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
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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
>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 ?
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 ;))
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...
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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.
@Axel Diese Schaltung habe ich seinerzeit für einen "Zauberer" gebaut. Der Effekt hat die Leute schwer beeindruckt. MfG Paul
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.
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
>>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
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.)
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
@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
Die schwebende Kugel ist ein gerngewähltes Thema für Studien- und Diplomarbeiten. Im Anhang aus meinem bunten Sammelsurium folgende Diplomarbeit.
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.
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 ;)).
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.
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
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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
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.
@Axel Rühl (axelr) Nicht immer Quatsch! Warum brauchst du voneinander isolierte Bleche wie beim Netztrafo?????? erläutere es Jonny Obivan (-geo-) MfG
Die Bleche beim Trafo sind nicht voneinander Isoliert. Meistens an der Seite zusammengeschweißt oder sowas.
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?
@Robin Tönniges (rotoe) @mäxchen (Gast) Wenn ihr sicher seit. (Wirkungsgrad,Verlustleistung) Würde aber nochmals nachdenken. MfG
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.
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
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.
erinnert mich auch an meine arbeiten .... vor 50 jahren Bleibe dabei ich möchte noch das Fertiggerät sehen. MfG
@Hauke, per Infrarot ginge auch - muss mal in der Grabbelkiste gucken ich glaube ich habe noch irgendwo sowas...
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)
hallo, Ich nehme nun doch keine Solarzelle. Habe einen IR Sender und Empfänger gefunden. Werde es mal damit probieren...
@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
@ 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
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.
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.
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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
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
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
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.
hallo http://www2.bezreg-duesseldorf.nrw.de/schule/physik/material/menzel/skugel.htm das zur Frage Eisenkern... MfG
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
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 ;)
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
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
>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.
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 :)) )
schlimm wäre es ,wenn es gleich klappt. Dann könnte es zufall gewesen sein. mal sehen wie es weitergeht. MfG
Super, bin gespannt! Hmm... wenn man das echt in einer Woche hinkriegt wär das mal was Nettes für zwischendurch :)
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
Wärst du so nett den Code zu veröffentlichen? Dann muss ich das Rad nicht neu erfinden ;)
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.
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 ?
Siehe Diplomarbeit weiter oben. Dickes Ding! Leider wird nicht drauf eingegangen, ob sie es geschafft haben, die Kugel drehen zu lassen.
@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.
Prima, jetzt noch das definierte Schwingen und gut ist :D großeschraubesuch
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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 ? http://www.youtube.com/watch?v=fDVLqzAiGHA http://www.youtube.com/watch?v=0xXTztbg5Dg 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.
@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.
http://www.youtube.com/watch?v=tEu5Qkqw7Tg&feature=related 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.
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
http://www.youtube.com/watch?v=m-Al7GAnH8Q&NR=1 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
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 ?
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
Hier das Patent zum schwebenden Auto etc. http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=US2007170798&F=0
http://www.youtube.com/watch?v=c_D29D9nyq0&feature=related 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_magnetische_fluessigkeit.html
.
> Meinst du die Art.-Nr. 671157 vom blauen 'C'?
danke ... was mann alles so übersieht. ;-)
geht das mit netz, oder batterie ??
Wie wirkt sich denn das Loch für den Hammerstiel im Magnetkern aus? Müßte doch wie ein zusätzlicher Luftspalt wirken und das Feld schwächen, oder?
@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.
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
@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?
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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.
@ 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
>geht das mit netz, oder batterie ??
9V Steckernetzteil. Die kugel ist aber extrem leicht.
Unten ein Permanentmagnet erleichtert das Ausregeln. ;)
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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.
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.
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 ?
@ 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.
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.
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
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.)
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
@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
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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
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.
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 ?
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
@ 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
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 ?
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)
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.
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.
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
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.
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.
@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
@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.
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 ;)
@ 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.
@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.
@ 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?
@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
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?
@ 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
@ 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...
> 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
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?
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/resonanzwandler.png
@ 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.
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Axel Rühl wrote:
> http://www.axelr.de.vu/
Wenn du mal eine völlig verunglückte Homepage sehen willst...
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
Schwebende Metallschmelze ... DAS wär mal n hingucker fürs Zimmer ;)
>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?
>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 :)
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
> 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
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 ;)
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/resonanzwandler.png 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.
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.
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.
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.
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.
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
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
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?
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.
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
Ich werde demnächst mal bei einem Schrotthändler vorbeischauen. Jemand eine Idee wonach ich Ausschau halten könnte?
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.
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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?
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
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.
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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
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).
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.
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
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.
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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
was lese ich da ab, muss natürlich statt 8A ->0,8A heissen. Ist mir jetzt peinlich !!!(wohl schon das Alter) Wigbert
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.
Danke für die "Nachhilfestunde" Jörg. Ich denke das Relais ist eine ungefährliche Variante, und mit Kühlung machbar. Wigbert
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Lautsprechermagneten ...einer schwebt. wer kann damit was anfangen? Ist nicht von mir.
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 :(
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 ;)
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/product.us0?sku=epcos-b66363gx197 Meine Frage wäre jetzt, ob sich dieser Kern dafür eignen könnte oder nicht. Gruß Niels
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
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.
> 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
Niels Janson wrote: http://de.farnell.com/1422748/elektrotechnik/product.us0?sku=epcos-b66363gx197 > > 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
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
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
Ich wolt schnell drauf hinweisen. Das System ist nichtlinear, benoetigt deshalb eine Linearisierung. Und dann ein Modell, .. die paar Gleichungen.
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/searchBrowseAction.html?method=getProduct&R=6546596 empfehlen. Zur Nichlinearität: Falls der Regelbereich z.B. 3 mm beträgt, ist die Anordnung praktisch linear. mfg MAx
In dem aktuellem Elektor-Halbleiterheft S.10 ist ein ähnliches Projekt beschrieben.
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.
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
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.
@Jonny Was denkst Du, WER hier alles mitliest! Viele Grüße (auch) an DieterB., ThomasK., UweH., ClausZ. und HarryG. Axelr.
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.
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
> Wenn mir noch jemand sagt wie ich *jpg dateien anhängen kann, gibt es
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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?
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
>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
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? ^^
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
man könnte ja den Ansatz F(x,i)=a*i/x^2 probieren. nach Bauchgefühl sollte die Kraft quadratisch abfallen^^
@ 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.
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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
@ 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
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).
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"
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
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!
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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 ;-)
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.
> 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.
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...
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.
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...
@ 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.
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 !)
Könnte man nicht durch geschickten Einbau eines starken Permanentmagneten die zum Schweben notwendige elektrische Leistung reduzieren?
@ 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?
