Forum: HF, Funk und Felder Magnetic Levitation


von Martin O. (ossi-2)


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Weiss jemand, wie die "magnetic levitation"
im folgenden Beispiel funktioniert ?

http://www.flyte.se/

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Wahrscheinlich so, wie alle diese Plattformen funktionieren: Ein Magnet 
im schwebenden Teil. Hallsensoren und möglicherweise Stützmagnete in der 
Plattform. Dazu meistens 4 Elektromagneten, die entweder Paarweise oder 
einzeln über H-Brücken mit PWM angesteuert werden. Dazwischen hängt dann 
eine PD-Regelung. Hab ich schon mehrfach gebaut und baue derzeit an 
einer wesentlich "cooleren" Variante ;)

von Harald W. (wilhelms)


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Md M. schrieb:

> baue derzeit an einer wesentlich "cooleren" Variante ;)

Diese Variante ist schon recht cool:
https://www.youtube.com/watch?v=Tmppo4Ja3dA
:-)

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Ach ja, total vergessen: Der Rest ist natürlich sowas wie royer 
converter.

Harald W. schrieb:
> Diese Variante ist schon recht cool:
> https://www.youtube.com/watch?v=Tmppo4Ja3dA
> :-)

Ja schon, aber das ist ja keine Technik, sondern so 
Physiker-Teufelszeug.
:-D

: Bearbeitet durch User
von Oliver S. (phetty)


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Spule, Hallsensor und Operationsverstärker. Regelt sich selber:

http://www.bis0uhr.de/

Projekt Levitron.

: Bearbeitet durch User
von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Oliver S. schrieb:
> Spule, Hallsensor und Operationsverstärker. Regelt sich selber:
>
> http://www.bis0uhr.de/
>
> Projekt Levitron.

Das ist ja aber nicht repulsiv. Die repulsiven Anordnungen habe ich 
bisher ausschließlich mit H-Brücken gesehen, wenn sie mit uC arbeiten 
oder mit irgendwelchen Audio-ICs (Gegentaktendstufen?), wenn es analoge 
Regler waren. Ich habe es auch mal mit einem MOSFET pro Spule versucht, 
ohne massig Alu drumrum hatte ich aber nicht genug Dämpfung.

: Bearbeitet durch User
von Martin O. (ossi-2)


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@ Md Ma
Kannst Du nähere Infos posten ?
Evtl ein Photo von der Anordnung der Spulen/Magnete ?

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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@ Martin O.

Bilder von meinen Konstruktionen kann ich grade nicht posten, vielleicht 
später, du findest aber welche, wenn du nach "repulsive levitation" 
suchst. Außerdem empfehle ich dir bei Youtube einen Typen namens Nicanor 
Apostol. Ich habe lediglich Email-Kontakt zu ihm, er lebt auf den 
Philipinen. Der Mensch hat mir vor ein paar Jahren die ersten guten Tips 
gegeben. Und noch viel besser: Er fertigt wirklich sehr gute und 
detailierte Konstruktionspläne an und rückt die auch raus, wenn man ihn 
danach fragt. Außerdem hat er eine sehr gute Exceltabelle angefertigt, 
mit der sich ein paar praktische Berechnungnen bezüglich der Spulen 
vereinfachen lassen. Den kannst du einfach anschreiben, der freut sich, 
wenn sich jemand für seinen stuff interessiert und ist sehr nett und 
hilfsbereit. Zum Aufbau ohne Abgucken kann ich dir ein paar Tips geben, 
wie du ohne viel Rechnen und Formeln (das ist doch sehr umfangreich und 
komplex) ein funktioniertenden Aufbau hinbekommst, und worüber ich so 
gestolpert bin. Mach ich in einem separaten Post. Eine Seit, lege ich 
dir schonmal ans Herz, sie war eine Weile offline und ich bin froh, dass 
sie wieder da ist http://www.flyingmagnet.com

