Hey zusammen, ich möchte folgenden Shutter bauen: http://optics.ph.unimelb.edu.au/atomopt/shutter/shutter.html Ich wollte den Schaltplan aus Urheberrechtlichen Gründen lieber nicht hier hochladen, er befindet sich jedoch auf der o.g. Seite ziemlich mittig. Auf der Seite ist beschrieben, wie man aus dem Lesearm einer Festplatte einen schnellen Shutter bauen kann. Mit einer LMD18200 H-Brücke wird beim öffnen und schließen des Shutters der Strom durch die Spule des Lesearms umgekehrt und der Arm somit ziemlich schnell ausgelenkt. Was mich gerade nur daran stört, ist, dass wenn der Lesearm für längere Zeiten in Ruhelage liegt, trotzdem kontinuierlich ein großer Strom fließt. Könnte man durch nicht allzu aufwendige Änderungen den Strom beim Umschalten beispielsweise erhöhen und in der Ruhelage auf ein Minimum verringern, etwa durch PWM an MOSFETS irgendwo zwischen Spule und Spannungsquelle? Ich will ungerne dauernd ein paar Watt durch die Spule fließen lassen, da er ununterbrochen angeschaltet sein soll, aber nur ein paar mal am Tag (unkalkulierbar) öffnen und schließen soll. Schöne Grüße, Max
Upsala, habe gerade erst gesehen, dass die H-Brücke ja einen PWM Eingang hat. Damit hat sich meine Frage wohl erledigt ;)
> Könnte man durch nicht allzu aufwendige Änderungen den Strom > beim Umschalten beispielsweise erhöhen und in der Ruhelage auf > ein Minimum verringern. Auf der Webseite ist doch darunter im Absatz "How does it work?" der Konstruktion eine entsprechende Schaltung! Die gibt zum Umschalten kräftige Impusle ab und lässt danach einen geringen Haltestrom fließen. Das steht auch so im Text und ist sogar mit einem Oszilloskop-Bild belegt.
Das stimmt natürlich. Daran habe ich irgendwie garnicht gedacht. Danke Stefan! Ich weiß nicht, was ich für einen Kondensator für C4 nehmen soll. Es soll ein bipolarer 220mu Kondensator sein. Ich habe leider noch nie einen bipolaren Kondensator benutzt und habe keine Ahnung nach was ich überhaupt suchen soll. Ich bestelle bei rs-online und habe schon nach 'bipolar' und in den Kategorien der verschiedenen Kondensatorentypen gesucht, aber ich finde nichts mit 220mu bei dem ich eindeutig identifizieren kann, dass sie bipolar sind. Kann mir jemand einen Tip geben, wonach ich suchen soll? Google hat mir nicht viel weitergeholfen. Vielen Dank und schöne Grüße, Max
> Könnte man durch nicht allzu aufwendige Änderungen den Strom > beim Umschalten beispielsweise erhöhen und in der Ruhelage auf ein > Minimum verringern, etwa durch PWM an MOSFETS irgendwo zwischen Spule > und Spannungsquelle Ja, kann man, und vielleicht ist PWM nicht unbedingt die Lösung, schliesslich führt das zu Störungen und Vibrationen. Die Voice Coil hat eine maximale Verlustleistung, es darf also nur ein bestimmter maximaler Strom hindurchfliessen. Aber sie ist thermisch träge, man darf also einerseits kurzzeitig einen höheren Strom hindurchfliessen lassen. Andererseits hängt die Geschwindigkeit mit der sich das Magnetfeld Aufbau von der Spannung ab. Also wäre es klug, in den Umschaltmomenten eine sehr hohe Spannung anzulegen (innerhalb der Isoliermöglichkeit der Spulendrahtes) der sich dann schnell abbaut und zu einem kleinen aber ausreichenden Haltestrom führt. Aber der Hauptaugenmerk sollte auf den shutter fallen, ein schweres grosses Aluteil wie der Kühlkörper ist nicht unbedingt schlau, leichter geht schneller. Das muss man nicht mit einem sauteuren LMD18200 machen, man muss es auch nicht mit PWM steuern. Beispielsweise hilft ein Kondenstaor den hohen Strom zu lkeioten und ein Widerstabnd begrenzt trotz der hohen Spannung auf einen niedrigen Strom hohe Spannung | +-------+ +--C--+ Steuereingang --+-----| |--+ +--Voicecoil--+ | |Treiber| +--R--+ | +-|>o-| |----------------------+ +-------+ Wie hoch die hohe Spannung, wie klein der Widerstand R, welche Kapazität der Kondensator C haben muss, hängt stark von der Masse ab, die die voice coil bewegen muss, es nützt nichts mit einer sauhohen Spannung den Strom schneller steigen zu lassen als sich der Arm bewegen kann, oder den Kondensator grösser zu machen als der Arm an Energie braucht um den Umschwung zu machen oder den Haltestrom höher zu machen als zum Halten erorderlich. Daher ausprobieren, es werden ein paar uF sein (Motorkondensator bipolar Folie) und um 1k bei 12 bis 100V.