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
@ Benedikt, bei mir hat es auch ein wenig geholfen den Sender oder Empfänger ein wenig versetzt zu plazieren(also nicht dieselbe Höhe) .
@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
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?
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.
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.
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?
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
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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.
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...
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
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" ??!?
Axel Rühl wrote:
> Seit wann schreibt man lichtempfindlich mit "ss" ??!?
Schon immer - ist ein komplexes Wort und die beiden s sind im
Imaginärteil ;-)
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?
Wattsi (Gast) Besser sind hier fachliche Kommentare.... "Schwebende Kugel" Gruß
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).
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.
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
@-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.
@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
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!
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
>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=US2007170798&F=0 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
Jonny Obivan wrote: > Das macht einen Leistungsunterschied von > > Alter Magnet: ca. 40W > Neuer Magnet: ca. 5W > > Also Faktor 8. Na das ist ein Wort...
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...
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
>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
Wattsi wrote: > Und uhu kann auch ganz schön austeilen, wenn's berechtigt ist.. > Auch LOL War nicht böse gemeint.
@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
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!
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.
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!
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...
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.
@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
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...
>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
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
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.
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: 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?
>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
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.
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.
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
Und wenn du als Objekt einen Permanentmagneten nimmst? Z.B. einen kleinen Neodymagneten an einen Holzstab kleben, daß er sich nicht einfach rumdrehen kann.
Das müsste gehen. Aber ich will ja beliebige ferromagnetische Objekte schweben lassen ^^
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.
Angehängte Dateien:
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Schwebende_B_chse.JPG
110 KB
noch mal eine bessere Ansicht, interessant ist, das sich die Büchse zum Licht dreht, warum auch immer. Wigbert
@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
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
@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
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?
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?
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.
@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
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).
@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
@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
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.
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
@ Wattsi > Die Kugel braucht eine > Mindesmasse. Bei mir schwebte auch ein kleiner Bierflaschendeckel (wiegt nur ganz wenig). Grüße Jonny
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
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
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.
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...
@Hagen Re Dein Ansatz erscheint mir doch reichlich einfach ;-) Ich erinnere mich, dass im Deutschen Museum in München eine Kugel mit Durchmesser ca. 5cm (sah aus wie Vollmaterial) in einer obszön großen Distanz von 10-20cm aufgehängt war/ist. Kennt jemand den Aufbau? Bei mir ist das 20 Jahre her...
Noch eine Idee: Für die Lichtschrankenlösung mit echtem Gleichstromantrieb läßt sich die Stromaufnahme sicherlich deutlich reduzieren, wenn man eine Vormagnetisierung mit einem kräftigem Neodymmagneten vornimmt und nur noch einen kleinen Regelbereich als Zugabe elektrisch darauf addiert. Weiterhin liesse ich damit auch die Distanz nach oben schrauben. Wer schon mit Neodymmagneten gespielt hat, weiss, wovon ich spreche ;-) Optimal wäre vielleicht ein Neodymstab bewickelt mit Kupfer. Wobei, so ein Kern ist ja schon in der Sättigung. Ach, egal!
@ Schwurbel, Habe ja schon versucht einen Permanentmagneten als Kern für eine Spule zu nutzen. Hat nicht funktioniert. Man müsste einen noch nicht gesättigten Eisenkern und einen gesättigten Permanentmagneten kombinieren.
Ooops, der Thread wird langsam - ähäm - unübersichtlich. Vielleicht Kern und Magnet nicht hintereinander setzen sondern nebeneinander und gemeinsam bewickeln. Ich denke mir ein Eisenrohr, in den man den Magneten steckt, aber woher nehmen. Oder ein Eisenstab, an den man vorne eine Neodymplatte mit kleinerem Durchmesser einbettet. Auf alle Fälle darf das elektrisch erzeugte Feld nicht vom Neodymmagneten "abgedeckt" werden. So ein Magnet wäre vielleicht brauchbar: http://www.magnetportal.de/scheiben/max30/1032.php Und davon gleich ein paar hintereinander - harhar Keine Ahnung, ob der Neodymmagnet das umgebende Eisenmaterial gleich mit in die Sättigung treibt.
>Dein Ansatz erscheint mir doch reichlich einfach ;-)
wieso ? das ist doch super. Beide Hallsensoren werden antiparallel bei
der Spule angeordnet und deren Ausgang auf einen Komparator. Das System
wird nun versuchen das die Hallsensoren quasi die gleiche Spannung
liefern und der Komparator mit immer höherer Frequenz anfängt zu
scchalten. Das Objekt agiert als Störgröße die auch das Magnetfeld der
Hallsensoren beeinflussen wird.
Übrigens, wird das im obigen Patent (Link) auch mit Hallsensoren
gemacht. Allerdings besteht dort das Objekt auch aus Permanentmagneten.
Gruß Hagen
>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. 1.) zwei Hallsensoren antiparallel, also mit entgegengesetzer Magnetfeldmessung 2.) nach dem Komparator ein Tiefpassfilter/Integrator, ich denke aber das die Spule selber schon als Tiefpass wirkt und so die PWM, falls sie der Induktivität der Spule angepasst ist, rausfiltert. 3.) im WEB findet sich auch ein Schaltplan mit Hallsensoren, weiß leider nicht mehr wo ;( Gruß Hagen
>>Dein Ansatz erscheint mir doch reichlich einfach ;-) >wieso ? das ist doch super. Eben, das ist ja das schlimme. Was bei meinem Vorschlag bleibt, ist die schlichte Einfachheit des mechanischen Aufbaus. Mittlerweile sieht meine Anordnung - im Geiste, versteht sich - folgendermassen aus: Starker Permanentmagnet, umgeben von Eisenrohr, bewickelt mit jeder Menge Kupferdraht. Silberdraht wäre besser, sicher, aber wir wollen ja keine Kirchen vor die Säue werfen. Gleichstrom(!)ansteuerung des E-Magneten (also hohe Impedanz der regelbaren Quelle). Der Magnet bildet einen Parallelresonanzkreis, der HF-technisch einen Schwingkreis bildet, mit dem die "Entfernung" des Objektes gemessen wird. Wie bei einem Schatzsuchgerät. Regelung des Gleichstromes abhängig von der Resonanzfrequenz. Im Geiste - vesteht sich - stelle ich mir vor, mit dem "Wundermagneten" ein auf dem Tisch liegendes Objekt aus 5 Zentimeter Distanz aufzuheben, aber das ist momentan wohl etwas weit gedacht.