: Bearbeitet durch User
von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Ganz grob, wie ich meine erste Plattform entworfen habe: Mein 
Ausgangspunkt war das, was ich zur Verfügung hatte, und das waren 
Magnete mit einem Loch in der Mitte, die ich im Kreis auf eine Platte 
geschraubt (Brett und Holzschrauben reicht, bei mir hat das alles auf 
100mm * 100mm gepasst) habe und einfach mal einen Magneten 
drübergehalten habe und so gefühlt habe, wo er später etwa schweben 
könnte. Ich hatte mir dazu ein paar Neodymmagnete in Scheibenform 
gekauft, damit ich die stapeln kann und so verschieden schwere 
Schwebemagneten probieren kann. Wenn man im Handgelenk fühlt, was da 
passiert, ist man wirklich schon einen ganzen Schritt weiter, ohne sich 
groß mit Formeln für Magnetismus etc. rumzuplagen. Tip: Wenn die 
Stützmagnete außenrum mit N nach oben zeigen, muss der Schwebemagnet 
seinen N-pol auch oben haben, nicht etwa andersrum. Und halte bei 
solchen Versuchen den Magneten immer gut fest, denn wenn der auf einen 
der Stützmagnete klatscht, kann er zerspringen. Oder wickel ihn in 
Isolierband ein oder sowas. Oder hab einfach ein paar als Ersatz. Als 
nächstes habe ich mir Gedanken über die Spulen gemacht. Auch da habe ich 
genommen, was da war, und das waren Spulen aus allen möglichen Geräten 
und Bauteilen, z.B. Relais. Am Ende habe ich meine ersten Versuche mit 
Topfmagneten gemacht, die eigentlich extrem ungünstig sind, weil sie 1. 
ein Gehäuse haben, welches den Schwebemagneten anzieht und 2. der 
Feldlinienverlauf ungünstig ist. Trotzdem hat es funktioniert, ich 
musste nur die Stützmagneten und den Schweber anpassen, das hat ein 
wenig Rumprobieren gebraucht, ging dann aber. Als nächstes habe ich dann 
die Spulen mal befeuert und per uC im Sekundentakt abwechselnd in alle 
vier Richtungen ziehen lassen. Wenn man dann den Magneten drüber hält 
und der fröhlich auch im Sekundentakt zuckt, fängt der eigentlich Spaß 
erst an. Ich habe mir eine Vorrichtung gebaut, die den Schweber davon 
abhält, horizontal auszubrechen. Im einfachsten Fall nimmst du eine 
Plastikröhre (Tablettendose etc.), am besten Durchsichtig, die im 
Durchmesser nur minimal (z.B. 1/2 Millimeter) größer ist als der 
Schweber, und befästigst sie irgendwie. Wenn du Schrauben brauchst, nimm 
welche aus Messing oder Kunsstoff, um das ganze nicht zu beeinflussen. 
Ich hatte einfach als Schutz, auch vor dem Zersplittern der Magnete, 
ganz oben drauf eine Plexiglasplatte montiert, auf die ich einfach z.B. 
eine Röhre mit Sekundenkleber drauf gesetzt habe. Darin kann der Magnet 
sich dann austoben, während man dran arbeitet. Der nächste Schritt sind 
die Sensoren. Ich habe den SS495a1 benutzt. Auch da hab ich gar nicht 
groß gerechnet, sondern mit fliegenden Aufbauten rumexperimentiert. 
Bedenke, dass der Schweber im Normalbetrieb sich nur sehr wenig von der 
Stelle bewegt. Du brauchst also mit den Sensoren nicht unbedingt einen 
großen Bereich erfassen. Bedenke auch, dass du deine Sensoren mit deinen 
Spulen ungewollt beeinflusst. Das musst du kompensieren. Ich hatte 
leider auch massive Störungen und habe dann z.B. versucht, in dem 
Moment, wo ich einen Sample nehme, die Spulen kurz abzuschalten und 
danach wieder schnelle anzuschalten. Das alles kann nötig sein, muss 
aber nicht. Da hilft nur ausprobieren. Nur für den fall: Ich kann dir 
jetzt schon sagen, dass du ohne Oszilloskop aufgeschmissen bist, das nur 
nebenbei. Wenn du Stützmagnete und Sensoren auf Ebenen anbringst, die du 
z.B. mit Gewindestangen in der Höhe relativ zu den Spulen verstellbar 
machst, Sparst du dir eventuell unnötige Arbeit. Da gibt es bei Youtube 
genug Beispiele, auch von mir. Ich kann sie dir aber jetzt nicht 
raussuchen, weil ich nur tröpchenweises Internet habe. Zurück zu den 
Sensoren: Diese müssen A/D-gewandelt werden. Ich empfehle dir dazu 
erstmal, diese direkt an z.B. einen Arduino zu hängen, ohne irgendwelche 
Verstärker oder Filter dazwischen, das funktioniert. Später kann man da 
dann mehr machen. Falls du Probleme mit der Stabilität hast: massives 
Aluminium dämpft die Bewegung des Magneten. Ich habe gute Erfahrungen 
mit einem Alu-Klotz oder einer Rolle Alufolie gemacht. Soviel erstmal, 
frage gerne, falls du was genauer wissen willst. Aber du siehst schon, 
meiner war eher ein praktischer Ansatz.

