also an Source und den 
anderen Anschluss der Last. Leider hatte ich dauernd Störungen auf dem 
µC (Die auch durch Maßnahmen wie Abblock-C nicht zu verhindern waren) 
Ich habe dann kurzerhand den Elko parallel zur Spule 
angeschlossen(Beinchen hoch und festgelötet). Seitdem funktioniert die 
Reglung einwandfrei und es gibt nicht die geringsten Probleme oder 
Störungen.

Selbstverständlich hast du Recht: Es ist keine unbedingt saubere 
Lösung(Das eine Spule Ströme glättet ist mir klar). Aber mein Instinkt 
sagte mir: Schließ den Elko parallel zur Spule an (da es dann 
funktionierte habe ich mir nicht die Mühe gemacht eine andere Lösung zu 
finden und da ist es mir auch ziemlich egal was "Unfug" ist oder nicht - 
Hauptsache es tut ;)) )

Die Realisierung mit analogen Rechnern (eine OP- schaltung ist nichts 
anderes als ein analoger Rechner, der Ableitungen berechnen kann für den 
D-Anteil und entsprechend den P-Anteil bestimmt) ist sicher das 
einfachste. Es ist einfacher einen Kondensator damit zu beauftragen ein 
Differenzial zu bilden als eine Ableitung im µC nachzubilden. Die Idee 
mit dem µC hat mich aber dennoch gereizt, da sie mit weniger Bauteilen 
auskommt und sich auch neue Möglichkeiten bieten. Eine 
Operationsverstärkerschaltung müsste immernoch an einen Treiber 
angeschlossen werden der die PWM generiert (Das macht direkt der µC).

Grüße
jonny

Autor: Daniel (Gast)
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die Frage mit chaotisches System ja oder nein scheint so
ähnlich zu stehen wie systematische und zufällige Fehler.
Je mehr Details man in die Systembeschreibung mitreinnimmt,
desto präziser wird die Vorhersage.

Ich mein, dass man ein Doppelpendel für ein chaotisches
System hält obwohl man es sehr schön mit den Differentialgleichungen
beschreibt. Nur wird leider die Trajektorie nach kurzem
Schwingen von der errechneten abweichen.

Ich würde auch sagen, dass ein Magnet in demselben Sinne
chaotisch ist. Obwohl er 2 stabile (klebend und unten)
und 1 labiles(frei hängend) Gleichgewicht hat.
So wie ein Würfel 6 stabile Endzustände einnimmt, und bei
allen Wurfbeschreibungen praktisch nicht vorhersagbar ist.

Gruss, Daniel

Autor: Analog (Gast)
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Könnt ihr mal die Daten eurer Aufbauten in eine Funktion der Leistung 
von Gewicht und Abstand überführen?
Das sind ja doch ganz schöne Heizungen!

Welches Verhalten zeigt der Regler wenn nichts die Lichtschranke 
unterbricht? voller Strom?

Kann man mit Fremdlicht die Regelung so durcheinanderbringen, dass das 
Objekt runterfällt? Ist das ein Sicherheitsrisiko wenn die Regelung dann 
voll aufdreht?

Ist eine induktive Abstandsmessung möglich?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Analog wrote:
> Könnt ihr mal die Daten eurer Aufbauten in eine Funktion der Leistung
> von Gewicht und Abstand überführen?

Bei meinem Aufbau:
Nur geschätzt, nicht exakt nachgemessen:
Gewicht->Leistung: In etwa linear
Abstand->Leistung: Vermutlich quadratisch, auf keinen Fall linear

> Das sind ja doch ganz schöne Heizungen!

Ja, trotz 50mm Lüfter sollte man das ganze nicht im Dauerbetrieb laufen 
lassen.

> Welches Verhalten zeigt der Regler wenn nichts die Lichtschranke
> unterbricht? voller Strom?

Ja.

> Kann man mit Fremdlicht die Regelung so durcheinanderbringen, dass das
> Objekt runterfällt?

Bei mir eher nicht, da ich eine sehr starke IR LED und einen 
Phototransistor mit Tageslichtfilter verwendet habe. Außerdem steck 
dieser etwa 2cm tief mitten im Holz. Das Licht müsste also schon 
ziemlich senkrecht da rein fallen, um den Sensor zu erreichen.

> Ist das ein Sicherheitsrisiko wenn die Regelung dann voll aufdreht?

Bei mir eher nicht, da die Software 10s nach dem Fehlen des Objekts 
(Sensorsignal nahezu voll ausgesteuert) den Strom abschaltet.

> Ist eine induktive Abstandsmessung möglich?

k.A. Ich denke der Sensor wird aber ziemlich durcheinanderkommen bei 
einem so starken Magnetfeld in der Nähe.

Autor: Max (Gast)
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Hallo,

bei der

SCHWEBENDE WELTKUGEL "C"
Artikel-Nr.:671157 - LN

von Conrad iat ein Hall-Sensor zur Abstandsmessung eingebaut. Ich kann 
diese
Kugel für Bastler nur empfehlen. Für 16.- Euro kann man eine sehr 
optimierte Kugel, eine Spule und ein Netzgerät verwenden.
Habe das schon ausgeschlachtet und verwendet.

Gruß
Max

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Ich werde demnächst mal bei einem Schrotthändler vorbeischauen. Jemand 
eine Idee wonach ich Ausschau halten könnte?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Jonny Obivan wrote:

> Ich werde demnächst mal bei einem Schrotthändler vorbeischauen. Jemand
> eine Idee wonach ich Ausschau halten könnte?

Nach alten Kugellagern, vielleicht von Tagebau-Großgeräten? :-)

Habe mal in der Schlosserei dessen gearbeitet, was jetzt die Laubag
ist.  Da waren Wälzlager normal, bei denen die Kegelrollen separat
von den Laufringen montiert wurden (keine Käfig) und jede Rolle so
ca. 10...15 cm lang war und wahrscheinlich 3...5 cm im Durchmesser.
Eine Kugel aus einem vergleichbaren Kugellager wäre sicher recht
imposant hier, aber der notwendige E-Magnet auch nicht zu verachten.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Mein erstes Objekt schwebt: Ein Deckel vom Einmalglas :D

Mein E-Magnet ist so etwa das unoptimalste was es gibt, ist eine Achse 
aus einem Laserdrucker :P mit 4 Lagen Kupferdraht umwickelt. Wird auch 
sehr schnell Warm leider, da muss noch was neues her.

Was mir noch aufgefallen ist:

Je näher ich das Objekt am Magneten schweben lassen will, desdo höher 
muss ich die verstärkung vom P und D teil wählen (D immer 10* größer als 
P), damit das ganze nicht schwingt. Woran liegt das? Muss man den P 
anteil vielleicht zu nem "E(xponentiellen)" bzw. Quadratischen anteil 
machen?

Autor: Kai G. (runtimeterror)
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Hey super - welche Windungszahl, wie viel Strom?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hey Hauke,

Klasse! Sieht super aus.

> Je näher ich das Objekt am Magneten schweben lassen will, desdo höher
> muss ich die verstärkung vom P und D teil wählen (D immer 10* größer als
> P), damit das ganze nicht schwingt.

Der D- Anteil ist ja nichts anderes als die Berücksichtigung der 
Geschwindigkeit des Objekts. Umso näher der Gegenstand am Magneten ist, 
umso größer ist dessen Beschleunigung (Geschwindigkeitsänderung) durch 
Änderungen des Magnetfeldes.

2 Newtonsches Axiom:
Kraft = Masse * Beschleunigung

-->

Beschleunigung = Kraft/ Masse

Der D- Anteil muss dafür sorgen, dass aprupte Positionsänderungen durch 
eine entsprechend starke Gegenmaßnahme gedämpft werden. Ansonsten geht 
das Schwingen los.

@ Jörg,

Hört sich interessant an. Ich grübel momentan noch ob sich auf dem 
Schrottplatz nicht auch ein guter E-Magnet finden lässt. Blöderweise 
habe ich vor ein paar Jahren mal einen richtig schicken E-Magneten 
weggeschmissen den ich zuvor mal auf nem Schrottplatz gefunden hatte. 
Der Magnet war allerdings nur eine Spule mit recht hoher Windungszahl 
auf einer Art kurzem Kunststoffrohr (Das Ganze Armdick) in das man 
Metall schieben konnte.

Grüße
Jonny

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ich würde für den E-Magneten wirklich nochmal nach einem alten EI-Trafo
suchen, bei dem sich das Blechpaket entfernen lässt, sodass du die
E-Bleche danach allein neu reinstapelst.

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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Hi,
russisches Postrelais(denke ich mal)
bei 10V=/ 8A!! schafft die Spule eine Büchse von 3cm Abstand nach oben
zu ziehen.

Kann mir mal einer ein Mostreibertyp für das Projekt nennen?

Wigbert

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo Wigbert.

hehe - russische Technik ist eben was stabiles 'g'

Ich habe als Treiber den BUZ11 genommen (ist aber nicht wirklich 5V 
tauglich und wird daher etwas warm). Der IRL3803 Power N-Kanal FET ist 
jedoch 5V tauglich und kann sogar bis über 100A schalten (für den Fall 
das du mit einer 5V PWM steuern willst sehr gut geeignet).

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Wigbert Picht wrote:

> bei 10V=/ 8A!! schafft die Spule eine Büchse von 3cm Abstand nach oben
> zu ziehen.

Nach wievielen Sekunden brennt die Spule durch ? Ich glaube kaum, dass 
die länger als ein paar Minuten durchhält.

> Kann mir mal einer ein Mostreibertyp für das Projekt nennen?

IRF540, IRFZ44, IRF1404 usw.

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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Dank Euch erst mal für die Treibertypen

@Benedikt K
>Nach wievielen Sekunden brennt die Spule durch ? Ich glaube kaum, dass
>die länger als ein paar Minuten durchhält

Ich wollte es genau wissen:
5 min Betrieb: 10V 8A erwärmte sich die Spule von ca 26°C auf 40,3°C

@Jonny Obivan
>hehe - russische Technik ist eben was stabiles 'g'

bin selbst ein bisschen positiv überrascht.

Wigbert

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Wigbert Picht wrote:

> Ich wollte es genau wissen:
> 5 min Betrieb: 10V 8A erwärmte sich die Spule von ca 26°C auf 40,3°C

Wie groß ist das Teil ? Ich hätte dem Bild nach auf 5cm Länge geschätzt. 
Wenn es aber 5 Minuten lang 80W verträgt, und nur 40° heiß wird, dann 
muss es aber sehr viel größer sein.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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hier mal meine aktuelle Version zur Ansicht.
Marmeladenglasdeckel mit breitem glatten Rand eignen sich besonders gut. 
Es gehen aber auch dünnwandige Hohlkörper in Form von Kugeln oder Dosen.
Der Magnet ist ein uralter Lautsprecherelektromagnet mit neu bewickelter 
Spule. Sowas dürfte heutzutage aber kaum noch zu bekommen sein, da 
entsprechend alte Radios inzwischen einen gewissen Sammlerwert haben und 
nicht mehr zum Ausschlachten zur Verfügung stehen.
Ähnlich gute Ergebnisse brachte ein "entjochter" E-78/32-Kern, der mit 
ca. 1000 Wdg. 0,4 mm Lackdraht bewickelt war und bei ca. 30 V, 500 mA 
betrieben wurde.
Um das Gerät kompakt zu halten, habe ich in der neuesten Version die 
Spule direkt mit Netzgleichspannung und PWM betrieben. Im Bild ist ein 
Lüfter neben dem Magneten zu sehen. Dieser ist wegen der kompakten 
geschlossenen Bauweise nötig.

Jörg

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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was lese ich da ab,

muss natürlich statt 8A ->0,8A heissen.


Ist mir jetzt peinlich !!!(wohl schon das Alter)


Wigbert

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Wigbert Picht wrote:

> muss natürlich statt 8A ->0,8A heissen.

;-)

Laut Aufdruck ist das Ding mit 0,38 mm dickem Draht bewickelt.  Bei
einer Stromdichte von 2,55 A/mm² wäre er mit 290 mA dauerbelastbar.

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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Danke für die "Nachhilfestunde" Jörg.
Ich denke das Relais ist eine ungefährliche Variante, und mit Kühlung
machbar.

Wigbert

Autor: paul (Gast)
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Lautsprechermagneten ...einer schwebt.

wer kann damit was anfangen?
Ist nicht von mir.