>Im Geiste - vesteht sich - stelle ich mir vor, mit dem "Wundermagneten" >ein auf dem Tisch liegendes Objekt aus 5 Zentimeter Distanz aufzuheben, >aber das ist momentan wohl etwas weit gedacht. Falls ich die Zeit hätte dann schwebte im Geiste bei meinem Aufbau das Objekt über dem Tisch und die Apparatur wäre unter dem Tisch, so wie oben im Patent. Sähe schon cool aus, eine über dem Tisch stabil schwebende Blumenvase, selbst wenn es nur 1cm wäre. Gruß Hagen
Hallo Schwurbel zum Aufbau im Deutschen Museum gibt es in der Bibliothek des DMs eine Diplomarbeit/Patentschrift, in der ich mich wg. Schwingungsprobleme bei meinem Aufbau schlau gemacht habe. Ist auch schon sehr lange her. Zum 1.Mal war ich im Alter von 16 Jahren im DM. Damals(1963)fuhr ich ganz alleine mit dem Fahrrad von Fürstenfeldbruck ins DM.
Oh, ein Brucker :-) Ich habe die Distanz dieser Kugel auch nur noch verschwommen im Gedächtnis, aber toll, dass es hier einen gemeinsamen Nenner gibt. Grüße aus Pasing.
Es geht auch ohne Regelung: http://www.das-werbeartikel-portal.de/werbeartikel/werbe/produkte/kugelschreiber-pu010.htm
@ UHU, Das Ding habe ich, wenngleich ich das Teil für nichts Besonderes halte (kein freies Schweben ). Als Zierde für den Schreibtisch okay, aber der Stauneffekt ist relativ gering, da der Schreiber immer noch einen Kontakt zur Plexiglasscheibe hat.
Hallo Leute, ich suche einen Luftspaltsensor, der mindestens mit 100kHz und drüber arbeiten kann. Ich hebe eine Masse über 60 kG von einem Abstand z = 150 mm bis zu einer Höhe "Arbeitspunkt" = 10 mm. 1- Induktive Sensoren gehen nicht wegen der starken Magnetflussdichte > 1Tesla. 2- Kapazitive gehen auch nicht. 3- Ultraschall ist zu langsam. 4-Wirbelstromsensoren Ja aber die meisten Firmen bieten bis 25 kHz und die ich weiß, dass die Magnetschwebebahn sie benutzt bis 100 kHz. 5-Optische Sensoren gehen auch, aber im Labor oder zum Testzwecken, im freien sind sie sehr beeinflussbar. 6- ich habe gerade CCD Zeilen angeschaut, sie müssen halt auf einmal gelesen werden dann kann man sie auswerten. also langsam 7-jetzt habe ich Solarzellen als Sensor gesehen. und für meine zwicke sind sie gut (ab 220 kHz bis 2 MHz je nach Größe)."Eindimensionale Silizium-PSDs 1L60_su34 220 kHz" aber zu teuer. 8- Da ich eine adaptive Regelung für da EMS benutze muss der Weg sehr schnell erfasst werden, dann brauch ich die Geschwindigkeit dazu. Wer kann mir dabei helfen bevor ich die letzten 3 Haare auf meinem Kopf verliere. Wirbelstrom sind doch zwei oder drei Spulen Eine Einspeisespule, und entwider normal messen oder über zwei Spulen Differenz messen??? wenn jemand so was selbst gebaut hat bitte melden. Ich bin für jede Idee dankbar Ahmad
Habe ich da richtig gelesen? 60kg? - wow da hast du dir aber was vorgenommen. Was die optischen Sensoren betrifft: Die kann man auch unempfindlich gegen äußere Einflüsse machen.
Ja das sind 60kg. optische Sensoren sind sehr gut aber im Labor aber was wäre wenn dass Ding mit einem Linearmotor sich draußen im Regen bewegt??
Hallo Johann L. (gjlayde), Autor: Johann L. (gjlayde) Datum: 11.06.2008 23:13 > 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. kannst Du mir bitte was näheres darüber erklären, den das ist was am liebsten hätte. ich habe den Widerstand der Spule und tau = L(z)/R daraus habe ich L(z) und dann der Weg z ist somit am schnellsten ausgerechnet. wie kann ich die Anstiegszeiten ermitteln?? Danke
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hallo zusammen habe es auch mal versucht... nehmt einen alten mixxer zerlegt ihn und die 3 spulen mit kupfer aufhängen im stern prinzip und den brushlessregler(200A) und den den empfänger natürlich auchunddann kan man via fernsteuerung halbgas geben und den kugelmagneten reinsetzen!!(wenn ihr vollgas gibt aufpassen auf uhren oder den kugelmagneten in der gegend er zieht alles an!!) ja versucht es mal den mixer bekommt ihr in jedem laden müsst nett fragen dan rücken sie einen rus und nicht sagen für was das der missbraucht wird!! gruss matt
Hi Axel Dieses Problem wurde von Professor Bader an der Universität Stuttgart erstmalig im Oktober 1969 nach mehrjährigen Forschungen gelöst. Pr. Bader wurde dafür ausgezeichnet. Der da war es. Ein harscher aber gerechter Mann. http://www.lss.uni-stuttgart.de/geschichte.en.html
> Hi Axel > Dieses Problem wurde von ... gelöst. Erklär aml eben: welches Problem sprach ich an? Kann jetzt im Moment keinen Zusammenhang herstellen... Danke Axelr.
denke, eine Kugel schweben zu lassen. Hier im Thread wurde mal erwähnt (ziemlich weit oben), daß es auch machbar wäre, die Ansteuerung per OpAmp zu realisueren. Wie? Werde es sehr warscheinlich NICHT nachbauen, aber die Logik dahinter interessiert mich schon. (NICHT = wenig Zeit, wenn Zeit wenig Lust, wenn Zeit und Lust kein Material, sonst wird gebastelt)
Hi Axel Das Thema hiess: Schwebende Kugel. Der Prof. Bader hat sich zig Jahre abgemüht die Kugel in einem homogenen Magnetfeld schweben zu lassen was ihm dann 69 schliesslich gelang. Es wurde auch den Assis nicht bekannt wie er es schaffte aber es stand in der Zeitung und ging wie ein Lauffeuer durch die Uni. Er wusste immer dass es gehen musste. Er war einer der letzten Ursteine der Uni Stuttgart.
>Das Thema hiess: Schwebende Kugel.
achnee.
Du meintest das Problem der schwebenden Kugel als solches. Aahja.
Ich dachte, Du wolltest eine Teilproblematik ansprechen...
Gut, dann hat der Professor das also 1969 herausgefunden, sehr schön.
Angenommen, der Jonny hätte das vorher gewusst, hätte er den Prof dann
fragen können? Oder annnersrum, hätte uns der Prof. alle unsere Fragen,
die wir hier versucht haben zu lösen, beantwortet?