von Martin O. (ossi-2)


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Hier mal noch ein paar Fragen:
Wieviele Spule benutzt Du, und wie bestromst Du sie
(paarweise in Reihe, Pwm, ...=?

Wenn die äusseren Magnete mit N nach oben zeigen, und der Schweber
auch N nach oben orientiert ist, tragen die äußeren Magnete nichts
positives zur Schwebekraft bei ?

Wer erzeugt die Schwebekraft? Nur die Spulen oder z.B. ein
zusätzlicher Magnet auf der Symmetrieachse?

Ist schon ne coole Sache....

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Martin O. schrieb:
> Wieviele Spule benutzt Du, und wie bestromst Du sie
Ich benutze vier, es gehen aber auch wesentlich mehr, mindestens drei 
logischerweise.

> (paarweise in Reihe, Pwm, ...=?
Kann man unterschiedlich machen. Wenn man jeweils zwei gegenüberliegende 
Spulen in Reihe schaltet (eine zieht, eine drückt), braucht man nur halb 
so viele Endstufen. Das habe ich zu Anfang auch mal so gemacht, weil ich 
diesen Arduino-Motor-Shield mit einem L298 drauf hatte, damit ging halt 
nicht mehr. Funktiniert.
Besser ist es, die Spulen einzeln zu bestromen, also bei vier Spulen mit 
z.B. zwei L298 oder was auch immer. Der Vorteil ist, dass man die 
Plattform u.U. auf die Seite oder sogar überkopf halten kann und der 
Magnet trotzdem relativ zur Plattform in seiner Position bleibt. Die 
L298 funktionieren mit PWM, ja. Ein analoges Design ohne uC natürlich 
eher nicht.

> Wenn die äusseren Magnete mit N nach oben zeigen, und der Schweber
> auch N nach oben orientiert ist, tragen die äußeren Magnete nichts
> positives zur Schwebekraft bei ?
Zeichne dir das doch mal auf, zeichne auch die Magnetfeldlinien mit ein. 
Und achte drauf, ob sie in die gleiche Richtung laufen oder in 
entgegengesetzte Richtung, an den Stellen, wo "sie sich berühren". Oder 
noch besser: Nimm doch mal zwei Magnete in die Hand und spiel damit rum. 
Dann versteht man auch, warum auf der oben verlinkten Seite bei manchen 
Konstrukten die Spulen auf der Seite liegen können, statt aufrecht zu 
stehen

> Wer erzeugt die Schwebekraft? Nur die Spulen oder z.B. ein
> zusätzlicher Magnet auf der Symmetrieachse?
Wie du willst. Was du für deine Anwendung für sinnvoll hältst. Wenn man 
jeweils zwei Spulen in Reihe schaltet, kommt man natürlich nicht ohne 
Stützmagnete aus. Übrigens kann man auch die Stützmagnete als eine große 
Spule auslegen. Hat auch Vorteile.