Autor: paul (Gast)
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Nachtrag

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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IRLZ 34N

Sind zwar nicht die billigsten, dafür ham se interne Dioden und sind bei 
5V schon ziemlich stark aufgesteuert.

Ich werd mir mal nen neuen Magneten basteln, ich denke meiner ist 
einfach so schwer zu regeln weil er so schwach ist.

Ich hab irgendwo noch nen riesigen U-Kern liegen von nem Demonstrations 
e-Motor .... eine Seite davon Verwendet könnte vielleicht gehen, muss 
das ding nur erst mal wieder finden :(

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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Ok, dass das ganze bei ir immer noch bei allen Einstellungen leicht 
geruckelt hat lag an dem Verrauschten (durch die PWM ansteuerung der 
Spule) Sensorsignal, Tiefpass und gut ;)

Autor: Niels J. (niels)
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Hallo,

da dieses Thema bei mir großes Interesse erregt hat, überlege ich nun 
auch, mir eine solche schwebende Kugel zu bauen und auch mal zu gucken, 
wie sich Ferrofluide dabei verhalten. Da ich hier schon öfter gelesen 
habe, dass sich E-Kerne gut für den Magneten eignen sollen, habe ich 
mich mal auf die Suche begeben und bin auf folgendes gestoßen:

http://de.farnell.com/1422748/elektrotechnik/produ...

Meine Frage wäre jetzt, ob sich dieser Kern dafür eignen könnte oder 
nicht.

Gruß

Niels

Autor: klodeckel (Gast)
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Wo ist mein Beitrag?

Also nochmal in kurz eine allgemeine Frage.

Wenn die Detektion des Objektes in einer Lichtschranke erfolgt, dann ist 
mein Positionssignal digital, also entweder innerhalb der Lichtschranke, 
oder eben außerhalb.
Warum wird dann ein stetiger (oder quasi-stetiger) Regler verwendet?
PD wurde mal genannt.

Sollte in dieser Anordnung nicht auch ein genügend schneller 
Zweipunktregler funktionieren?


guude

ts

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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klodeckel wrote:

> Wenn die Detektion des Objektes in einer Lichtschranke erfolgt, dann ist
> mein Positionssignal digital, also entweder innerhalb der Lichtschranke,
> oder eben außerhalb.

Kann man so machen.
Man könnte es aber auch so sehen:
Der Lichtstrahl ist ja nicht unendlich dünn und der Detektor hat
ja auch nicht eine unendlich kleine Fläche. Wenn nun die Kugel
in den Lichtstrahl einwandert, wird der Detektor abgeschattet.
Sein Ausgangssignal geht analog nicht schlagartig von Vcc nach
0 zurück, sondern es nimmt mit dem Grad der Abschattung ab.
Ausgangsspannung des Detektors an einen ADC -> der Wert vom ADC
ist ein Gradmesser dafür, wie tief die Kugel im Lichtstrahl steckt.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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> Sollte in dieser Anordnung nicht auch ein genügend schneller
> Zweipunktregler funktionieren?

Ich habe zunächst bei ersten Tests eine Zweipunktreglung softwaremäßig 
implementiert --> Schwingung entsteht --> funktionierte nicht.

Das Hauptproblem sind m.E die entstehenden Schwingungen. Durch das 
Ab/Anschalten wird dem Gegenstand "rythmisch" kinetische Energie 
zugeführt die zu einem Aufschaukeln führen kann. Das An/Abschalten ist 
auf Grund der Trägheit des Systems nicht sehr schnell. Man muss 
bedenken, das eine Spule ihr Magnetfeld nicht sofort abbaut und ein 
entspr. Spulenstrom immer noch eine Weile weiterfließt durch die 
Freilaufdiode. Genauso ist es auch mit dem Aufbau des Feldes --> es 
braucht Zeit.

Grüße
Jonny

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Niels Janson wrote:

http://de.farnell.com/1422748/elektrotechnik/produ...
>
> Meine Frage wäre jetzt, ob sich dieser Kern dafür eignen könnte oder
> nicht.

Geht prinzipiell zwar, ist aber nicht so gut geeignet. Diese Ferritkerne 
sind zur Leistungsübertragung bei hohen Frequenzen optimiert. Großer 
Nachteil von Ferrit ist die geringe Sättigungsinduktion (nur ca. 20-30% 
von Eisen).Für einen starken Elektromagneten brauchst Du aber gerade 
eine möglichst hohe Sättigungsinduktion. Deshalb gibt es keine 
vernünftige Alternative zu Weicheisenkernen für Elektromagnete.

Jörg

Autor: Max (Gast)
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Hallo,

ein Zweipunktregler geht sicher nicht. Es muss ein PD Regler sein.


Um auch die Kugelgeschwindigkeit zu bestimmen benötigt man einen Sensor, 
der großflächig ist.

Ich habe schon eine schwebende Kugel gesehen (es war in einem 
technischen Museum), bei der eine Lines beim Detektor angebracht war. 
Der Sensor ist bei dieser Konstruktion im Brennpunkt. Dadurch bekommt 
man einen größeren "Einfangbereich"


Gruß
Max

Autor: klodeckel (Gast)
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Kann derjenige, der so ein funktionierendes Teil hat vllt. mal den 
Ist-Wert vom Sensor oszillografieren, evtl. auch den Einschwingvorgang 
wenn das Objekt von unten herangeführt wird?

Wäre super, danke

ts

Autor: 3360 (Gast)
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Ich wolt schnell drauf hinweisen. Das System ist nichtlinear, benoetigt 
deshalb eine Linearisierung. Und dann ein Modell, .. die paar 
Gleichungen.

Autor: Max (Gast)
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Zum Sensor
ich habe die besten Erfahrungen mit einem großflächigen Sensor von 
Farnell.
Dieser ist aber nicht mehr erhältlich.

Mit einer BPW34 hat man 3 mm  Bereich zum Messen. Das ist die billige
Lösung.

Falls man etwas mehr investieren kann würde ich

http://at.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

empfehlen.



Zur Nichlinearität:

Falls  der Regelbereich z.B. 3 mm beträgt, ist die Anordnung praktisch
linear.

mfg
MAx

Autor: AC/DC (Gast)
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In dem aktuellem Elektor-Halbleiterheft S.10 ist ein ähnliches Projekt
beschrieben.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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also nun doch Solarzelle?

Die von ElEKTOR haben hier sicher mitgelesen.
"Ach, was schreiben wir denn ins aktuelle Heft? mal bei 
mikrocontroller.net nachlesen, was es da neues gibt"
Oder so ähnlich ;-)) bin mir gaanz sicher.

Gruß ;-)
Axelr.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Axel Rühl wrote:
> Die von ElEKTOR haben hier sicher mitgelesen.

Glaube ich nicht. Dann hätte das Heft weniger Fehler...


Das Problem an einer großflächigen Solarzelle ist, dass die Schaltung 
dann sehr empfindlich auf Streulicht reagiert.
Ein analoger Positionssensor ist bei Pollin günstig erhältlich:
Best.Nr. 120 404

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo zusammen,

Da ich schon länger mit einer IR-Diode rumhantiere und es ganz gut 
klappt, habe ich die Solarzellenvariante nicht mehr ausprobiert. Wenn 
man eine Solarzelle nimmt, sollte man eine sehr helle Lichtquelle 
verwenden (zb. Halogenstrahler der ja auch einen ästhetischen Nutzen 
haben kann). In der Hochschule hatten die einen Aufbau mit heller 
Halogenlampe und Solarzelle. Ich fände aber die Variante mit IR-Diode 
und ev. einem difusen Filter nicht schlecht. Eine Sammellinse ist auch 
eine Option.

Irgendwo weiter oben kam ja die Idee den Gegenstand zu bewegen (hoch und 
runter). Dann müsste man für langsamere Übergänge im Strahlverlauf 
sorgen, um den Bereich in dem das Bewegen möglich ist groß zu halten. 
Bei meinem jetzigen Aufbau ist der Bereich sehr klein (ich schätze mal 
ca. 5 mm).

@Axel,

das wär ja witzig. Meinst du die schauen hier im Forum extra nach 
Themen? Aber denkbar wär es natürlich schon.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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@Jonny

Was denkst Du, WER hier alles mitliest!

Viele Grüße (auch) an
DieterB., ThomasK., UweH., ClausZ. und HarryG.

Axelr.

Autor: Icke (Gast)
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http://4hv.org/e107_plugins/forum/forum_viewtopic.php?9059

Hat das mit Hallsensoren gemacht.
Gefällt mir persönlich auch besser als mit Photodioden, weils einfach 
eine witzige Idee und noch etwas exotischer ist.

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo,
ich habe mir sowas gebaut, allerdings ist die Regelung analog.
Wie einige Voredner habe ich einen EI Eisenkern genommen (gefunden)
Eisenkern: EI 150 zerlegt, die Is weggelassen und wieder geschichtet.
Die Kugeln sind ca 300 gr 4cm Durchmesser. Habe ich aus einer 
Kugellagerverwertung für Pfennige (ist schon lange her).
Lichtschranke(zw. Kugel und Magnet): LDR03 Photowiderstand mit ca 10mm 
Durchmesser in einem schwarzen Rohr um das Fremdlicht abzuschirmen und 
Photodiode (weiß) wie sie als Taschenlampe dient. Der PID Regler ist 
recht kniffelig.
Das Leistungsteil habe ich umschalbar analog/ PWM.
Analog wird der Transistor 2N3055 ganz schön warm....
Ich würde erstmal zum analogen Aufbau raten. Wenn dann alles geht, kann 
man mit dem Prozessor weiter machen.
Ach ja: Bei der Auslegung der Spule solltest du bedenken, dass die 
Betriebsspannung bei PWM ausreichend hoch sein sollte, um eine kleine 
Zeitkonstante zu erreichen. Sonst ist die Kugel schon aus der 
Lichtschranke gefallen, bevor sie das Magnetfeld zurückholen kann.
Spannung 24V Strom 5-8A. Nach einer halben Stunde muß ich abschalten.
Wenn mir noch jemand sagt wie ich *jpg dateien anhängen kann, gibt es 
Fotos.
Gruß
Wolfgang

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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> Wenn mir noch jemand sagt wie ich *jpg dateien anhängen kann, gibt es

Trag den Pfad im Eingabedialog unter Dateianhang ein, bevor du den 
Beitrag abschickst - wenn du Vorschau klickst, ist eine vorherige 
Eingabe dort wieder vergessen.

Es geht pro Beitrag nur ein Anhang.

Autor: Wattsi (Gast)
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Danke UHU

Autor: Daniel (Gast)
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wie kommt ihr auf den PD Regler?
müsste man dazu nicht erstmal das Streckenmodell haben,
um dann Übertragungsfunktion der gekoppelten Schleife
zu berechnen + ein paar Spezifikationen bezüglich
der Toleranz des Einschwingens usw?

Autor: Wattsi (Gast)
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Bisher: Viele Spekulationen, wenig Sinnvolles, noch weniger Reales.

Zu meinem Beitrag 2 bzw. 4 Beiträge weiter oben

Weitere Informationen zum Aufbau schwebende Kugel:

Die Wicklung des Magneten wurde mit 1,5mm Cul Draht gewickelt und hat 
ca. 2 Ohm. Kupferlackdraht bekommt man bei Motorwickeleien.
Du könntest aber auch im Wertstoffhof mal nach Trafos für Halogenlampen 
suchen. Die haben Primär- und Sekundärwicklung aus Sicherheitsgründen in 
getrennten Kammern. Vom EI-Kern das I abschneiden, wenn möglich die 
Primärwicklung entfernen und den so entstandenen Platz durch die 
Sekundärwicklung eines gleichen Trafos ersetzen. Fertig!
Übrigens steht im Deutschen Museum in München so eine Anordnung. Dort 
wird ein Rundeisenkern verwendet. Die Stromregelung erfolg mit einer 
Phasenanschnittsteuerung mit Thyristoren. Die Wicklungslagen der Spule 
sind mit Abstandshaltern voneinander getrennt, um Luftkühlung zu 
ermöglichen. Die Kugel ist 5kg schwer und hat am Magnetpol schon eine 
Menge Einschlagskrater hinterlassen!!! Das Verhältnis Durchmesser/Höhe 
der Spule ist wohl 2:1.
Als Spulenkern kannst du im Eisenhandel ein Stück Rundeisen abschneiden 
lassen.

BEDENKE!