Ich möchte (ganz vorsichtig, ohne bei allen Schwebkugelbauern anzuecken)
den informativen Gehalt deines, sicherlich gut gemeinten, Posts
hinterfragen.
erstens kommt dieser ein halbes Jahr zu spät, so dass es sich nicht
lohnt, diesen Thread dafür wieder auszugraben, zweitens steckt in ihm
null problembezogene Information (bis auf das der Prof.das 1969
herausgefunden hat).
Axelr.
Du findest sicher aktuellere Threads auf Seite"1" in den jeweiligen
Unterforen, in denen du dich eloquent artikulieren kannst.
Hi Axelr Füllst du hier Pausen mit solchem Gewäsch? Bist du ein Pausenclown? ""Angenommen, der Jonny hätte das vorher gewusst, hätte er den Prof dann fragen können? Oder annnersrum, hätte uns der Prof. alle unsere Fragen, die wir hier versucht haben zu lösen, beantwortet? ---Pausenfüller! erstens kommt dieser ein halbes Jahr zu spät, so dass es sich nicht lohnt, diesen Thread dafür wieder auszugraben, zweitens steckt in ihm null problembezogene Information (bis auf das der Prof.das 1969 herausgefunden hat). ---Hast du anderweitig mehr begabter Dünnbrettbohrer (das waren die Koseworte des Profs. Bader für Vertreter deiner Gattung) bedacht dass manche erst 2009 hier einstiegen? Schreiben/Denken aber die Reihenfolge ist wichtig. Was sich lohnt oder nicht hast du Forenfunzel nicht zu bestimmen, funzelt das ein? Du findest sicher aktuellere Threads auf Seite"1" in den jeweiligen Unterforen, in denen du dich eloquent artikulieren kannst. ---Das war schon die Leistung eines Denkriesen. Respekt! Solche Binsenweisheiten magst du deinen kids anstelle von Grimms Märchen erzählen. Die beeindruckt das vielleicht, mich nicht. Ansonsten noch einen schönen Tag, Dünni.
Exe sollte erst mal richtig quoten lernen, anstatt hier seinen Verbalschleim zu verspritzen. Wen interessiert denn was welcher Assi 1969 getrieben hat? Märchenerzähler und Geschichtenschreiber gehören in die Rubrik "OT".
Hi Axelr Es war mir ein Vergnügen dich abzuschiessen. Wenn du dazu gelernt hast reden wir weiter. Sag deinem zweiten Ich, dem Diskutanten, er soll sich in Zukunft besser Axelant nennen. Das passt zielgenauer und ist auch deutlich ehrlicher. So hilflos klopft sich nur ein Stümper auf die eigene Schulter, gelle. Der qualifizierte Eigenlohnschreiber wartet einen Tag und bepalmwedelt sich nicht in 58 Minuten. Ich bin nicht unzufrieden. Axel Rühl Datum: 07.03.2009 20:25 Diskutant (Gast) Datum: 07.03.2009 21:23
Nun denn ... Verspritzt Euer Wissen eben in der Richtung, daß die ganze Sache auch analog via OpAmp realisierbar sein soll. Eure persönlichen Hasstriaden mal außen vor gelassen (wobei EXE den Threard nicht ausgegraben hat anmerk) So, da gräbt nen Gast (sowas wie ich) nen 5 Monate alten Thread aus. Exe reagiert drauf - das wurde sogar schon von nem Prof. erkannt. Wobei mir gerade auffällt - seit wann ist EXE ein Gast??? Sollte sich da wer mit fremden Federn schmücken? (Oder anders herum) Wie wäre es, wenn ihr Zwei (Exe-Gast, sowie Axelr) Eure Energie damit verschwendet, mir die Frage zu beantworten? Klar, Eure eventuell vorhandene Antipatie (oder so) wird darubter leiden, aber vll. gibt es hier und da einige Wissens-Gewinner. Sollte das hier nicht auf fruchtbaren Boden treffen - schade drum, aber auch gut.
>> Axel Rühl >> Datum: 07.03.2009 20:25 >> Diskutant (Gast) >> Datum: 07.03.2009 21:23 Sehr geehrter Herr Gast (Exe), sie hätten sich zusätzlich zu Datum und Urzeit auch die IP-Adresse mit ausgeben lassen sollen, dann hättesn Sie gesehen, das meine IP aus einem ganz anderen Segment stammt und mein Provider auch nur eine begrenzte Dynamik in der Neuvergabe der IP-Adressen zur Verfügung hat. Ich bin hier lange genug dabei, als das ich mich hinter Pseudonymen verstecken müsste. Da Ihr Brett ja augenscheinlich kräftiger gebaut zu sein scheint, als das meine, erklären Sie dem "ahnungslosen Gast" bitte den PID-Regler per OPAmp. Axelr. PS. Was bedeutet "abschiessen" und warum war Ihnen das eine Freude??
""Sehr geehrter Herr Gast (Exe), sie hätten sich zusätzlich zu Datum und Urzeit auch die IP-Adresse mit ausgeben lassen sollen, dann hättesn Sie gesehen, das meine IP aus einem ganz anderen Segment stammt und mein Provider auch nur eine begrenzte Dynamik in der Neuvergabe der IP-Adressen zur Verfügung hat."" Sehr geehrter Herr Axelr. Sind Sie dumm? Ich kann Ihnen auf Knopfdruck mit Hilfe des N42 nahezu jede beliebige Ip vortäuschen und auch jede beliebige Computereigenschaft. Es gibt derzeit 24/7 so um die 1500 Anonproxxenluder die mit gefilterten Daten jedes gewünschte image generieren können. Verstehen Sie das oder muss ich einen Gang herunterschalten? Natürlich nur für Sie persönlich. Es wäre eine, selbst für Sie, lösbare Aufgabe gewesen festzustellen wann es den ersten Exe-Eintrag hier gab. Oder überfordert Sie das bereits? Ja mein Brett ist kräftiger gebaut wie das Ihre aber ich habe es nicht vor dem Kopf sondern sitze darauf. Einen PID per Opamp? kicher Haben Sie keine qualifizierten Fragen Herr Axelr? Wenn Sie das mit "Nein" beantworten müssen lassen Sie sich einmal alle "Exes" hier auflisten, lesen Sie sich ein und dann entscheiden Sie ob Sie Ihre "Qualifikationsprüfung" noch aufrecht erhalten wollen. Dieses "Brett" ist etwas dünn geraten für den Rex einer TFS der neben Elektronik viele Jahre Regelungstechnik las. Sie langweilen, Herr Axelr.