Vielen Dank, MaWin, für die ausführliche Antwort! Jetzt habe ich einiges besser verstanden. Leider stehe ich bei dem Kondensator immernoch vollkommen auf dem Schlauch. Ich habe bei den Folienkondensatoren gesucht, aber alle mit 220uF kosten 80€ aufwärts. Meintest Du mit "ein paar uF" wirklich nur ein paar uF, also << 220uF? Jedenfalls habe ich folgenden bipolaren Alu-Elko gefunden: http://de.rs-online.com/web/p/aluminium-elektrolytkondensatoren/2155764/ Ist dieser Typ von Kondensator für diese Anwendung geeignet? Schöne Grüße, Max
Bipolare Kondensatoren findest Du bei Bauteilen für Lautsprecher Frequenzweichen. Notfalls kann man auch zwei normale Elkos entgegen gesetzt in Reihe schalten.
1 | + - - + |
2 | o---||----||----o |
Die Kapazität muss nur ausreichen, um der Masseträgheit des Armes zu entsprechen, und die soll ja gering sei. Ein paar uF sollten es also tun, gibt es als Motorkondensator für hohe Spannungen oder als Frqeunzweichenkondensatoren für kleine Spannungen oder als Folienkondensatoren für noch kleinere Spannungen.
Vielen Dank für die Hilfe, ich werde das mal mit den zwei normalen Elkos probieren und mal ein bischen rumspielen wie diese dimensioniert sein sollten.
Angehängte Dateien:
-
HDDshutter_small.png
62 KB
Die Diskussion ist zwar schon ein wenig her, aber eventuell stolpern auch andere als ich darüber. Ich habe solch einen Shutter gebaut und gemessen. Tatsächlich stimmt das oben geschriebene meiner Erfahrung nach nicht wenn man wirklich schnell werden will. 1) Ein normaler Elko ist zu langsam. Man möchte schließlich inerhalb von ein paar Mikrosekunden Strom schieben. Was meiner Erfahrung nach helfen kann ist mehrere Kondensatoren parallel zu schalten: große langsamere und kleine schnellere. (Erklärung siehe Punkt 2) 2) Man braucht den Kondensator nicht nur, um den Arm zu beschleunigen, sondern erstmal um den Strom aufzubauen. Obwohl Festplatten eine Spule mit Luftkern haben, reicht die Induktivität um den Stromaufbau zu verhindern. Daher ist erstmal eine hohe Spannung nötig, um die Induktivität zu besiegen. Fließt der Strom dann erstmal, reicht ein langsamerer Kondensator, der nicht die volle Spannung treiben kann, um den Arm zu beschleunigen. 3) Die Spannung ist entscheidend. Je höher die Spannung, desto leichter lässt sich der Strom prügeln... Noch eine Anmerkung: der Stromfluss dürfte einigermaßen proportional zum Magnetfeld sein, das ist dann proportional zur ausgeübten Kraft. Man möchte aber shuttern, sprich der Arm soll sich bewegt haben. Dafür muss man zweimal integrieren (F~d/dt(d/dt(x))). Dazu kommt, dass der Stromfluss durch die Spule auch noch verzögert stattfindet (siehe Punkt 2), weshalb dieses Design nicht viel weiter hinab als 1ms delay reichen dürfte. Ach und eh ich es vergesse: Die Spannung über C4 entspricht zum Zeitpunkt der Schaltens der doppelten Versorgungsspannung (Ja, im Bild sind das dann kurzzeitig 100V!). Und power im Bild ist die Laserleistung auf einer Photodiode geshuttert durch den Arm...
Man muss die Laserleistung ja nicht auf einem bewegten Kuehlkoerper verbraten, sondern kann sie ja mit einem kleinen bewegten Spiegelchen auf einen festen Absorber lenken.
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