Das Magnetfeld ist dem Strom proportional! Man müsste also eine 
Stromregelung einsetzen und nicht die Spannung schalten. Bei 
Schrittmotoren wird das gemacht, um die EMK und die Selbstinduktivität 
die sich dem Anwachsen des Stromes entgegenstellen, zu „überlisten“.
Daher haben SM einen kleinen Widerstand (1 Ohm) und können trotzdem mit 
Impulsbreitenregelung mit z.B. 35V betrieben werden. Dadurch könnte auch 
die Regelung für die schwebende Kugel schneller reagieren.

Zu diesem Beitrag gibt es eine Reihe von haarsträubenden Antworten, 
denen bis jetzt nicht widersprochen wurde. Das könnte bei anderen Lesern 
den Eindruck erwecken, dass sie richtig seien. Besondere Zahnschmerzen 
hat mit der Beitrag von

1. Axel Rühl bereitet:

Hantel??
Quatsch (Ihr kommt auf Ideen ;-))

Du brauchst mehrere Dünne, voneinander isolierte Bleche.
wie beim Trafo eben. Ist wohl auch eher kein ganz normales Eisen.

Gruß
Axelr.

Meine Meinung dazu:
Schließlich wird der Magnet nicht mit Wechselstrom betrieben, bzw. 
modulierten Gleichstrom, sondern im eingeschwungenem Zustand mit 
Gleichstrom, dessen Änderung kaum messbar ist.

2. Robin Tönniges:

Die Bleche beim Trafo sind nicht voneinander Isoliert. Meistens an der
Seite zusammengeschweißt oder so was.

Stimmt, wenn man mit einem Ohm-Meter misst. Für die Wirbelströme in den 
Blechen ist jedoch schon der Widerstand der Walzhaut der Bleche 
ausreichend hoch, um die Kernverluste klein zu halten.

3. mäxchen (Gast)
Die Bleche im Trafo sind klatgewalzte weissbleche. Diese leiten die
Feldlinien in ihrer Walzrichtung besonders gut. Darum sind sie auch viel
besser geeignet als irgendein Eisenstück.

Meine Meinung dazu:
Weissblech ist verzinntes Blech, zum Beispiel Dosenblech....
Ach hättest du nur geschwiegen!

4.Nochmal Axel Rühl:
Bei reinem Gleichstrom ist ein voller Eisenkörper sicher ok.
Du hast aber ein Wechselanteil in deinem Gleichstrom. Den brauchst Du ja
zum regeln. Und dann entstehen Wirbelstromverluste im Eisen.

Meine Meinung dazu:
Da kann ich der kompetenten Antwort darauf von Jonny Obivan nur 
zustimmen!
 Gruß
Wolfgang

Autor: Daniel (Gast)
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>Das Magnetfeld ist dem Strom proportional!

Du meinst das H-Feld. B(H) ist die bekannte Hysterse, die
eine grosse Steigung hat. Was mich interessieren würde ...
nachdem Eisen in Sättigung geht, wächst ja B von H linear an.
In diesem übersättigten Bereich wollen wir nicht arbeiten, stimmt' es?

>Man müsste also eine
>Stromregelung einsetzen und nicht die Spannung schalten. Bei
>Schrittmotoren wird das gemacht, um die EMK und die Selbstinduktivität
>die sich dem Anwachsen des Stromes entgegenstellen, zu „überlisten“.

verstehe ich ehrlich gesagt nicht. liegt vielleicht an mir und nicht
an der Ausführung.

Was mich noch interessieren würde ist, ob ich für die Strecke
einfach R und L in Serie annehmen kann .. oder auch die
Auswirkung der sich heben Masse mitreinnehmen muss. Schliesslich
entnimmt die nach oben gehende Masse die Energie aus dem Feld.
Was könnte man da für Differentialgleichungen aufstellen?

d{0.5*L*i(t)^2}/dt = -m*g*v(t) + u(t)*i(t) - R*i(t)^2

für die Leistungsbilanz

grüsse, daniel

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Bei einer laminaren Strömung gilt für eine Kugel:

F = 6*Pi*µ*r*v

µ = 18,2 μPa s für Luft
r = Radius der Kugel
v = Geschwindigkeit = dx(t)/dt

d{0.5*L*i(t)^2}/dt = -m*g*(dx(t)/dt) - 6*PI*µ*r*(dx(t)/dt)² + u(t)*i(t) 
- R*i(t)^2

Wer bietet mehr? ^^

Autor: Daniel (Gast)
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ich denke es fehlt noch die Abhängigkeit zwischen v(t) und i(t)
um es vollständig zu machen.

v ergibt sich ja aufgrund von Kraft und Kraft aufgrund von i

das Problem ist nur, dass die Kraft auf die Kugel von x und i abhängt.
also formal F(x(t),i(t)) = m*x''

Je tiefer die Kugel, so kleiner die Kraft bei gleichem i

ich werd mal bischen drüber nachdenken

grüsse, daniel

Autor: Daniel (Gast)
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man könnte ja den Ansatz F(x,i)=a*i/x^2 probieren.
nach Bauchgefühl sollte die Kraft quadratisch abfallen^^

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Daniel,

Ich grübel grade wie sich der Feldlinienverlauf auswirkt. Ich glaube 
nicht das man einfach per se von einem quadratischen Abfall ausgehen 
kann. Nehmen wir an, wir befinden uns innerhalb der Spule. Dort ist das 
B-Feld zunächst entlang der Spulenachse konstant und fällt dann dort, wo 
sich die Feldlinien "auffächern" um sich dann quasi "umzubiegen" und auf 
der anderen Seite der Spule wieder "zusammengedrückt" zu werden , ab. - 
jetzt mal ganz blumig ausgedrückt. Man kann das hier nicht wie bei einem 
Gravitationsfeld sehen, bei dem sich die Wirkung auf einer 
Kugeloberfläche aufteilt.

Es gibt ja tatsächlich Magneten, die ganz nahe am Magneten irre stark 
sind (da kann man zig Kilos drannhängen) und extrem schnell schwach 
werden, wenn man sich nur ein bischen entfernt --> Das liegt m.E. am 
Feldlinienverlauf.

Und dann gibts Magneten die in der Nähe auch nicht besonders stark zu 
sein scheinen, aber deren Wirkung weiter in den Raum hineinreicht.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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meine Pulmoll-Dose hängt sicher wie an einem Haken ;-))
(Man möge mir die Unordnung verzeihen)

Beide Spulen parallel 700mA bei 30Volt.

Gruß
Axelr.

edit:
ist ja kaum zu sehen, meine Unordnung .- ich hab' nichts gesagt

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Axel,

Kirsche schmeckt mir auch besser.

Ne im Ernst: Sieht aber gut aus! Ist der zweite Empfänger dazu da eine 
Kompensation bezügl. Umgebungslicht zu erreichen? Wieviele Windungen 
haben die Spulen zusammen?

Grüße
Jonny

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ohne Magnet oder ähnliches ist anscheinend kein niedrigerer 
Energieverbrauch möglich: 30V 0,7A sind 21W, ähnlich dem der anderen 
Aufbauten. Nur der Abstand scheint etwas niedriger zu sein, daher auch 
der kleinere Energieberbrauch.
Die Wahl der Spule ist also wirklich ziemlich egal. (Diese scheint jetzt 
sehr viele Windungen im Vergleich zu z.B. meiner zu haben).

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Ich habe die nicht selber gewickelt, zählen ist also eher schlecht ;-(
Das Gebilde war mal eine Laugenpumpe von einer Waschmaschine.
In der Ausbuchtung unten zwischen den beiden Polhälften lief der Rotor. 
Das war ein Magnet in Plastik, wo dann die "Schaufel" drann war.

Ich kann mal den Gleichstromwiderstand und die Induktivität messen.

edit, zu schnell auf SUBMIT gerückt.

der zweite Empfänger sollte mal gegenlich kompensieren.
Muss ich aber noch dichter drann setzen. War ich zu optimistisch.

Abstand ist noch etwas mehr drinn, wird aber "wacklig"

Autor: Daniel (Gast)
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Es liegt bestimmt am Feldlinienverlauf und deren Stärke.
Ich schätze mal eine grössere Schnittfläche würde homogenäres
Feld darunter erzeugen.

Vielleicht würde für die Kraft auch eine Approximation mit Polynomen
funktionieren. Je nach verwendetem Magnet, ergeben sich
dann andere Koeffizienten für Polynome. Das Problem wird
dann sein diese rauszufinden :)

Ich werde für meine einfache Approximation mal eine Simulation
probieren.

grüsse, daniel

Autor: Wattsi (Gast)
Datum:

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also was ich bis jetzt gesehn habe:
es soll also eine theoretische Kugel in einem thoretische Magnetfeld 
theoretisch zum schweben gebracht werden.
In theoretisch 100 Jahren wird es ja hoffentlich so weit sein, wenn 
weiterhin nur über Theorie gequatscht wird. Bis jetzt scheint ja noch 
nicht einmal ein E-Magnet real zu existieren.
Pack es an, sonst wird es nix und frage die Leute bei denen es 
funktioniert!

Autor: Hans (Gast)
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Wattsi (Gast)

Ist doch alles O.K.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Der Gleichstromwiderstand beträgt 47 Ohm und die Induktivität ist 
400mHenry.
Die Pulmoll Dose ist, nebenbei bemerkt, mit 3x R6 Akkus "beschwert".
Die Schaltung ist oben genannte, eingescannte Schaltung:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/preview/36053.jpg

BCW40 als Fototransistor, SC238(BC548), SF828D(bC639) und SD349(BD239) 
in der Endstufe auf einem kleinen ALU Winkel.
Der Strom regelt sich auf ca 550-600mA ein, überm Endstufentransistor 
fallen gut 3Volt im eingeregelteten Zustand ab. Wird alles seeehr 
warm...
Leider lässt die Originaldimensionierung keine große Regelung zu.
dreht man den Regler nur ein kleines Stück, wird bereits so viel 
Magnetkraft der Regelung überlagert, das die Dose sicher nach oben 
gezogen wird.
Wählt man den Abstand der Lichtschranke großzügiger, fängt die (noch 
unbeschwerte) Dose an auf-und ab zutanzen.
Ich werde den 680K mal gegen einen 2M2 tauschen. den 3K3 habe ich schon 
auf 18K gestzt, den 2u2 auf 680n herabgesetzt. Im Original hat die Spule 
ja auch nur 15Ohm, entsprechend sind höhere Ströme für die 
Treiberleistung erforderlich. Der BE-Widerstand 56 Ohm ist bei mir ein 
470 Ohm.
Man kann über die Betriebsspannung einiges erreichen. Aber das soll ja 
eigentlich nicht sein...

Lichtempfindlich ist es auch noch sehr. man bekommt mit Blitzlicht 
reproduzierbare, spektakuläre Abstände hin ;-))
Man muss nur die Lichtschranke mit dem Blitz treffen.

Hier habe ich die Unordnung nun aber doch etwas kaschiert ;-)

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Axel Rühl wrote:

> Wählt man den Abstand der Lichtschranke großzügiger, fängt die (noch
> unbeschwerte) Dose an auf-und ab zutanzen.

Genau so ist es bei mir auch. Ich habe daher auch die Version mit 2-3 
Akkus gewählt. Das hohe Gewicht erhöht den Stromverbrauch zwar stark, 
aber macht alles stabiler (da vermutlich aufgrund der hohen Masse die 
Dose langsamer wird). Die Regelungstechnik Profis müssten daher jetzt 
sagen können, was man an der Regelung ändern muss, um das ganze auch bei 
leichten Lasten stabil zu machen. Ich vermute fast, man müsste die Spule 
im 4 Quadrantenbestrieb betreiben, um die Leere Dose stabil zu bekommen.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum:

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> Die Regelungstechnik Profis müssten daher jetzt
> sagen können, was man an der Regelung ändern muss, um das ganze auch bei
> leichten Lasten stabil zu machen.

Ich bin zwar kein "Regelungstechnikprofi", würde aber spontan sagen, 
dass der D-Anteil größer werden muss. Ev. bringt es auch was die 
ermittelte Geschwindigkeit nochmal abzuleiten. Das kann man sich ganz 
einfach an dieser Formel klar machen:

a = F/m

Wenn die Masse geringer wird, wird auch die Beschleunigung größer.

Spontan würde ich sagen:
größere Beschleunigung ---> mehr Gezappel

Also:

Da "m" konstant ist, muss ich mittels der Reglung mein "F" anders 
gestalten.