So bei allem Respekt, muss das sein einen inhaltlich interessanten Thread wie diesen hier mit so einem nutzlosen geistigen Ausfluss zu überschwemmen? Als hätte es hier auch nur irgendwer nötig seine IP zu verschleiern um Doppelposts zus chreiben -.- Ich will niemanden angreifen, aber das ist wirklich unnötig. Und der P(I)D Regler Per Opamp geht im prinzip ähnlich wie der Digitale ;) Es gibt auch koeffizienten für die jeweiligen Anteile (P, I und D) die dann noch in Widerstands und Kondensatorwerte umgerechnet werden müssen. Im Roboternetz gabs einen ziemlich guten Artikel zu dem Thema, dort steht alles zur Dimensionierung, und auch dazu, wie eigentlich ein P Regler als OpAmp aussieht und selbiges noch mal für I und D. http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Regelungstechnik Da ist er ja ;)
@Hauke Wow, besten Dank für den Link ... schon wieder nicht dümmer geworden ;) Muß ich mal schauen, damit was aufzubauen (wow, reimt sogar) - konkretes schwebt mir aber noch nicht vor. Erst Mal den Link in die Lesezeichen - man weiß ja nie ...
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@ Der wohl ahnungslose (Gast) So wirds gehen. habe ich selbst aufgebaut und getestet. Wer den Tietze/Schenk im Schrank hat, der sollte auch den Martin Zirpel haben. War zumindest damals Pflicht, als es noch kein Internet gab;-) Dem angelehnt die Schaltung aus dem Anhang. Axelr.
Hauke schrieb ""So bei allem Respekt, muss das sein einen inhaltlich interessanten Thread wie diesen hier mit so einem nutzlosen geistigen Ausfluss zu überschwemmen?"" ---Womit du Recht hast. Sag das bitte einem frustrierten Axelr der sich in seinem Grössenwahn als der Vertreter der Forenleitung hier sieht und wie ein kläffender Wadenbeisser den Hinterlauf hebt. Solche Zeitgenossen verstehen leider keine andere Sprache. ""Als hätte es hier auch nur irgendwer nötig seine IP zu verschleiern um Doppelposts zus chreiben -.-"" Diese Claqueurmentalität wurde bereits im Faden über Ralphs Schaltnetzteil angeprangert und das von gänzlich anderen. Wer sich nicht zu helfen weiss läutet nach den Lohnklopfer. An den A-Gast Was der liebe Axelr in seiner Einfalt aus dem alten Zirpel abschrieb ist kein PID-Regler sondern ein PD-Regler. Man könnte nach Axels Einlassungen fast annehmen dass er den Unterschied nicht kennt. Eine Textzeile mit PID-Regler macht noch keinen PID-Regler. Der hat NOTWENDIGERWEISE zwei Pole, also zwei Kondensatoren und die Ohmer. Das allerdings war auch schon 1981 bekannt. Die Schaltung vom Axel nutzt den PD, ein Integrator ist für das Problem der Kugel unnötig und nur hinderlich. Beweis1 http://staff.ltam.lu/feljc/school/asser/SchwebendeKugel1.pdf Beweis2 http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Regelungstechnik Zudem ist das eine grausam verbogene Schaltung was den Regler anbetrifft die so nur Anfänger aufbauen würden. P.S. Zur Abrundung Bader arbeitete damals ohne Regelung. Er war ein Feldtheoretiker erster Güte und er wollte beweisen dass die Kugel auch in einem homogenen Kraftfeld der Feldstärke H schweben kann. Das gelang ihm schliesslich. Der Aufbau stand in seinen Privatgemächern im alten Unigebäude und ich sah ihn mit eigenen Augen. Einzelheiten zum gelungenen Werk gab es praktisch keine. Böse Zungen unterstellten ihm jedoch eine verborgene Regelung. Er war manchmal schon ein Schelm wie seinerzeit Tesla der per Antenne "Freie Energie" aus dem All zapfte und das im KW-Bereich. Erstaunlicherweise wurden die Zuleitungsdrähte zum KW-Verbraucher nicht warm.
>> ist kein PID-Regler sondern ein PD-Regler
ja klar... Steht doch nirgentwo, das eben jene Schaltung ein PID sei.
Auch nicht im Buch.
Es wurde gefragt, WIE man das mit Opamps realisieren könne: So geht's.
Axelr.
Hauke Radtki (lafkaschar) wrote: > So bei allem Respekt, > muss das sein einen inhaltlich interessanten Thread wie diesen hier mit > so einem nutzlosen geistigen Ausfluss zu überschwemmen? Berechtigte Frage, aber wie man sieht kommt Poltergeist Exe anscheinend nicht ohne Schlammschlacht aus. Beweis: Autor: Exe (Gast) wrote: > wie ein kläffender Wadenbeisser > Diese Claqueurmentalität
""ja klar... Steht doch nirgentwo, das eben jene Schaltung ein PID sei.
Auch nicht im Buch.""
Soso.
Alzheimer? So jung kannst du nach deinem Geschreibsel nicht sein.
Ich zitiere den Axelr.
""Da Ihr Brett ja augenscheinlich kräftiger gebaut zu sein scheint, als
das meine, erklären Sie dem "ahnungslosen Gast" bitte den PID-Regler per
OPAmp.""
Axel Rühl
>> Datum: 07.03.2009 20:25
Aber das war sicher nur ein Verschreiber. Junge, du hast alles nur keine
Ahnung von Taten und Blusen.
Exe wrote: > Bader arbeitete damals ohne Regelung. Er war ein Feldtheoretiker erster > Güte und er wollte beweisen dass die Kugel auch in einem homogenen > Kraftfeld der Feldstärke H schweben kann. Das gelang ihm schliesslich. Wie hat Bader das Earnshaw-Theorem umgangen? > Das Earnshaw-Theorem in der Physik besagt, dass ein statisches Magnet- > oder elektrisches Feld nicht in der Lage ist, Objekte in einem stabilen > Gleichgewicht zu halten. Es ist benannt nach Samuel Earnshaw, der es 1842 > bewies. > Eine interessante Anwendung des Theorems ist es, dass es nicht möglich > ist, nur mit Dauermagneten stabil schwebende Konstruktionen zu erstellen. > Für die sogenannte magnetische Levitation benötigt man deshalb entweder > aktiv geregelte, dynamische Felder oder diamagnetische Materialien. http://de.wikipedia.org/wiki/Earnshaws_Theorem
Hi Diskutant ""Berechtigte Frage, aber wie man sieht kommt Poltergeist Exe anscheinend nicht ohne Schlammschlacht aus."" Logisch. Solche Blindgänger wie du verstehen halt keine andere Sprache. Im Kloster der samtbehandschuhten Karmeliterinnen warten sie schon auf dich. Axelant, Bastelant, Credofant, Diskutant, Elefant, Fäkulant, Gammelant, Hampelant, Ignorant, Krümelant, Losifant, Mutant, Nullant, Ottifant, Prollant, Querulant, Rummelant, Sabberant, Trümmerant, Urinfant. verrant, Wurmant, Xaverant, Ypsilant. zerrant. Wenn ich einen vergessen habe darfst du ihn gerne hinzufügen du Mimose im Garten Eden. Du hast meinen Rat beherzigt mit der Zeit. Du wirst es noch schaffen auch wenn dein Weg lang und steinig ist. Per aspera ad astra. An ralf Ich komme darauf zurück.