> Ist schon ne coole Sache....
Jo. Ebend.

: Bearbeitet durch User
von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Martin O. schrieb:
> Wer erzeugt die Schwebekraft? Nur die Spulen oder z.B. ein
> zusätzlicher Magnet auf der Symmetrieachse?

Dazu fällt mir noch was ein, was ich aus Formeln zwar nicht versucht 
habe abzuleiten (ich nehme aber an, dass es geht), was mir aber 
aufgefallen ist: Wenn man Stützmagnete als Ring drumherum hat (siehe 
z.B. Bild), dann versucht der Magnet nur horizontal auszubrechen. Wenn 
man einen Stützmagneten in die Mitte setzt, dann versucht der 
Schwebemagnet umzuflippen. Das lässt sich bestimmt regelungstechnisch 
händeln, aber ich gehe davon aus, dass man mit dem Ring drumrum besser 
fährt.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Md M. schrieb:
> Martin O. schrieb:
>> Wieviele Spule benutzt Du, und wie bestromst Du sie
> Ich benutze vier, es gehen aber auch wesentlich mehr, mindestens drei
> logischerweise.

Korrektur: Es geht auch mit nur zwei Spulen. Sogar mit einer ist das 
möglich, wenn man einen speziellen Aufbau wählt, denke ich.

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von Umesh Sanghvi (Gast)


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I need help, can I discuss them with you over email?

von Umesh Sanghvi (Gast)


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I need help with a project. Can we discuss it on email?

Regards
Umesh

von Hp M. (nachtmix)


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Md M. schrieb:
> Es geht auch mit nur zwei Spulen.

Es geht sogar ohne Spulen oder sonstige Energiezufuhr und ohne 
Supraleitung!
Man nehme ca 100 möglichst starke NdFeB-Magnete etwa 5mm x 5mm x5mm 
(runde Scheibchen tuns aber auch -nur nicht zu gross) und klatscht die 
schachbrettartig auf ein Eisenblech, abwechselnd N und S nach oben.

Dann  kommt der schwierige und teure Teil: Man besorgt sich ein 
Blättchen aus HOPG und lässt es über den Magneten schweben.
Wahrscheinlich rutscht das Plättchen dann seitlich von der Matrix 
runter, aber das kann man vermeiden, indem man dem Eisenblech eine 
leicht schalenförmige Form gibt. Manche Deckel von Konservendosen haben 
ab Werk eine geeignete Form.

HOPG (Highly Oriented Pyrolythic Graphite) ist diamagnetisch wie auch 
Wismut, aber da seine Dichte wesentlich geringer ist als die von Bi, 
reicht die Abstossung im Magnetfeld zum Schweben.

HOPG ist ein synthetisch hergestellter Graphit, bei dem die 
Kristallebenen über viel grössere Bereiche parallel verlaufen als bei 
Ruß oder gewöhnlichem  Graphit, wie er in Kohlebürsten oder als 
Schmierstoff verwendet wird.
Im Prinzip könnte man es selbst herstellen, aber das Wachstum geht 
offenbar sehr langsam, was viel Energie kostet.
Deshalb sollte man sich nicht wundern, wenn Stücke mit den Dimensionen 
einer kleinen Briefmarke 50 Euro kosten.

Wenn man die Magnete besorgt, sollte man kleine aber viele nehmen, weil 
man für die Anziehung oder Abstossung ein stark inhomogenes Feld 
benötigt. Grosse Magnete haben an ihrer Oberfläche aber ein weitgehend 
homogenes Feld.
Die Schwebehöhe des HOPG-Blüttchens ist nicht gerade umwerfend vllt 
0,5..1 mm, aber es schwebt wirklich!

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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ah, jetzt kommt der Spam-Inder wieder
und schiebt uralte Fäden hoch

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