Wenn ich hergehe und die Beschleunigung in meiner Regelung 
berücksichtige, dann müsste ich doch eine Variablität in der Masse 
ausgleichen können (laut obiger Formel). Wie wäre es denn wenn ich zu 
zwei verschiedenen Zeitpunkten die Geschwindigkeit messe und so ihre 
Steigung bestimme und dann diese Steigung, welche der Beschleunigung 
entspricht in meine Reglung einfließen lasse?

Das wär mal mein erster Gedanke dazu.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

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Die Gesamtverstärkung wird zu groß sein, denke ich.
Da die letzte Stufe als Emitterschaltung läuft, müsste man hier 'ne 
Gegenkopplung einbauen. Die Spule in den Emitter würde evtl. auch gehen, 
aber dann ist die Gesamtverstärkung unter Eins.
Ausprobieren...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Das Problem an der Mehrfachen Ableitung ist das Rauschen, das bei jeder 
weiteren Ableitung immer stärker zunimmt. Bei mehreren Messungen ist die 
zusätzliche Verzögerung aufgrund der Messungen ein Problem. Diese 
Phasenverschiebung macht das ganze worst case instabil.
Man bräuchte also einen hochauflösenden (wenig rauschenden) ADC und eine 
kurze Messzeit.

Autor: Stefan (Gast)
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Mal ne blöde Frage, was erhofft ihr euch von der ganzen theoretischen 
Berechnung? Das ganze beruht ja darauf dass man die Bewegung misst und 
dadurch das Magnetfeld(änderung) berechnet.

Ist das Ziel dass die Kugel tatsächlich schwebt und nichtmehr pendelt?
Dann würde sie sich aber nichtmehr bewegen und man könnte auch keine 
Regelabweichung mehr messen. Das ganze ist also ein sinnloses 
Unterfangen.
Die Kugel wird so oder so schwingen und das kann man mit den bisherigen 
ansätzen ja schon wunderbar hinbekommen!

Also lasst man das ganze Theorie-Gequatsche und zeigt lieber mal 
Ergebnisse!

Natürlich braucht man anfangs mal ein Modell mit dem man den Regler 
bestimmen kann, und kommt dann darauf das ein PD Regler ausreicht. Das 
sollte an Theorie reichen...

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Stefan,

Prinzipiell hast du natürlich recht. Meine Kugel schwebt schon ne ganze 
Weile und bei einigen Anderen ja auch (ohne komplizierte Modelle). Ich 
finde es aber nachträglich immer schön, wenn man versucht das Ganze auch 
theoretisch besser zu verstehen um ev. Verbesserungen anbringen zu 
können (Manche neue Ideen kommen ja schon mal ganz plötzlich, wenn man 
sich intensiv Gedanken macht). Zudem machts auch mal Spaß einfach die 
Gedanken ein bischen treiben zu lassen. Die Schwingung ist bei meinem 
Aufbau recht klein mittlerweile (kann man nicht sehen, nur fühlen dann 
vibriert es). Aber dennoch habe ich auch ab und zu das Problem, dass 
sehr leichte und kleine Gegenstände ein wenig zappeln.

@ Benedikt,

Ich denke das ist das Problem. Ich vermute auch, dass bei nochmaliger 
Ableitung einfach das Rauschen zu groß wird.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Stefan wrote:

> Dann würde sie sich aber nichtmehr bewegen und man könnte auch keine
> Regelabweichung mehr messen.

Nicht ganz: Auch ein konstanter Wert ist eine Regelabweichung, den z.B. 
ein PID Regler ausregeln kann.

> Natürlich braucht man anfangs mal ein Modell mit dem man den Regler
> bestimmen kann, und kommt dann darauf das ein PD Regler ausreicht. Das
> sollte an Theorie reichen...

Bei mir reicht der eben nicht. Ich kann an P und D Wert drehen wie ich 
will, eine universell stabile Lösung habe ich noch nicht.
Ich vermute fast, dass meine Lichtschranke zu klein ist, und daher die 
Verstärkung in diesem kleinen Bereich zu hoch ist (Ich bekomme etwa 
1V/mm !)

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Könnte man nicht durch geschickten Einbau eines starken 
Permanentmagneten die zum Schweben notwendige elektrische Leistung 
reduzieren?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ UHU,

ich bin mir nicht sicher, aber man könnte ev. auch einfach einen 
Permanentmagneten als Kern für eine Spule nutzen. Allerdings ist ein 
solcher Kern ja extrem hartmagnetisch, wodurch sich wieder Probleme 
ergeben könnten.
Ummagnetisieren dürfte dann etwas schwer sein. Aber zum Regeln muss es 
ja nicht viel sein, da nur ein deltaF erzeugt werden muss.

Hat sowas schonmal jemand versucht?

Autor: klodeckel (Gast)
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Dann könnte man ja auch einen z.B. Stabmagneten zum schweben bringen. 
Die Parameter würden sich ändern, aber die aufzubringende Leistung durch 
das Gewicht wird wohl auch nicht kleiner.

guude

ts

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Benedikt,

bei mir hat es auch ein wenig geholfen den Sender oder Empfänger ein 
wenig versetzt zu plazieren(also nicht dieselbe Höhe) .

Autor: Frizz (Gast)
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@Uhu Uhuhu (uhu)
>Könnte man nicht durch geschickten Einbau eines starken
>Permanentmagneten die zum Schweben notwendige elektrische Leistung
>reduzieren?


Beitrag "Re: Schwebende Kugel"

Beitrag "Re: Schwebende Kugel"

Frizz

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Frizz wrote:
> @Uhu Uhuhu (uhu)
>>Könnte man nicht durch geschickten Einbau eines starken
>>Permanentmagneten die zum Schweben notwendige elektrische Leistung
>>reduzieren?
>
>
> Beitrag "Re: Schwebende Kugel"
>
> Beitrag "Re: Schwebende Kugel"

Und wie wirkt sich das bei der Energiebilanz aus?

Autor: Wattsi (Gast)
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Ich glaube, ein Permanentmagnet könnte die Leistungsbilanz aus folgendem 
Grund wesentlich verbessern:
Zu Beginn meiner Versuche habe ich die Verlustleistung am Transistor 
reduziert, indem ich einige Leistungswiderstände zum Transistor parallel 
geschaltet habe, dh. der Magnet war jetzt zu 50% dauernd erregt.
Den Rest hat dann die Regelung geschafft.
Nachteil: Wenn die Kugel erst mal am Magnet klebt, ist sie nur schwer 
wieder abzunehmen. Aber so einen großen Magneten hat ja noch keiner hier 
vorgestellt.
Übrigens eignen sich die Kugel aus der PC-Maus bestens.
Durch den Gummiüberzug bumst sie nicht so stark an den Magneten oder auf 
den Boden.

Autor: Wattsi (Gast)
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Das Zappeln der Kugel kann ich auch provozieren. Da ich einen analogen 
PID Regler verwende, kann ich das Zappeln auch wieder wegbekommen. Dazu 
muß ich alle 3 Glieder nachjustieren.
Also ein Verstärkungsproblem, wie weiter oben auch schon vermutet.
Übrigens ist die Reglung im eingeschwungenen Zustand so fein, dass ich 
mit dem Oszi weder am Fotowiderstand noch am Strommessshunt am Magneten 
ein Signal erkennen kann, weil das Rauschen schon überwiegt. Hat mich 
auch gewundert.

Autor: Wattsi (Gast)
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Stefan schrieb:
Die Kugel wird so oder so schwingen und das kann man mit den bisherigen
ansätzen ja schon wunderbar hinbekommen!

Stefan meinst du hinbekommen oder wegbekommen?
Schwingen wird sie wohl immer, aaber nicht fühlbar!
Wer würde denn einen Transrapid kaufen, bei dem man ständig ein Vibriren 
am Hintern spürt?

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Jonny
könntest du bitte einen Überblick geben zum aktuellen Stand deines 
Projektes?
was geht schon
welche Probleme wurden gelöst
welche Probleme bestehen noch
was möchtest du noch versuchen
Gruß
Wolfgang

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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nochmal ein Foto mitm Handy

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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und die Platine nochmal neu.
Ich habe mich entschlossen, nun doch etwas mehr Silizium zu verwenden, 
nachdem mir der "gute" SD349" abgeraucht war.

Wird die Spule zu heiss (nach gut 2Stunden), verändert sich deren 
Induktivität derart (geht gegen NULL), das die Schwingungen einsetzen.
Sonst ist alles noch sehr Lichtempfindlich.
Muss ich mir noch was mit dem zweiten Sensor ausdenken.

Bei dem jetzt relativ geringen Abstand ist der Strom im "eingehangenen" 
Zustand auf 450mA @27Volt eingependelt.

Gruß
Axelr.

Autor: Wattsi (Gast)
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Die Induktivität wird sich wohl nicht ändern, oder ändert sich was an 
der Windungszahl oder am Eisenkern? Das einzige was sich ändert ist die 
Temperatur. Der Leitwert von Kupfer ist temperaturabhängig. Also ändert 
sich im Ersatzschaltbild deiner Spule der Realteil, währen der induktive 
Widerstand gleich bleibt. Es ändert sich als die Impedanz.
Wie steuertst du denn deine Leistungsstufe an?

Übrigens ist lichtempfindlich ein Eigenschaftswort und dass schreibt man 
manchmal mit s und ab und zu mit ss...

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Wattsi wrote:
> Die Induktivität wird sich wohl nicht ändern, oder ändert sich was an
> der Windungszahl oder am Eisenkern?

Ich dachte im ersten Moment an die Curie-Temperatur, aber die liegt für 
Eisen bei 768°C. Rot glühen wird der Magnet wohl doch nicht...

http://de.wikipedia.org/wiki/Curie-Temperatur

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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dann habe ich mich bei der sinkenden Indutivität vom Ferritmaterial und 
dessen Eigenschaften kürre machen lassen. Dann isses wohl was anderes.

@Wattsi
ich bin hier nicht im Unterricht. Also lass deine 
Rechtschreibratschläge!

Seit wann schreibt man lichtempfindlich mit "ss" ??!?

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Axel Rühl wrote:

> Seit wann schreibt man lichtempfindlich mit "ss" ??!?

Schon immer - ist ein komplexes Wort und die beiden s sind im 
Imaginärteil ;-)

Autor: hihi (Gast)
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schreiben und lesen wollen gelernt sein.. vorsicht vor der 
überreaktion!

Autor: Wattsi (Gast)
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Tippfehler passieren jeden, hätte ich auch nicht kommentiert.
Aber dass man nach mind.9 Jahren Schule immer noch Rechtschreibprobleme 
dieser Art hat? Die Reaktion passt dazu. Schon mal ein 
Bewerbungsschreiben in der Form abgegeben?

Autor: j.... (Gast)
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Wattsi (Gast)

Besser sind hier fachliche Kommentare....
"Schwebende Kugel"

Gruß

Autor: eProfi (Gast)
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Also Leute, beim Lesen musste ich öfters mal laut lachen.

Zuerst eine Bitte: wenn Ihr Fotos macht, einen Meterstab oder etwas 
Anderes mit bekannter Größe mit drauf, damit man eine Vorstellung von 
der Dimension hat.

"passieren jeden,"
jaja, soeben ist einer passiert...  sollte wohl jedeM heißen.

"Schon immer"
Uhu, du bist einfach spitze!

"und dass schreibt man manchmal mit s und ab und zu mit ss..."

wobei sich das dass nicht auf Eigenschaftswort, sondern auf Axels ", 
das" bezieht, welches  -da es einen Nebensatz einleitet- ", dass" heißen 
hätte sollen.

Die Kugel im Deutschen Museum wollte ich auch nennen, das ist schon ein 
gewaltiges Teil. Drunter ist ein Sandkasten, damit sie etwas weicher 
fällt.
Soweit ich mich erinnern kann, ist die Steuerung ein riesen 19"-Schrank.

In der Arbeit haben wir dicke E-Kerne mit passender Wicklung drauf. 
Wollte ich schon lange mal eine Kugel dranhängen. Ein weiter wartendes 
Projekt.

@Stefan (Gast) Datum: 01.07.2008 15:25
Wenn man die Theorie versteht, optimiert sich's leichter.

"Wird alles seeehr warm..."
Optimalerweise bleibt der als Schalter betriebene Transistor kalt 
(zumindest bei Stömen dieser Größenordnung).

