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Forum: Analogelektronik und Schaltungstechnik Schwebende Kugel

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 08.06.2008 20:04
Dateianhang: aas.jpg (69,5 KB, 1080 Downloads)
preview image for aas.jpg

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)
Datum: 08.06.2008 20:10

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)
Datum: 08.06.2008 20:11

>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-)
Datum: 08.06.2008 20:14

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)
Datum: 08.06.2008 20:17

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 Rühl (axelr)
Datum: 08.06.2008 20:32
Dateianhang: schwebende_kugel.png (75,1 KB, 1869 Downloads)
preview image for schwebende_kugel.png

>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)
Datum: 08.06.2008 20:47

@Axel
Diese Schaltung habe ich seinerzeit für einen "Zauberer" gebaut. Der
Effekt
hat die Leute schwer beeindruckt.

MfG Paul
Autor: Dr. G. Reed (Gast)
Datum: 08.06.2008 20:53

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-)
Datum: 08.06.2008 20:56

Klasse :)))

Wie habt ihr denn den Elektromagneten realisiert?

Grüße
Autor: Roland Praml (pram)
Datum: 08.06.2008 21:41

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. (power)
Datum: 08.06.2008 21:46

Meinst du die Art.-Nr. 671157 vom blauen 'C'?
Autor: Jochen Müller (taschenbuch)
Datum: 08.06.2008 21:55

>>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)
Datum: 08.06.2008 23:00

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)
Datum: 09.06.2008 07:38

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
Datum: 09.06.2008 09:55

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 09.06.2008 13:02

@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)
Datum: 09.06.2008 17:34
Dateianhang: Codegenerierung_mit_MATLAB-SIMULINK_f_r_Mikrocontroller_und_ (1,2 MB, 1166 Downloads)

Die schwebende Kugel ist ein gerngewähltes Thema für Studien- und
Diplomarbeiten. Im Anhang aus meinem bunten Sammelsurium folgende
Diplomarbeit.
Autor: Roland Praml (pram)
Datum: 09.06.2008 19:35

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
Datum: 10.06.2008 00:32

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-)
Datum: 10.06.2008 01:29

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)
Datum: 10.06.2008 08:28

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-)
Datum: 10.06.2008 12:46
Dateianhang: IMG_5480.JPG (277,7 KB, 284 Downloads)
preview image for IMG_5480.JPG

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 Rühl (axelr)
Datum: 10.06.2008 16:27

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)
Datum: 10.06.2008 19:39

@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
Datum: 10.06.2008 19:49

Die Bleche beim Trafo sind nicht voneinander Isoliert. Meistens an der
Seite zusammengeschweißt oder sowas.
Autor: mäxchen (Gast)
Datum: 10.06.2008 20:00

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)
Datum: 10.06.2008 20:54

@Robin Tönniges (rotoe)
 @mäxchen (Gast)

Wenn ihr sicher seit.

(Wirkungsgrad,Verlustleistung)
Würde aber nochmals nachdenken.

MfG
Autor: Axel Rühl (axelr)
Datum: 10.06.2008 21:33

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-)
Datum: 10.06.2008 21:35

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)
Datum: 10.06.2008 21:55

bin gespannt
Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 10.06.2008 22:45
Dateianhang: EMagnet.JPG (320,1 KB, 714 Downloads)
preview image for EMagnet.JPG

Hier mal der fertige Elektromagnet.
Autor: Axel Rühl (axelr)
Datum: 10.06.2008 22:47

juppi wrote:
> bin gespannt

ich auch
Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
Datum: 10.06.2008 23:12

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)
Datum: 10.06.2008 23:28

erinnert mich auch an meine arbeiten .... vor 50 jahren

Bleibe dabei
ich möchte noch das Fertiggerät sehen.

MfG
Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 10.06.2008 23:43

@Hauke,

per Infrarot ginge auch - muss mal in der Grabbelkiste gucken ich glaube
ich habe noch irgendwo sowas...
Autor: Daniel (Gast)
Datum: 11.06.2008 00:01

ultraschalsensor?
Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
Datum: 11.06.2008 10:38

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-)
Datum: 11.06.2008 11:25

hallo,

Ich nehme nun doch keine Solarzelle. Habe einen IR Sender und Empfänger
gefunden. Werde es mal damit probieren...
Autor: Jörg R. (j_r)
Datum: 11.06.2008 14:31

@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-)
Datum: 11.06.2008 14:37

@ 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)
Datum: 11.06.2008 22:43

Das ist korrekt! PD Regler reicht volkommen.
Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
Datum: 11.06.2008 23:13

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
Datum: 12.06.2008 00:03

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)
Datum: 12.06.2008 00:12

glaube eher nicht
Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 12.06.2008 00:26
Dateianhang: Ger_t.JPG (477,1 KB, 651 Downloads)
preview image for Ger_t.JPG

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 Rühl (axelr)
Datum: 12.06.2008 08:44

RESPEKT!!!

(wirklich kaum zu glauben ;-)) )

gruß
Axelr.
Autor: juppi (Gast)
Datum: 12.06.2008 08:53

hallo

weiter so
Autor: juppi (Gast)
Datum: 12.06.2008 09:28

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)
Datum: 12.06.2008 09:33

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:
http://de.youtube.com/watch?v=glCNP6qH_Dc
Autor: Rumpel (Gast)
Datum: 12.06.2008 09:48

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)
Datum: 12.06.2008 11:06

hallo

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

das zur Frage Eisenkern...

MfG
Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 13.06.2008 12:45

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
Datum: 13.06.2008 13:07

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-)
Datum: 13.06.2008 13:13

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 Giebeler (runtimeterror)
Datum: 13.06.2008 13:14

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 Giebeler (runtimeterror)
Datum: 13.06.2008 13:19

>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-)
Datum: 13.06.2008 14:32

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)
Datum: 13.06.2008 15:08

schlimm wäre es ,wenn es gleich klappt.
Dann könnte es zufall gewesen sein.

mal sehen wie es weitergeht.

MfG
Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 13.06.2008 18:27

** es schwebt **
Autor: Holger S. (strabe)
Datum: 13.06.2008 19:09

wo bleibt das Video !!! Muss ich sehen - Tolle Sache
Gruß Strabe
Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 13.06.2008 19:13

Okay - ich nehms mal auf und lads auf Youtube hoch :))
Autor: Kai Giebeler (runtimeterror)
Datum: 13.06.2008 19:20

Super, bin gespannt!

Hmm... wenn man das echt in einer Woche hinkriegt wär das mal was Nettes
für zwischendurch :)
Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 13.06.2008 21:23

So habs mal hochgeladen. ;)

http://www.youtube.com/watch?v=nSpcSB0m8Vg
Autor: Benedikt K. (benedikt)
Datum: 13.06.2008 21:30

Nicht schlecht !
Wiviel Strom zieht das ganze denn so in etwa ?
Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 13.06.2008 21:37

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
Datum: 13.06.2008 21:39

Wärst du so nett den Code zu veröffentlichen? Dann muss ich das Rad
nicht neu erfinden ;)
Autor: Dieter (Gast)
Datum: 13.06.2008 21:46

Sehr schön!

Hier eine recht gute Arbeit:
www.positron.ch/peter/diplomarbeit/
Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 13.06.2008 21:54
Dateianhang: Schwebekugel.c (3,4 KB, 325 Downloads) | formatierter Code

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)
Datum: 13.06.2008 22:06

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)
Datum: 13.06.2008 22:23

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-)
Datum: 13.06.2008 22:30

@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 ei