hmmmm - mal wieder ein interessant gewordener Thread, der da dem Grabe entstiegen ist
Hi ralf. Tja, es ist nun an die 40 Jahre her und ich erinnere mich nicht mehr an Einzelheiten. Zudem war das nicht mein Beutegrund da in der Diplomarbeit, betreffend aktive Filter mit Burr-Brown-Ops (was anderes gab es damals noch nicht und der 709 kam etwas später zum Schnäppchenpreis von ca 1100$), bei jenem Prof. Bader befrachtet. Es gab genug kritische Stimmen die ihm unterstellten dass er geschummelt hätte, sei es mit diamagnetischen Metallmischungen oder mit doch geregelten Feldern die durch kräftige Spulen erzeugt wurden. Anlässlich einer Besprechung der Assisanwärter beim Cheffe sah ich das Gerät das in der Mitte seines Arbeitszimmers aufgebahrt war. Ein truhenförmiger Kasten aus Holz. Vorführungen sah ich in Person nie aber es gab sie. Er war der Zeus der Elektrotechnik im Elfenbeinturm der Uni Stuttgart und so wagte man Kritik nur hinter der vorgehaltenen Hand. Allein es gab sie. Mehr kann ich dazu nicht sagen, wie auch nichts zu dem Theorem.
Hallo zusammen, ich hätt da mal noch ne kleine Frage - um mal wieder zurück zum Thema zu kommen. Ich benutze ebenfalls ne SFH 4550. Allerdings klappt das Regeln bei mir überhaupt nicht. Ich vermute mal das es an der steilen Kennlinie der Diodenstrecke (Diode + Fototransistor) liegt. Innerhalb von ca. einem millimeter wird der ganze Spannungsbereich durchgeschaltet(0.12 - 4,6 V) Könnte es daran liegen oder hat noch jmd. tipps? Viele Grüße Stefan
Hallo Stefan, Du könntest Sender und Empfänger auf unterschiedlicher Höhe positionieren um den Bereich in dem geregelt wird zu vergrößern. viel Erfolg! Grüße jonny
Hallo, da hätt ich nochmal ne Frage. Ich verwende nen PID algorithmus dessen Paramter ich mit Hilfe der Sprungantwort der Spule bestimmt habe. Jedoch weiterhin ohne erflog. Ich hab mir mal jonnys code angeschaut und frage mich wo er den Sollwert vorgibt ? Oder regelst du auf nen bestimmten wert und musst die Sensoren danach einstellen ? Ich steh irgendwie auf m Schlauch... Is es eig. nötig die PWM frequenz zu filtern ? Viele Grüße Stefan
Hallo zusammen, ich habe die Beiträge hier recht aufmerksam verfolgt und will mir auch so ein Teil bauen. Könnte jemand eine "Einkaufsliste" zb für Conrad.de erstellen, da ich kein E-Technik Student bin und sonst auch wenig Kenntisse (außer Physik LK) habe. In Verbindung mit einem Schaltplan oder ner kleinen Anleitung wäre das Klsse. Ich danke allen Bastlern für ihre Bemühungen LG
Wäre die Positionssteuerung auch auf irgendeine Art und Weise mithilfe einer Hall-Sonde möglich??
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Die schwebende Kugel von Conrad hat zur Positionsbestimmung über der Spule einen Hall-Sensor. Anordnung siehe Zeichnung.
alles klar, danke. Könnte jemand vllt kurz die Funktionsweise der Positionsbestimmung mit einem Hallsensor beschreiben? Weil ich muss eine Facharbeit schreiben und habe mich auf die schwebende Kugel eingelassen, jedoch habe ich das noch nicht ganz durchschaut... Falls einer ne Ahnung hat, wie man das ganze noch regeln kann wäre super! :)
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Ihr habt alle selbstgewickelte Magneten verwendet. Kann man auch käufliche Hub/Elektromagneten (z.b. von Intertec) verwenden?
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Hallo, der Hubmagnet zieht die Kugel nicht unbedingt in die Mitte. Es können sich seitlich zwei stabile Zustände ergeben. Daher kann die Kugel horizontal schwingen. Lösung: Einen Metallkegel aufsetzen.
Hallo zusammen, ich bin gerade auf diese Diskussion gestossen, habe sie aber nicht von a-z durchgelesen. Vielleicht wiederhole ich also nur schon Geschriebenes, in diesem Fall: Sorry. Ich habe früher mal an der ETH ein Praktikum geleitet mit genau diesem Thema. Die schwebende Kugel ist eigentlich keine Hexerei. Wir verwendeten einen ganz normalen zylindrischen Magneten (stark muss er sein), eine selbstgewickelte Spule, einen Hallsensor, der unten, also nicht bei der Spule, angebracht war, und einen ganz simple OP-Amp-Schaltung. Regelungstechnisch sind aber einige Dinge unbedingt zu beachten: - Man braucht unbedingt dinen PD-Regler (oder auch PID) Mit einem reinen P-Regler wird das nie funktionieren (was man mathematisch beweisen kann). - Um mit einem PD-Regler an's Ziel zu kommen, braucht Ihr einen unterlagerten Stromregler. Der kann auch nur als P-Regler ausgeführt werden. Und natürlich recht schnell sein. - Ihr solltet versuchen, das System so zu dimensionieren, dass der Magnet durch die Reluktanzkraft dort in einem instabilen Gleichgewicht liegt, wo Ihr den Magneten schlussendlich auch haben wollt. So müsst Ihr nur noch kleine "Schubse" nach oben oder unten geben. - Falsch. Legt das instabile Gleichgewicht ein bisschen weiter unten an. Dann müsst Ihr nämlich immer ein bisschen "ziehen", aber nur wenig. So kommt Ihr mit einer einfachen 1-Transistor-Ansteuerung aus und braucht keine Vollbrücke. Hier noch ein Link zu dem Teil, welches ich für die Vorlesung eingesetzt habe. Wurde von einem guten Freund von mir entwickelt und macht wirklich 'ne gute Falle als Deko-Element. http://www.wictronic.ch/Levitron.htm Gruäss Simon
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Hallo, Ich habe mir auch mal überlegt sowas zu bauen, aber mit einem anderen Ansatz, der ohne zusätzlichen Sensor auskommt: Man könnte durch Messung der Induktivität (Was nicht all zu schwer sein sollte, da man ja eh schon die PWM als Rechtecksignal anlegt) die Position der Kugel (Die dann aus Eisen sein kann) bestimmen. Oder nicht? Das Annähern der Kugel an den Magneten sollte die Induktivität erhöhen, da die Gesamtpermeabilität erhöht wird. Die Frage ist, mit welcher Induktivität kann man da rechnen? Ich habe leider keine Ahnung, müsste man wohl ausprobieren. Meine Gedanken dazu: 1. Methode: Messen der Induktivität mittels Schwingkreises und Messung der Schwingfrequenz. Problem: Die Messung muss in der Freilaufphase gemacht werden. Bei hohen Duty Cycles hat man nur eine sehr kurze Freilaufphase. 2. Methode: Stromanstieg beim Anschalten der Spule. Problem: Bei kleinen Duty Cycles hat man nur ein kleines Stückchen des Stromes zum Messen des Anstiegs (delta i / delta t). Man braucht einen sehr sehr schnell Wandler, je nach Größe der Induktivität. Hat noch jemand eine Idee, wie man das realisieren könnte?