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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ach, Leute

keine sorge - ich hatte das schon richtig erkannt, das es sich um das 
dass mit den fehlenden zwei essen handelt und sich der Hinweis nicht auf 
das Adjektiv "lichtempfindlich" bezog. Denn hier wurde ja nur die 
falsche Orthographie gerügt.

Nicht umsonst habe ich das entsprechende Beiwort in meiner Antwort 
nochmal fett markiert.

Sehr wohl mit der Absicht, auf die völlig fehl platzierte 
Rechtschreibkontrolle durch Wolfgang hinzuweisen.

Schade, dasss es von Potsdam nach Zankenhausen knapp 600Kilometer 
sind...

Ich kann ihm aber gern eine Linkliste mit meinen letzten 2200 Posts per 
Mail schicken, da kann er ALLE meine Rechtschreibfehler korrigieren :-))

-----------------------

Es geht jetzt weiter mit schwebenden Kugeln und herabfallenden, laut 
scheppernden Pullmoldosen, hoffe ich.

@eProfi
Der Hinweis mit dem Metermaß ist übrigens sehr gut, werde ich in Zukunft 
berücksichtigen.
Leider waren die Lichtverhältnisse bei den letzten Fotos nicht so 
besonders.
Daher die etwas schlechte Qualität der Bilder.

wegen der Lichtempfindlichkeit des Systems ;-)

Gruß Axelr.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo zusammen,

ich habe den Ansatz einen Permanentmagneten als Kern für eine Spule zu 
nutzen nun mal weiterverfolgt und einen alten stabförmigen Dauermagneten 
von einem Dynamo (lag vor längerer Zeit mal auf dem Schrottplatz und 
diente als „Schraubenaufsammler“) mit Kupferlackdraht umwickelt.

Ich habe erste Tests mal gemacht und die Spule ans Netzteil angeklemmt. 
Man kann bereits bei 5 Volt/ 1A einen zumindest spürbaren Unterschied in 
der Stärke des Magnetfeldes erwirken (der Punkt bei dem ein Gegenstand 
abhebt verändert sich minimal). Der Abstand insgesamt, bei dem ein 
Gegenstand abhebt ist bei dem Dauermagneten bereits mindestens so groß, 
wie bei dem alten Elektromagneten (aus Hammer mit Draht umwickelt), der 
bei 15V ca. 3A gezogen hat.

Das macht einen Leistungsunterschied von

Alter Magnet: ca. 40W
Neuer Magnet: ca. 5W

Also Faktor 8.

Zudem wiegt der Hammermagnet viel mehr als dieser relativ kleine 
Permanent/Elektromagnet

Ich hoffe morgen mal Zeit zu finden das Ganze auszuprobieren. Die Frage 
ist halt ob der Regelanteil gegenüber dem Permanentanteil groß genug 
ist. Notfalls muss ich den Strom halt doch noch erhöhen. Wenn es klappt, 
ist es jedenfalls ne super Sache, da man so das Ganze bei akzeptablem 
Abstand dauerhaft betreiben kann (ohne dickes Netzteil und heiße Spule). 
Kann aber sein das es mit der Reglung etwas kritisch wird. Ich berichte 
dann mal was bei raus gekommen ist.

Grüße
Jonny

Autor: Stefan (Gast)
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@-geo-

Klingt sehr interessant mit dem Permanentmagnet als Spulenkern.
(Was) hat das ganze eigentlich für einen Nachteil (auch physikalisch 
gesehen)? Weil prinzipiell lässt sich so ja ein viel größerer Abstand 
erreichen.

Autor: Hagen Re (hagen)
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@Jonny: theoretisch müsste, wenn der Permanentmagnet die komplette 
Grundlast trägt, der Elektromagnet nur noch einen minimalen Steuerstom 
ziehen.
Irgendwo hier im Thread war ein Link auf ein Patent bei dem das Objekt 
(Permanentmagnet) oberhalb der Spulen/Permanentmagnetenanordung 
schwebte. Laut deren Patent ziehen die Korrekturspulen in der 
Idealruhelage Null Strom.

Gruß Hagen

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Hagen,
wenn der Magnet wirklich Null Strom zieht, dann hat er ja keine Wirkung 
mehr und er könnte wegeglassen werden. Also ein minimaler Strom wird 
wohl schon nötig sein. Steigt die Kugel, kann dieser veringert werden 
und die Schwerkraft zieht sie wieder nach unten.

Man könnte aber genau so gut eine Permanentmagnet von einem E-Magnet 
anziehen lassen (versuchsweise) dann erspart man sich das Wickeln der 
Spule.

Tipp an Jonny und alle die es mit e. Permanentmagneten versuchen wollen:

Im Wertsoffhof gibt es Mikrowellenöfen. Darin ist ein Magnetron. Daran 
sind 2 superstarke Ringmagnete ca. 55mm aussen, innen 21mm, 13mm hoch. 
Durch das Loch kann man eine 20mm Eisenstange stecken ca. 80mm lang und 
das herausschauende Stück mit der Steuerspule versehen

An eProfi
Stimmt, der Transistor sollt bei PWM kalt bleiben. Voraussetzung ist 
ausreichender Basisstrom bzw. Gatespannung. Sollte mal geprüft werden..

Noch ein wenig Humor nach Potsdam und Umgebung

Ich wusste noch garnicht, dass ich zu den Royals gehöre! Die spricht man 
nämlich in der 3. Person an:
Axel schrieb:
Ich kann ihm aber gern eine Linkliste mit meinen letzten 2200 Posts per
Mail schicken, da kann er ALLE meine Rechtschreibfehler korrigieren :-))
Wenn jetzt noch der rote Teppich ausgelegt wird komm' ich sogar nach 
Potsdam.
Nix für Ungut!

Autor: Roland Praml (pram)
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Man kann auch die Spule mit einer richtigen Endstufe ansteuern, also 
sowohl mit positiven als auch negativen Strom. Damit könnte man evtl die 
Wirkung des Magneten verringern, wenn die Kugel zu weit nach oben 
steigt.

Es wirken dann aber starke Kräfte auf die Spule und die Gefahr der 
Entmagnetisierung besteht ggf.

Gruß
Roland

Autor: Hagen Re (hagen)
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>Hallo Hagen,
>wenn der Magnet wirklich Null Strom zieht, dann hat er ja keine Wirkung
>mehr und er könnte wegeglassen werden. Also ein minimaler Strom wird
>wohl schon nötig sein. Steigt die Kugel, kann dieser veringert werden
>und die Schwerkraft zieht sie wieder nach unten.

Dieser Ausgleichstrom ist aber im idealfall null Ampere. Da aber 
Permanentmagnetsysteme in der Raumachse immer in einer Richtung instabil 
sind muß man das eben durch die Elektromagneten korregieren. Der 
E-Magnet wird also nur dann ein Magnetfeld aufbauen müssen wenn das 
Objekt aus der Idealposition  rauswandert. Somit werden die E-Magneten, 
sofern man sie schnell ausregeln kann, nur sehr kurzzeitig ein Feld 
aufbauen müssen und damit Strom ziehen. Die längere Zeit wandert das 
Objekt auf Grund seiner Trägheit langsam aus dem Idealpunkt heraus.

Es fließt also schon ein Strom durch die E-Magneten aber idealerweise 
nur für kurze Zeit gepulst bis sich das Objekt wieder in der 
magnetischen Ideallage befindet. Je näher das Objekt diesem Punkt kommt 
desto geringer wird der Effektivstrom durch die Spulen, bis er auf Null 
geht.

Ließ dir nochmal das 
http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=US20... durch

"...combination of electromagnets of near zero consumption at 
equilibrium.."

...nahe null Strombedarf der E-Magneten in Ideallage des Objektes zu den 
Permanantmagneten.
Aus meiner Sicht ist es dabei egal ob das Objekt oberhalb der 
Konstruktion schwebt oder wie hier im Thread unterhalb der Magneten.

Kannst auch mal nach Permanentmagnetische Kugellager suchen, die haben 
die gleichen Probleme. Auch bei diesen muß eine Achse andersweitig 
fixiert werden, zb. eben durch gesteuerte E-Magneten. Auch dort erreicht 
man einen Zustand bei dem diese E-Magnete fast keinen Strom mehr 
benötigen.

Gruß Hagen

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Jonny Obivan wrote:
> Das macht einen Leistungsunterschied von
>
> Alter Magnet: ca. 40W
> Neuer Magnet: ca. 5W
>
> Also Faktor 8.

Na das ist ein Wort...

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Stefan wrote:
> Mal ne blöde Frage, was erhofft ihr euch von der ganzen theoretischen
> Berechnung? Das ganze beruht ja darauf dass man die Bewegung misst und
> dadurch das Magnetfeld(änderung) berechnet.
...
> Also lasst man das ganze Theorie-Gequatsche und zeigt lieber mal
> Ergebnisse!

Das macht den Unterschied zwischen einem Ingenieur und einem Klempner...

Autor: j.... (Gast)
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@Uhu Uhuhu (uhu)

Denk daran  "nu mach mal"

LOL

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Hagen,
sehe ich auch so. Je näher die Kugel am Idealpunkt, umso kleiner der 
Korrekturbedarf, aber ganz ohne Korrektur geht's nicht, da sind wir uns 
doch einig und wenn es nur alle Paar ms ein Impuls ist. Es ist wenig 
aber halt nicht nichts.

Und uhu kann auch ganz schön austeilen, wenn's berechtigt ist..
Auch LOL

Autor: Hagen Re (hagen)
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>sehe ich auch so. Je näher die Kugel am Idealpunkt, umso kleiner der
>Korrekturbedarf, aber ganz ohne Korrektur geht's nicht, da sind wir uns
>doch einig und wenn es nur alle Paar ms ein Impuls ist. Es ist wenig
>aber halt nicht nichts.

Hängt dann von 2 Faktoren ab, also wie weit man den Strom reduzieren 
kann. 1.) von der Trägheit des schwebenden Objektes, jee träger desto 
langsammer sollte es aus dem Idealpunkt heraus abdriften
2.) geschwindigkeit mit der sich ein Korrekturmagnetfeld in den Spulen 
aufbauen lässt, schätze das Suplen mit Ferromagnetischen Schalenkernen, 
wie zb. für DC-DC Wandler oft benutzt, am besten sein dürften.

Und da ich dann die Spulen per PWM takten würde hiese dies das der 
Dutycycle dieser PWM je näher das Objekt am Idelpunkt ist immer geringer 
wird, bis schlußendlich 0% Dutycycle erreicht wäre.

> Also lasst man das ganze Theorie-Gequatsche und zeigt lieber mal
> Ergebnisse!

Zum Glück habe ich aber andere Projekte ;)

Gruß hagen

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Wattsi wrote:
> Und uhu kann auch ganz schön austeilen, wenn's berechtigt ist..
> Auch LOL

War nicht böse gemeint.

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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@Axel Rühl ,

ich hab Deine Schaltung nachgebaut. Habe allerdings den VT1 durch ein
Transistor ersetzt und steuere den mit einem Fotowiderstand an.
VT3+VT4 durch ein TIP 120 auf Kühlk.
Spule aus Relais 12 Ohm;10V; 0,8A = 8W in etwa bei unterbrochenen 
Strahl.
Ich wollte eine kleine Dose zum schweben bringen. Das ist wohl mein
Problem. Wenn ich das Ding festhalte, spürt man förmlich, das die
Reglung versucht die Dose im Lichtstrahl zu halten. Lasse ich sie
los, zappelt das Ding so stark, das es aus dem Lichtstrahl fliegt.
War zu erwarten!!

Da ich die Dose nur begrenzt beschweren kann, wollte ich die Reglung 
noch nachstellen.
2,2µ durch 220nF ersetzt

Das Poti macht meiner Meinung nach seine Arbeit, immerhin kann ich
bei unterbrochenen Lichtstrahl 0-50% U an der Spule einstellen, und
sorgt für "Auftrieb"

Alles arbeitet ordentlich analog, werd mal den Lichtempfänger eine 
Lochmaske verpassen, immerhin hat der Lichtstrahl bei mir ca 4mm 
Durchmesser, vielleicht bringt das was.

Ich nehme mal an, die Schaltung braucht eine Kugel mit relativ viel
Masse und ist dann träge.

Axel hast Du mal den Text zur Schaltung noch, wollte mal nachlesen.
Dank Dir mal schon.

Ansonsten: interessante Sache....


Wigbert

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Hagen,
aua! Kennst du das Fallgesetz nicht?
Alle Gegenständer fallen gleich schnell(im Vacuum).
Rechne doch mal aus, wie lange es dauert, bis ein Gegenstand den ersten 
mm gefallen ist.
Auch ein Schalenkern braucht eine Wicklung und die bestimmt u.a. mit der 
Permeabilität die Induktivität, die wiederum bestimmt wie schnell der 
Strom i.d. Spule ansteigen kann.
Für die schwebende Kugel sind die Reaktionszeiten, die mit einem 
Weicheisenkern zu erreichen sind, und wie alle bereits laufenden 
Aufbauten dazu beweisen, völlig ausreichend. Außerdem sind Ferrite 
spröde. Der erste Treffer mit der Kugel und der Kern ist beschädigt.
Ganz ohne Steuerstrom wird man nicht auskommen, ob du es nun glauben 
willst oder nicht.
Ich lasse mich aber gerne mit Argumenten vom Gegenteil überzeugen!

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
Datum:

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Wattsi wrote:
> aua! Kennst du das Fallgesetz nicht?
> Alle Gegenständer fallen gleich schnell(im Vacuum).
> Rechne doch mal aus, wie lange es dauert, bis ein Gegenstand den ersten
> mm gefallen ist.

Das ist aber in diesem Fall nur die halbe Miete:

   F = m * a   oder a = F / m

Je größer die Masse, um so weniger Beschleunigung bewirkt eine Kraft F.

Da als Störgrößen eigentlich nur geringe und variable Kräfte in Frage 
kommen, wirkt sich die Masse des schwebenden Gegenstandes durchaus 
stabilisierend aus.

Autor: Wattsi (Gast)
Datum:

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Hallo Wigbert,
nimm doch mal die Kugel aus deiner PC-Maus statt der Pullmolldose.
Am Durchmesser des Lichtstrahles liegt es sicher nicht! Ich verwende 
einen Photowiderstand mit ca. 10 mm Durchmesser und erhalte damit einen 
großen Bereich, in dem ich die Kugel schweben lassen kann.
Wenn die Kugel schwingen will, ist es ein REGELPROBLEM.
Aus eigener Erfahrung kann ich dir sagen, dass Variationen mit der 
Masse, mit dem Magneten und der Lichtschranke das Übel nicht beseitigen. 
Ich habe, um die Schwingungen zu dämpfen, die Kugel schon mal in einen 
Wasserbecher gelegt. Vergebens.
Was geholfen hat: lies mal die Seiten über Regeltechnik und wie man P,I 
und D  Glied richtig einstellt!

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo UHU,
Ich sehe 2 Möglichkeiten:
entweder die Kugel fliegt nach oben und knallt an den Magnet,oder sie 
fällt nach unten und damit aus dem Fangbereich und darauf habe ich mich 
bezogen.
Ist es nicht so, dass eine große Kugel nicht auch meht Eisen hat, und 
daher auch stärker angezogen wird? D.h. die wirksame Kraft ist nicht 
konstant sondern proportional der Masse, womit wir wieder beim 
Fallgesetz wären...

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
Datum:

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Wattsi wrote:
> Hallo UHU,
> Ich sehe 2 Möglichkeiten:
> entweder die Kugel fliegt nach oben und knallt an den Magnet,oder sie
> fällt nach unten und damit aus dem Fangbereich und darauf habe ich mich
> bezogen.

Ja, vie mehr Möglichkeiten hat sie wohl nicht...

> Ist es nicht so, dass eine große Kugel nicht auch meht Eisen hat, und
> daher auch stärker angezogen wird?

Das glaube ich nicht. Ich habe eine Halterung mit kleinen 
Neodym-Magneten gebastelt. Als erstes habe ich an beiden Seiten je einen 
Magneten befestigt, dann den einen Magneten durch ein 2 ct-Stück ersetzt 
- einen Unterschied konnte ich mit einfachen Mitteln nicht feststellen.

> D.h. die wirksame Kraft ist nicht konstant sondern proportional
> der Masse...

Ich denke, das kann man experimentell widerlegen:

Nimm einen (30 cm?) langen, dünnen Eisendraht und klebe ihn mit einem 
Ende an einen Permanentmagneten. Dann miß die Abreißkraft.

Dann wiederhole das Spiel mit einer Eisenmünze, statt dem Draht.

Autor: Hagen Re (hagen)
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@Wattsi:
>Ich lasse mich aber gerne mit Argumenten vom Gegenteil überzeugen!

Muß ich ja garnicht. Ich behaupte ja nicht, das in einem realen Aufbau 
der Strom durch die Spulen auf exakt 0 gehen wird, sondern in einem 
theoretischen Modell wird es so sein. Lese meine Postings richtig, den 
ich habe auch gesagt "vorausgesetzt die Spulen können das Magnetfeld 
schnell aufbauen". Der Strom kann also in der Realtität nahe 0 gehen, 
das hängt dann aber vom Material und Aufbau ab.

2.) Ob du eine Straßenbahn von Hand anschiebst oder abbremst, ob du 
diese Masse mit Magneten beschleunigst, ist egal, die Trägheitskräfte 
wirken bei beiden da das System nicht 
Masse-/Beschleunigungs-/Gravitationslos ist. Ergo: wird es auch bei der 
schwebenden Kugel so sein, anders kann es ja garnicht sein. Die Zeit für 
diesen Trägheitsausgleich bestimmt wie groß quasi die räumliche 
Ausdehnung des Idealpunktes ist und somit die zeitliche Phase bei der in 
den Ausgleichsspulen kein Strom fließen müsste.
Die Trägheit des Aufbaues des Magnetfeldes in den Spulen wirkt dieser 
Zeitspanne entgegen, bzw. reduziert soit die räumliche Ausdehnung des 
Idealpunktes. Deshalb mein Vorschlag mit Spulen zu arbeiten die sehr 
schnell ein gerichtetes Magnetfeld aufbauen können, und das geht nunmal 
mit den entsprechneden ferromagnetischen Material besser als mit einem 
Eisenhammer als Kern. Davon abgesehen werden die Magnetisierungsverluste 
bei schnell gepulsten Magnetfeldern immer größer, noch ein Grund das 
entsprechend bessere ferromagnetische Material einzusetzen. Das dieses 
Material spröde ist und somit andere mechanische Probleme nun dazukommen 
hat erstmal nichts mit dem eigentlichen Model zu tuen.

3.) suche nach Permamentmagnet-Lagersysteme, dazu wirst du einiges an 
Ausarbeitungen im WEB finden, und in diesen dann auch den Fakt das 
solche Systeme im Idealpunkt fast kaum Strom durch die Spulen haben. Ok, 
faiererweise muß gesagt werden das bei solchen Lagersystemen auf Grund 
der hohen Rotationen der Achssysteme ebenfalls eine mechanische 
Stabiliserung des Gesamtsystemes erreicht wird und damit die 
magnetischen Korrektur-/Fixierungskräfte auch abnehmen, eg. Strom durch 
die Spulen nimmt ab.

Gruß Hagen

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo UHU
tut mir leid, aber deinem Versuchsaufbau kann ich nicht folgen. Ich 
würde gelten lassen:
1.
kleine Kugel 2cm unter Pol auf e. Waage=G1
große  Kugel 2cm unter Pol auf e. Waage=G2
Magneten entfernen
2.
Gew. K1- Gew1= Anziehungskraft a1
Gew. K2- Gew2= A. a2

Wenn die Anziehungskraft masseunabhängig wäre, müsste a1=a2 sein.
Was hälst du davon?
Muß mir noch was einfallen lassen, wie ich den Versuchsaufbau 
gestalte...

Autor: Hagen Re (hagen)
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>Alle Gegenständer fallen gleich schnell(im Vacuum).

wenn sie denn auch fallen. Bevor das aber eintritt wurden sie in die 
entgegengesetzte Richtung erstmal beschleunigt und müssen dann erstmal 
"abgebremst" werden um fallen zu können. Und dieser Moment sollte 
räumlich exakt in der Idealposition des Magnetsytemes liegen. Und dann 
bedeutet, größere Masse des Objekts = längere Verweildauer innerhalb des 
Idealpunktes = weniger Strom durch die Ausgleichsspulen.

Wenn du eine Kugel schräg nach oben wirfst ensteht eine Parabel und 
nicht Kreissegment. An der flachsten Stelle dieser Parabel, der 
Umkehrpunkt befindet sich bildlich gesprochen der Idealpunkt des 
Magnetsystemes.

Je schneller nun das Magnetsystem die Kugel innerhalb dieses 
Idealpunktes halten kann, desto geringer werden die Schwigungen der 
Kugel die man beobachten kann. Und wewnn das Magnetsystem mit mehr als 
100Hz das bewerkstelligen kann dann sieht es für uns so aus als ob die 
Kugel wie angegossen auf der gleichen Stelle schwebt. Und als 
Nebeneffekt muß der Strom durch die Spulen gegen 0 gehen.

Ach und eines noch: wir bzw. ich rede hier von einem System das die 
Hauptkräfte durch Permenetmagnete trägt und nur die Ausgleichskräfte per 
Spulen macht, so wie das Patent aus dem Link von oben.

Gruß Hagen

Autor: Hagen Re (hagen)
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Also die Idee ist es einen Permanentmagneten nur durch Permanentmagnete 
selber in der Schwebe zu halten. Dummerweise geht sowqas nicht, es wird 
immer eine räumliche Richtung geben in der das System ausbrechen wird. 
Ein vollkommenes Permentmagnetisches Lager ist in einer Richtung immer 
instabil und muß durch andere Methoden fixiert/korregiert werden. Und 
diese Korrektur macht man per E-Magnete. Diese sollen keine großen 
Hauptkräfte tragen, so wie bei den meisten Aufbauten hier, sondern nur 
das Objekt im Idealpunkt halten.
Vielleicht wirds jetzt klarer.

Gruß Hagen

Autor: j.... (Gast)
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war es so

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Hagen,
mir ist schon klar, worauf du hinaus willst.

bedeutet, größere Masse des Objekts = längere Verweildauer innerhalb des
Idealpunktes = weniger Strom durch die Ausgleichsspulen

Stimme ich zu
Aber! Wenn das Objekt mit größerer Masse vom Idealpunkt abgewichen ist, 
brauchst du auch größere Kräfte um es zurück zu bringen.
Du vertrittst die Meinung es geht ohne Strom und ich meine ganz ohne 
Strom geht es nicht und das habe ich von Anfang an so geschrieben. In 
den Abhandlungen heißt es ja wohl, dass der Steuerstrom gegen Null geht, 
das heißt aber nicht dass er 10min lang Null ist.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Wattsi wrote:
> Hallo UHU
> tut mir leid, aber deinem Versuchsaufbau kann ich nicht folgen. Ich
> würde gelten lassen:

Du mußt zwei Dinge auseinanderhalten:

1. Die Schwerkraft, die auf den schwebenden Körper wirkt
2. Störungen, die den Körper nach dem Einschwingen des Reglers
   aus der Soll-Lage bewegen.

Der Regler sorgt dafür, daß der Magnet genau so viel Strom erhält, daß 
das Teil schwebt. Dabei sind die Reglerparameter idealerweise so 
eingestellt, daß der Körper nicht schwingt.

Nun wird das System gestört durch:

  + Luftbewgungen
  + kleine Störungen über die Stromversorgung
  etc.

Angenommen, die Testkörper sind alle gleich groß, haben aber 
verschiedene Masse. Nun kommt eine Störkraft p. Wegen F = m* a wird der 
leichtere Körper stärker beschleunigt, als der schwere.


Zu meiner Überlegung mit Draht und Münze:

Der Draht hat einen sehr kleinen Wirkquerschnitt im Feld des Magneten, 
während der der Münze groß ist. Die Kraft ist abhängig vom 
Wirkquerschnitt, würde ich mal vermuten.

> 1.
> kleine Kugel 2cm unter Pol auf e. Waage=G1
> große  Kugel 2cm unter Pol auf e. Waage=G2
> Magneten entfernen
> 2.
> Gew. K1- Gew1= Anziehungskraft a1
> Gew. K2- Gew2= A. a2
>
> Wenn die Anziehungskraft masseunabhängig wäre, müsste a1=a2 sein.
> Was hälst du davon?
> Muß mir noch was einfallen lassen, wie ich den Versuchsaufbau
> gestalte...

Die Kraft, die du hier meinst, stellt sozusagen den Offsetstrom des 
Magneten ein, um die auf den Gegenstand wirkende Schwerkraft aufzuheben 
- es ist das, was auch ein Permanentmagnet bewirken kann.