In einer der letzten DPG Zeitschriften war genau diese Idee drin, da ham die Leute von Siemens (nicht ganz sicher) sowas entwickelt mit dem man diese kleine Induktivitätsänderung messen kann. Und zwar unter unseren Rahmenbedingungen, weil die ham das auch am Beispiel einer schwebenden Kugel demonstriert. Stefan
Hi, danke für den Tipp. Hast du gerade einen Link o.ä. zur Hand? Es scheint da wohl eine Menge verschiedener Zeitschriften zu geben: http://www.dpg-physik.de/veroeffentlichung/index.html
Ich habe die schwebende Kugel auch schon mal mit einer Lichtschranke als Sensor gesehen. Das war zusammen mit einer "Designer-Lampe". Als Kugel wurde hier jedoch, soweit ich mich erinnern kann, ein metallisierter Tischtennisball verwendet. Das Ganze sah recht gut aus, und der Vorteil eines Tischtennisballs ist nicht zu verachten, man braucht einen schwächeren Magneten. Wenn das Teil runterfällt, gibt es kaum Bruch. Nur auf die Kugel treten sollte man tunlichst vermeiden. Schönen Sonntag!
Für die Variante mit Lichtschranke brauchst du bloß hochzuscrollen ;) Wie ist denn die Variante: Man wählt eine möglichst kleine PWM Frequenz. zB 100Hz, dann hat man bei 90% Duty Cycle noch 1ms Off-Phase. In der Off Phase wird mit der Induktivität ein Colpitts Oszillator zum Schwingen angeregt (100-500kHz?). Die Schwingungen werden dann gezählt. in einer Millisekunde (90% DC) hat man dann 100-500 Schwingungen und kann daraus auf die Frequenz schließen. Siehe: http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/sense-small-inductance-changes-over-a-wide-range10.aspx 1. Strom der Induktivität, Spannung an der Induktivität. 2. Eine Periode der Schwingung in der Off Phase. Sowie Spannung am Kollektor von Q1 (Ausgang). Probleme: -Mit FETs scheint das ganze nicht zu funktionieren. Zu viel Kapazität zwischen Drain-Source? -Je nach PWM Duty Cycle verändert sich die Schwingfrequenz. Ich weiß (noch) nicht warum das so ist.
Ups. Mal davon abgesehen, dass der 2N2907 den Laststrom gar nicht aushält und dass der Basiswiderstand fehlt... Hust
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Ich nehme an mit 2 Hallsensoren? Das wollte ich demnächst auch mal ausprobieren :D Erstmal zur Spule: Ich habe mir hier selber was gebastelt: 8mm Schraube (Stahl verzinkt) mit Schrumpfschlauch und dann 0.4mm Kupferdraht genommen. Sind ca. 700 Wdg. Außendurchmesser 9mm. Länge der Wicklung: 45mm. Der Gleichstromwiderstand beträgt ca 4 Ohm. Bei 12V fließen 3A und die Spule wird gut warm. Leider lässt sich die Mutter, die daneben liegt erst aus 5mm Abstand zu einer Spulenseite anziehen. Hast du vielleicht ein paar Tipps? Stahl sollte doch als Ferromagnetisches Material geeignet sein, oder nicht?
An Simon: Die Spule die du gebaut hast ist Magnetfeld-technisch gesehen für ein "langes" Magnetfeld nicht gut. Der Schraubenkopf und die Mutter lenken das Magnetfeld direkt nach oben und es hat keine Chance sich weiter nach vorne auszubreiten. Am optimalsten wäre ein einfacher Stahlstab bzw. Weicheisenstab der nur Zylindrisch ist. die Spule müsste dann von einem Kunstoffring an Ort und stelle gehalten werden. Gruß Knecke
Okay. Also ich habe auch grad mal mit FEMM gespielt und bin beeindruckt. 1. Der von mir verwendete Stahl (rostfrei) ist wohl ziemlich ungeeignet für sowas. Eisen bzw. billiges Stahlblech bringt viel mehr. 2. Ein aufgeschnittener EI-Trafokern bringt eine deutliche Verbesserung des Streuflusses vor dem Magneten (Kaum Streufluss). Wurde hier schon mal diskutiert. Zu der "langen" Spule: Wenn ich die Spule kürzer, dafür dicker mache, ist das auch nicht gut ;)
Habe noch was interessantes gefunden. Die Abstandsmessung wird mit einer zweiten Spule auf dem gleichen Eisenkern gemacht. An diese Wicklung wird dann eine Frequenz (die kleiner ist, als die PWM Frequenz) angelegt, dann wird Strom und Spannung an der "Hilfsspule" tiefgepasst (auf gleiche Phasenlage achten). Anschließend wird über die Verschiebung von Strom und Spannung die Induktivität ausgerechnet und damit der Abstand (wie bei einem induktiven Abstandssensor). http://www.academypublisher.com/ijrte/vol01/no03/ijrte0103021024.pdf
An alle die es geschafft haben eine Kugel zum schweben zu bringen, schafft ihr es auch andersrum ? Also dass der Magnet schwebt und sich so z.B. an eine feste Eisenplatte/Kugel heranzieht sie aber nicht berührt?
Hallo, Wieso befindet sich bei allen diesen Systemen der Elektromagnet überhalb des schwebenden Objekts. Wäre dies nicht auch umgekehrt möglich, also dass das Objekt frei über der Spule schwebt?