Autor: Wattsi (Gast)
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Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
Datum: 04.07.2008 10:22


> Ist es nicht so, dass eine große Kugel nicht auch meht Eisen hat, und
> daher auch stärker angezogen wird?

Das glaube ich nicht. Ich habe eine Halterung mit kleinen...

Hallo Uhu,

Ich habe den o.a. Versuch durchgeführt.

1.Kugel 42g
2.Kugel 195g

Auf Briefwaage 5cm Styropor dadrauf K1. Zw. Magnet u. K1 1cm Styropor.
Magnet+Styro angehoben, bis Kugel nicht mehr folgen kann. Gewicht in 
diesem Moment abgelesen: 7g, Magnetkraft entspricht also 35g.
Bei K2 waren es 112g, Magnetkraft entspricht also 83g
Interessant wäre das mit Flacheisen zB. 1cm^2 und 5cm^2.
Sollte doch irgenwie proportional sein?

Autor: Hagen Re (hagen)
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>Stimme ich zu
>Aber! Wenn das Objekt mit größerer Masse vom Idealpunkt abgewichen ist,
>brauchst du auch größere Kräfte um es zurück zu bringen.

Richtig.

>Du vertrittst die Meinung es geht ohne Strom und ich meine ganz ohne
>Strom geht es nicht und das habe ich von Anfang an so geschrieben.

Nö ist nicht meine Meinung, kann es garnicht sein. Denn wie ich schon 
sagte ist ein Permentmagnet gelagertes System rein physikalsich immer 
ein instabiles System das ohne andere Ausgleichskräfte nicht stabil zu 
halten ist. Diese anderen Kräfte müssen regulierend einwirken also 
gesteuert und verbrauchen natürlich auch Energie. Dessen 
Energieverbrauch lässt sich aber sehr wohl reduzieren, nämlich im Ratio 
zu Regelgeschwindgkeit zu Masse des Objektes/Trägheit im Vergleich zu 
Verluste innerhalb der E-Magnete bei immer größer werdenden Strömen. Je 
kleiner der nötige Strom in den E-Magneten desto weniger Verluste.

>In den Abhandlungen heißt es ja wohl, dass der Steuerstrom gegen Null geht,
>das heißt aber nicht dass er 10min lang Null ist.

Korrekt.

Das was uns beiden zu kontrahären Ansichten bringt ist die Frage "welche 
Zeitspanne" meinen wir ?

Ich rede von einem Regelzyklus, also einem Zeitpunkt bei dem das Objekt 
durch den Idealpunkt beschleunigt wird, egal ob Gravitation der Erde 
oder beschleunigt durch die Magneten. Der Strom wird sobald das Objekt 
dem Idealpunkt immer näher kommt immer geringer bis er theoretisch auf 0 
geht.

Betrachtet man aber zb. 10 sekunden und man regelt zb. mit 1Khz dann 
ergibt sich natürlich kein Dauerstrom von 0A sondern ein Effektivstrom 
der abhängig ist von der Regelgeschwindigkeit und dem Objekt/Masse. Je 
schneller man regeln kann um so geringer wird die Drift des Objekts aus 
dem Idealpunkt heraus sein, ergo weniger nachzuregeln dafür aber 
häufiger, das reduziert schlußendlich den Gesamtstrombedarf da so die 
enormen Verluste innerhalb der Spoulen reduziert werden. Man benötigt 
dann aber Spulen/Ferritkerne die hohe Frequenzen vertragen ohne in die 
Sättigung zu gehen.

Eines dürfte klar sein, das Objekt schwingt immer, geht garnicht anders. 
Aber ob wir diese Schwingungen noch erkennen können ist eine andere 
Frage.

Gruß Hagen

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Wattsi wrote:
> Ich habe den o.a. Versuch durchgeführt.
>
> 1.Kugel 42g
> 2.Kugel 195g
>
> Auf Briefwaage 5cm Styropor dadrauf K1. Zw. Magnet u. K1 1cm Styropor.
> Magnet+Styro angehoben, bis Kugel nicht mehr folgen kann. Gewicht in
> diesem Moment abgelesen: 7g, Magnetkraft entspricht also 35g.
> Bei K2 waren es 112g, Magnetkraft entspricht also 83g
> Interessant wäre das mit Flacheisen zB. 1cm^2 und 5cm^2.
> Sollte doch irgenwie proportional sein?

Wenn es Kugeln sind, sind sie mit ziemlicher Sicherheit unterschiedlich 
groß und damit ist der Wirkquerschnitt unterschiedlich.

Nimm mal eine Kugel eine möglichst gleichgroße Eisenmünze und miß 
nochmal.

Meine Idee mit dem Draht bezweckt einfach, den Wirkquerschnitt klein zu 
machen und gleichzeitig zu verhindern, daß er vom Magneten quer 
angezogen wird.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Hab eine simple Variante des Versuchs gefunden:

Ich habe einen Neodym-Magneten, 10 mm Durchmesser und 4 mm dick.

Wenn ich eine 2 ct-Münze mit dem Rand (radial) dranklebe, bekomme ich 
sie ohne große Anstrengung wieder vom Magneten ab.

Wenn ich sie aber (axial) mit einer Seite anklebe, hält der Magnet so 
fest, daß ich die Münze seitlich wegschieben muß, um sie loszubekommen.

Also: Kleiner Wirkquerschnitt => kleine Kraft
      Großer Wirkquerschnitt  => große Kraft
   bei gleicher Masse des Testkörpers.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo zusammen,

Ich habe mal einen ersten Test mit meinem Permanent/Elektromagneten 
durchgeführt. Leider hat es noch nicht funktioniert. Es ist offenbar so, 
dass der Regelanteil gegenüber dem Permanentanteil zu klein ist und es 
daher sehr schwer ist eine Stabilität zu erwirken.

Ferner ergibt sich folgendes Problem:

Die Stärke des B Feldes eines herkömmlichen E-Magneten mit gewöhnlichem 
Eisenkern berechnet sich wie folgt: B = µ0*µ*H

Es ist nun aber so, dass der Wert für µ bei einem gesättigten Eisenkern 
praktisch zu 1 wird. Das ist so als hätte man eine Luftspule. Genau das 
ist hier das Problem, da der Permanentmagnet sich ja in der Sättigung 
befindet (Alle Elementarmagnete ausgerichtet = Sättigung). In Folge 
dessen ist das Verhältnis Magnetfeldänderung/Stromänderung entsprechend 
ungünstig.

Man müsste also besser eine Kombination aus gesättigtem 
Permanentmagneten und ungesättigtem Eisenkern nutzen.

Wattsi hat ja weiter oben die Idee gehabt einen Eisenstab durch einen 
Permanentmagneten zu schieben. Ich denke das dürfte besser 
funktionieren.

Wenn ich mal wieder mehr Zeit habe, versuche ich mal sowas zu 
kombinieren - ev. klappt das ja besser.

Grüße
Jonny

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Und wenn du als Objekt einen Permanentmagneten nimmst? Z.B. einen
kleinen Neodymagneten an einen Holzstab kleben, daß er sich nicht
einfach rumdrehen kann.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Das müsste gehen. Aber ich will ja beliebige ferromagnetische Objekte 
schweben lassen ^^

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Der Holzstab ist überflüssig. Kleb den Magneten innen in die P...-Büchse 
rein.

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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und sie schwebt doch.....

Wigbert

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Hagen,
letzendlich haben wir doch die gleiche Meinung. phuu bin beruhigt.

Hallo Jonny,
mir ist noch eingefallen, dass man nicht nur 2 Ringmagnete sonder auch 4 
oder 6 nehmen könnte. Dann würde der Magnet mehr einem Stabmagneten 
ähneln und die Feldlinien würden nicht so schnell umbiegen. 
Offensichtlich kommt man um eine Magnetisierung in Gegenrichtung nicht 
herum. D.h. man braucht eine Brückenschaltung oder 2 Wicklungen mit 
entgegen gesetzter Wickelrichtung. Der Lohn des Aufwandes ist dafür 
geringer Steurstrom. Bin gespannt.

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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noch mal eine bessere Ansicht,
interessant ist, das sich die Büchse zum Licht dreht, warum auch immer.

Wigbert

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Wigbert,
wie hast du die weiter oben angeführten Probleme gelöst?

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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@Wattsi,

ich habe die Betriebsspannung auf 30V erhöht und in Reihe zur
Spule eine Glühlampe gelegt. Die Reglung ist jetzt "feiner".
Den Lichtempfänger habe ich halb abgedeckt, und die Dose ist mit ein
paar Bleikugeln beschwert.
Alles in Allem zwar knifflig, aber die Dose schwebt ganz ruhig.

Eine Maus-Kugel ist zu schwer. Bedenke: Die Spule "tummelt" sich im 
ausgeregelten Zustand bei 5,4 V / 0,4 A. Abstand der Dose zum Kern
ca 8mm.

Übrigens:
die Ausrichtung der Dose kommt von dem hinteren Montageblech des Relais.

Wigbert

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Wigbert,
interessant.
Ich nehme an, dass das Abdecken des Sensors wie eine Verringerung der 
Verstärkung wirkt, also P ist jetzt kleiner.
Mit der Reihenschaltung Ohmscher Widerstand (Lampe) und Spule hast du 
die Impedanz verändert. Mit dem Vorwiderstand und der höheren 
Betriebsspannung erreichst du ein schnelleres Ansteigen des Stromes 
durch den Magneten > Regelzeit wird kleiner.
Das müsste auch mit korrekter Einstellung des PD Reglers möglich sein.
Als 1. Schritt bei der Einstellung eines PID Reglers wird nämlich ein 
Verringerung der Verstärkung im P-Verstärker empfohlen, bis die 
Schwingung aufhört.
Was meinen denn die Spezialisten in Regeltechnik dazu?
Jedenfalls hast du schon mal ein Erfolgserlebnis

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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@Wattsi

Die Verstärkung habe ich wirklich runter genommen allerdings
versorgt mein "Fototransistor" jetzt über 120 Kohm VT2.
Abdeckung das Sensors sollte den Lichtstrahl besser auswerten und
Fremdlicht fernhalten.
Mit der Glühlampe wollte ich eine höher Spannungsänderung der
Rückkopplung erwirken.

Jedenfalls ist mir eine Verbesserung des Regelverhalten gelungen.

Wenn der Körper erstmal schwebt, sind Arbeitspunkteinstellungen
wesentlich leichter durchzuführen.

Wigbert

Autor: eProfi (Gast)
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Also: gestern kurz den E-Kern aktiviert (12V 3A), allerdings ohne 
Regelung, nur um die Kraft zu probieren. Einfach mit einer Schnur eine 
dicke Mutter nach unten gezogen, bis dir Kraft zu gering war und die 
Mutter "abstürzte". 2 cm sind kein Problem.
Allerdings erachte ich einen E-Kern als suboptimal. Die Magnetfeldlinien 
haben einen kurzen Weg von Pol zu Pol.

K=Kugel, X=Kern, w=Wicklung, N=Nordpol  S=Südpol

E-Kern:
    XXXXXXXXXXXX
    XX wwXXww XX
    XX wwXXww XX
    XX wwXXww XX
    XX wwXXww XX
    XX wwXXww XX
    XX wwXXww XX
    SS wwNNww SS

         S
        NKN
         K



Besser wäre vermutlich ein "unterbrochener Ringkern":

    XXXXXXXXXXXX
    NN        XX
            wwXXww
    S       wwXXww
   KKK      wwXXww
    N       wwXXww
            wwXXww
            wwXXww
            wwXXww
            wwXXww
    SS        XX
    XXXXXXXXXXXX


ginge das auch?
    XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
    XX         NNN         XX
  wwXXww                 wwXXww
  wwXXww        S        wwXXww
  wwXXww       KKK       wwXXww
  wwXXww        N        wwXXww
  wwXXww                 wwXXww
  wwXXww                 wwXXww
  wwXXww                 wwXXww
  wwXXww                 wwXXww
    XX         SSS         XX
    XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX


Die Kugel wird doch in dem Feld ebenfalls zum Magneten.

Neue Ideen:

Ein Magnetarray, unter dem man die Kugel  Stab  Gegenstand tanzen 
lassen kann.

Evtl. auch drunter ein Array, sodass wirklich 3D möglich wird.
Das wär doch mal was (ähnlich 3D-LED-Cubes).
Was meint Ihr dazu?

Autor: Wattsi (Gast)
Datum:

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Hallo eProfi,

1. Vorschlag geht, Magnetkraft zieht nach oben, Schwerkraft zieht nach 
unten. Bei einem bestimmten Abstand heben sich die Kräfte auf: die Kugel 
schwebt. Wie in einem Beitrag weiter oben beschrieben ist das 
Gleichgewicht nicht stabil zu bekommen. Wie bei einer Kugel, die auf 
einer gewölbten Fläche liegt: sie rollt immer runter.
Durch die Regelung der Magnetkraft ist das Schweben jedoch möglich.

2. Vorschlag geht nicht weil keine Gegenkraft zum Magneten besteht.
3. geht ebenso nicht

Mögliche Kernformen:

Zylinderförmig, E- und U- förmig.

Ich könnte mir vorstellen, dass der U-Magnet am günstigsten ist, weil 
beide Schenkel bewickelt sind. In einem Aufbau wird ja auch sowas 
(Waschmaschinen Pumpe) verwendet. Die Kugel ruht dann im Magnetfeld wie 
in einer Hängematte...

Sollte nicht ein neuer Thread Schwebende Kugel2 aufgemacht werden?

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hallo alle zusammen,

ich habe jetzt mal die unteren Kernstummel abgesägt.
Jetzt sind es glatte Flächen unter den beiden Wicklungen.
Geht gleich viel besser! Zwar steigt der Strom um einiges, es sind aber 
nun größere Abstände zu erreichen.
Die Feldlinien scheinen jetzt günstiger "durch" die hängende Dose zu 
laufen.

@Wigbert

Sorry, das ich jetzt antworte, habe die Posts aus dem Mittelteil 
irgentwie übersehen.

Ich habe den 680K auf 1M erhöht.
Mit günstiger Anordnung der Lichtschranke und etwas geringer 
Betriebsspannung  konnte ich das Schwingen beseitigen. Die 
Gesamtverstärkung war einfach zu hoch. Wenn die Lichtschranke zu dicht 
am Magnet war, war auch die Kraft viel zu groß. Eben viel größer, als es 
nötig wäre, die Dose anzuheben. Geht man mit der Lichtschranke 2-3mm 
nach unten, passt es. Zusätzlich gibt man mit dem Poti etwas Offset auf 
den Magneten.
Ich kann sagen, dass es jetzt ganz gut funktioniert. Ich stelle dann die 
Spannung am Labornetzteil so ein, das ca.2-3Volt überm Transistor stehen 
bleiben (ca. 22Volt). Die Spule hat dann ca. 17-18Volt bei 450-480mA.

Du könntest versuchen den 3K3 auf 22K zu erhöhen...

Den Text schick ich Dir, kein Problem.

Allen Praktikern und Theoretikern noch viel Spass :-))

Viele Grüße auch an Wattsi
Axelr.

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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@Axel,

wenn Du noch nicht gescannt hast, habe das EJ88 auch wiedergefunden.
Dank Dir trotzdem.
Was mich interessieren würde: bei optimal eingestellten Poti,
bleibt auch bei geschlossener Lichtschranke eine Restspannung an der
Spule.Das stört beim Einsetzen der Dose ins Magnetfeld.
Ist das bei Dir auch so?
Wenn die Dose sich im Lichtstrahl sich befindet, schwebt sie ganz ruhig.
Hab jetzt ein Poti zw.Fototransistor und VT2 zur 
Verstärkungseinstellung.
Die Dose ist jetzt nur noch mit ein paar Bleikugeln schwerer gemacht.

Wigbert

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Ja, das ist bei mir auch so.
Allerdings nur, wenn man den Abstand extrem erhöht. So knapp am Maximum 
des möglichen. Dann muss ich etwas Offset geben und dann bleibt der 
Stromfluss auch bei unterbrochenem Lichtstrahl bei ca 100mA (sonst 480 
eingeschwungen und 560mA bei freier Schranke).

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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@Axel,
Dank Deiner Beschreibung hab ich nachjustieren können,
hab jetzt nur noch einen geringen Reststrom. Da die Spule so klein,
ist das regeln schwieriger. Hab schon eine Glühlampe in Reihe
um Last-R grösser zu kriegen.
Was ich an Reglerverstärkung wegnehme, setze ich mit dem "Auftrieb"
zu.Aber das Schwingen kriegt man weg.
Viel liegt auch an der mechanischen Einstellung, wie gesagt
knifflig.

Wigbert

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@eProfi:

> Allerdings erachte ich einen E-Kern als suboptimal. Die Magnetfeldlinien
> haben einen kurzen Weg von Pol zu Pol.
>
> K=Kugel, X=Kern, w=Wicklung, N=Nordpol  S=Südpol

> Besser wäre vermutlich ein "unterbrochener Ringkern":
>
>     XXXXXXXXXXXX
>     NN        XX
>             wwXXww
>     S       wwXXww
>    KKK      wwXXww
>     N       wwXXww
>             wwXXww
>             wwXXww
>             wwXXww
>             wwXXww
>     SS        XX
>     XXXXXXXXXXXX

Das funktioniert prinzipiell nicht. Mit dieser Anordnung erzeugst Du ein 
mehr oder weniger gutes homogenes Magnetfeld. Da Deine Kugel aber ein 
Dipol ist, erfährt sie keine in eine bestimmte Richtung ausgeprägte 
Kraft.

> ginge das auch?
>     XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
>     XX         NNN         XX
>   wwXXww                 wwXXww
>   wwXXww        S        wwXXww
>   wwXXww       KKK       wwXXww
>   wwXXww        N        wwXXww
>   wwXXww                 wwXXww
>   wwXXww                 wwXXww
>   wwXXww                 wwXXww
>   wwXXww                 wwXXww
>     XX         SSS         XX
>     XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
>

Geht aus gleichem Grund genausowenig. Die erzielbare Kraft errechnet 
sich aus der Ableitung der Feldenergie nach dem Weg. In der Praxis 
bedeutet das, dass die Feldenergie umso kleiner ist, je kürzer der Weg 
des magn. Flusses in der Luft wird. Die erzielbare Kraft richtet sich 
also danach, wie viel Feld aus der Luft "verschwindet", wenn sich der zu 
hebende Körper in Kraftrichtung bewegt. In Deinen Anordnungen ändert 
sich Feldstärke und Volumen mit der vertikalen Bewegung der Kugel nur 
unwesentlich -> keine nennenswerte Hubkraft. Man kann es auch einfacher 
ausdrücken: Die Kugel wird vom unteren Pol etwa genauso stark nach unten 
gezogen wie vom oberen nach oben.
Besonders effektiv ist ein geschlossener Magnetkreis: Der Anker wird 
angezogen, bis der Luftspalt ganz verschwindet. Für Schwebezwecke ist 
das aber ungeeignet.
Für Schwebezwecke benötigt man ein stark inhomogenes Feld, wie es E-, U- 
oder Stabkerne erzeugen. Dabei wird die Kugel aus dem Bereich geringer 
Feldliniendichte in einen Bereich größerer Dichte gezogen. Im Bereich 
großer Dichte kann die Kugel mehr magn. Fluß aus der Luft ableiten, also 
mehr Feld aus der Luft verschwinden lassen als im Bereich geringer 
Dichte.

Jörg

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Jörg+eProfi,
Jörgs Aussage bzgl. E-Kern kann ich nur bestätigen.Ich betreibe meinen 
Aufbau auch damit. Es gibt im Netz Fotos mit Eisenpulver, die den 
Verlauf der Magnetlinien sichtbar machen. Entgegen der Annahme, die 
Magnetlinien würden auf kürzestem Weg zu den äußeren Schenkeln 
finden,sieht man dass die meisten fast senkrecht nach unten gehen. Ob 
nun E oder I Kerne günstiger sind weiß ich nicht.

Autor: Wattsi (Gast)
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Hallo Axel,
die Polschuhe deines Waschmaschinenmagnetes abzusägen wollte ich dir 
auch schon empfehlen, hab' mich aber zurückgehalten (never change a 
working system).
Was ich bei meiner Anordnung noch gemacht habe:
Fliegt die Kugel zu weit nach oben, (Störung oder was auch immer)wird 
der Fotowiderstand ganz abgedeckt und der Leistungstransistor schaltet 
ab. Die Kugel bumst dann nicht mehr so stark an den Magneten und fällt 
runter. Ich muss sie also nicht mehr mühsam vom Magneten pflücken. 
Gleiches könnte man machen, wenn die Kugel ganz nach unten aus der 
Lichtschranke fällt> Magnet schaltet ab. Ansonsten arbeite ich wg. der 
Verluste am Transistor mit PWM.
Was mir noch nicht gelungen ist:
1. Kugel auf Untelage nahe am Idealpunkt legen. Sytem einschalten: Kugel 
schwebt 2-3 mm hoch in den Idealpunkt und bleibt dort!
 Ich muß sie immer noch manuell einhängen.
2. Wie ihr Praktiker auch schon bemerkt habt: Die Kugel braucht eine 
Mindesmasse. Mein Aufbau funktioniert von 1 Kugel mit 200g bis 4 Kugeln 
mit insges. 1200g. Mit e. Mauskugel 45g > Schwingung.
Gruß
Wolfgang

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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@ Wattsi

> Die Kugel braucht eine
> Mindesmasse.

Bei mir schwebte auch ein kleiner Bierflaschendeckel (wiegt nur ganz 
wenig).

Grüße
Jonny

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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Hallo,

auch ich hab jetzt mit Axels Analogregelung und meinen
Veränderungen die optimalen Einstellungen gefunden.
Die Dose wird nicht mehr beschwert,
mit dem Poti kann ich mein Arbeitspunkt auf schweben einstellen.
Poti zu viel:Dose zappelt,Poti zu wenig: Dose fällt runter.
Keine Restspannung bei unterbrochenen Lichtstrahl an der Spule.

Es ist als ob man die Dose an einen unsichtbaren Haken hängt.
-------------------------------------------------------------

Also machbar trotz meiner bescheidenen Leistung.

Ich wünsche allen viel Erfolg beim "überwinden der Schwerkraft".

Wigbert

Autor: Michael (Gast)
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Wäre es nicht auch möglich auf Seiten der Software noch etwas 
nachzuhelfen. Dass man sich z.B. irgendeines stochastischen Modells 
bedient, welches die vermutlich nächste Position des schwebenden Objekts 
voraussagen kann, um eine angemessene Stromänderung zu bewirken. Konkret 
denke ich an den sog. Kalman-Filter.

Allerdings bräuchte man dann "etwas" mehr Rechenleistung...


Gruß

Michael

Autor: Schwurbl (Gast)
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Sagt mal, nachdem nun scheinbar alles schön am schweben ist, hätte ich 
den Vorschlag, die Lichtschranke weg zu optimieren.

Ansatz:

Ein Elektromagnet bildet mit einem Kondensator einen Schwingkreis, der 
mit der notwendigen hohen Leistung durch eine passende Schaltung 
(Colpitts-Oszillator) zum freien Schwingen angeregt wird. Die Annäherung 
eines eisernen Objektes an den Magneten variert nun die 
Resonanzfrequenz.

Die Regelung hat nun die Aufgabe, die Leistung im Schwingkreis in 
Abhängigkeit von der Resonanzfrequenz zu regeln, womit ein 
Schwebezustand erreicht wird.

Möglichweise ergibt die Anordnung einen Mittelwellensender, aber ich 
kenne die Induktivität Eurer E-Magneten nicht. Evtl. kann die Anordnung 
auch im Ultraschallbereich arbeiten.

Autor: Hagen Re (hagen)
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...oder eben ein/zwei anaolge/r Hallsensor/en.

Gruß Hagen

Autor: Stefan (Gast)
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Ich bin z.Zt. dran die Lichtschranke durch einen Hallsensor zu ersetzen, 
hat den Vorteil dass "seitlich" keine Bauteile nötig sind und man 
tatsächlich aus allen richtungen mit der Hand am Objekt vorbeifahren 
kann um zu zeigen dass es wirklich nirgends dranhängt.

Da hier dann jedoch das Magnetfeld gemessen wird bekommt man ein 
problem, da die Spule ja mittels PWM angesteuert wird und somit für den 
gleichen Abstand je nach Schaltzustand der Spule verschiedene Werte 
gemessen werden. Das muss man kompensieren.

Außerdem verwende ich zum Ansteuern des Elektromagneten eine H-Bridge 
mit der man normal Elektromotoren ansteuern kann. :-)

...work in progress...

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