>Wieso befindet sich bei allen diesen Systemen der Elektromagnet überhalb >des schwebenden Objekts. Wegen der scheiß Schwerkraft. >Wäre dies nicht auch umgekehrt möglich, also dass das Objekt frei über >der Spule schwebt? Versuch mal einen Pingpong Ball auf einem Wasserstrahl zu balancieren.
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Hallo, mit einen Hallsensor habe ich es gemacht und es funktioniert einwandfrei. Den Schaltplan findet ihr auf meiner Seite: http://www.bis0uhr.de/projekte/schwebekugel/index.html
Ich bin zur Zeit auch daran die Kugel zu bauen, jedoch mit optimalem Regelverhalten: D.h. zusätzlich du dem bisherigen - Teilstreckenbeobachter für die Geschwindigkeit ohne bleibende Regelabweichung - Hall-Sensor für die Positionsmessung - analoge Regelung für maximale Dynamik
@bis0uhr mechanikprofi? Hast Du privat zu Hause 'ne CNC oder hast Du beruflich mit zu tun? auch die anderen Sachen auf deiner Site sehen sehr, hmm - elegant - und sehr professionell aus, gefällt mir sehr gut! Axelr.
Hallo, das mit der schwebenden Kugel fasziniert mich. Werde es vielleicht auch in digitaler Form bauen. Nur ma so zum Konzept: Den Regler würde ich gerne in einen Atmega 8 realisieren und das Messen des Feldes würde ich auch über eine Hall-Sonde machen wollen. Nur die Ansteuerung der Spule ist mir noch nicht ganz klar. Meine Idee wäre einen MosFet per PWM zu schalten und der MosFet schaltet dann die Spule. Gegebenfalls muss da noch eine Treiberstufe zwischen?! @bis0uhr Sieht echt sehr sehr gut aus! Gib es die Spule in dieser Form zu kaufen oder hast du die selbst gemacht? Gruß Sebi
Hey, auch ich bin auf der Suche nach solch einer Spule. Bei Farnell und den gängigen Distris hab ich keine gefunden, die der von bis0uhr ähnelt. Hat da jemand nen Tipp? MfG Alex
Hallo, ja die Spule ist selbst gewickelt. Spulenkörper lag in der Kram-Kiste. In die Bohrmaschine gespannt und los bis sie voll war. Deswegen weiß ich auch nicht wie viele Wicklungen es sind.
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Hallo Leute, ich arbeite derzeit auch an einem solchen Projekt. Ich soll es für die Schule versuchen fertig zu machen. Damit ihr nicht denkt, bei dem Jungen rede ich gegen die Wand sag ich schon mal im voraus, dass ich eine Ausbildung als Elektroniker für Betriebstechnik erfolgreich durchlaufen habe. Jedoch ist auch für mich die Regelungstechnik eine Herausforderung, die ich mit Sicherheit nicht alleine bewältigen kann. Deshalb wäre ich für jede Hilfe, Tipps oder Beratung sehr dankbar. Fangen wir an, was ich anzubieten habe ;) : Sensoren: -Zur Verfügung steht ein Fototransistor bereit sowie eine Solarzelle Spule: -700 Wdg.; 1,0 mm²; mit Eisenkern natürlich Netzteil: -15 Volt (ausgewählte Betriebsspannung); max. 10A Schaltplan (ist im Anhang): - Zum Schaltplan ist zu sagen, dass mir dieser vorgelegt wurde um mich daran zu halten. -Gesagt, getan. Ich habe die Schaltung zuerst auf EWB, zur Prüfung und dann auf einer "Klemmplatine" realisiert. - Der untere linke Poti soll den Fototransistor darstellen. Der obere Poti die Sollwertvorgabe. - Laut Simulation ändert sich der Ausgangstrom zur Spule bei Veränderung des Sensors, der Sollwertpoti legt das Nivau der Stärke fest. -Soweit so gut. Jedoch übertragen auf die Wirklichkeit ist die Regelung nicht erfolgreich. Ich habe es ein paar mal hinbekommen das meine Kugel (Schlüsselanhänger-Globus) hoch und runter schwingt und dann auf Grund der hohen Schwingung die Kugel aus der Regelung hoch zum Magneten schießt. Nach einlesen in die Regelungstechnik denke ich muss ich den D-Anteil nachregeln bzw. feineinstellen. Nur nach diesem Schaltplan bin ich mir nicht sicher wo ich den D-Anteil regeln soll. Falls der Schatplan schon von Grund auf einen schlechten Eindruck macht, dann sagt mir bitte Bescheid ob da Verbesserungsmöglichkeiten vorhanden sind. Ansonsten wäre ich für jeden Hilfe dankbar, da ich nicht mehr weiterkomme. Grüße Chris
Es gibt Materialien, die noch weniger Interesse an Magnetfeldlinien haben, als Luft. Mit denen geht es auch ohne Strom: http://www.hcrs.at/DIAMAG.HTM Gruß Jobst
Hallo! Alle Infos - Bauplan und den passenden Leistungs-Operationsverstärker Baustein gibt es bei der SERVOWATT Lesitungselektronik www.servowatt.de, und ein spezieller Beitrag über "schwebende Kugel" auf der rechten Seite bei News: Magnetfeldregelung !!
13 Jahre später schrieb jemand eine ausführliche klare Lösungsbeschreibung mit einem analogen PID Regler und modulierter Lichtschranke https://alfred-schulze.de/ithmz/wp-content/uploads/simple-file-list/Regelungstechnik-am-Beispiel-einer-schwebenden-Kugel_2021.pdf Ich hoffe Mal, dass die Kugel damit auch gut schwebt.
Von 2011 bis 2023 sind's bei mir nur 12 Jahre, daher sei Dir diese leichte Verspätung bei der Beantwortung dieser Frage verziehen.
Ben B. schrieb: > Von 2011 bis 2023 sind's bei mir nur 12 Jahre, daher sei Dir diese > leichte Verspätung bei der Beantwortung dieser Frage verziehen. Ich habe von Ursprungsfrage bis zu Dokumentenveröffentlichung gezählt (dass man Jedem aber auch Alles erklären muss weil sonst wieder Jemand glaubt es besser zu wissen).
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Michael B. schrieb: > Ich hoffe Mal, dass die Kugel damit auch gut schwebt. Es sieht auf dem Bild fast so aus, als ob die Kugel (ferromagnetische Blecherde) nur mit Tesafilm bei Kanada fixiert wurde. In diesem Faden schweben alle Kugeln und am Ende sogar noch ein Würfel: Beitrag "Ferromagnetischer Schwebekörper" https://youtu.be/5QkAg0jilGA
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