Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Federkontakt für Rotierende Kontaktierung


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von Fabian M. (fabe1991)


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Hallo,
ich möchte folgende Messvorrichtung umsetzen:

Auf einer Platte mit 16 (mit federnden Kontaktstiften von ingun.de) 
kontaktierten Solarzellen-Proben soll jeweils eine vermessen werden. 
(siehe Skizze) Dazu soll die Platte mithilfe eines Schrittmotors immer 
zur nächsten Probe um 1/16 rotieren und auf der Unterseite einen Kontakt 
zur "Messbasis" herstellen.
Mit welchen Kontakten könnte dies realisiert werden?

: Verschoben durch User
von Falk B. (falk)


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von Fabian M. (fabe1991)


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aber 2 Stifte übereinander würden sich doch verhaken..

von radiostar (Gast)


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Fabian M. schrieb:
> aber 2 Stifte übereinander würden sich doch verhaken..

Warum?

von Schlumpf (Gast)


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Zu beachten ist aber, dass diese Pogo-Pins in der Regel nicht für 
radiale Belastungen gemacht sind, wie sie auftreten, wenn man sie als 
Schleifkontakt verwendet.

von Fabian M. (fabe1991)


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Schlumpf schrieb:
> Zu beachten ist aber, dass diese Pogo-Pins in der Regel nicht für
> radiale Belastungen gemacht sind, wie sie auftreten, wenn man sie als
> Schleifkontakt verwendet.

genau das ist meine Befürchtung
Deshalb dachte ich mir dass man als unteren Gegenkontakt keine Pins 
sondern eine Art Feder verwenden könnte. Hat jemand eine Idee für ein 
Bauteil?

von radiostar (Gast)


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Fabian M. schrieb:
> Schlumpf schrieb:
>> Zu beachten ist aber, dass diese Pogo-Pins in der Regel nicht für
>> radiale Belastungen gemacht sind, wie sie auftreten, wenn man sie als
>> Schleifkontakt verwendet.
>
> genau das ist meine Befürchtung

Es reicht doch, den beweglichen Teil des Stiftes in einem Röhrchen zu 
führen.

von Stone (Gast)


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Ich hab irgendwo mal pneumatische Kontaktstifte gesehen, die könnten 
gehn.
Also Teller drehen und Kontakte  wieder hin drücken.

Gruß Matthias

von Fabian M. (fabe1991)


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Stone schrieb:
> Ich hab irgendwo mal pneumatische Kontaktstifte gesehen, die
> könnten
> gehn.
> Also Teller drehen und Kontakte  wieder hin drücken.
>
> Gruß Matthias

Gibt es nicht eine Art Federkontakte die durch die Stifte 
heruntergedrückt werden, so dass die Stifte ohne zu großen Widerstand 
und Seitenkräfte weiterrotieren können.

: Bearbeitet durch User
von Fabian M. (fabe1991)


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hat jemand eine Idee?

von Georg (Gast)


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Fabian M. schrieb:
> hat jemand eine Idee?

Spitze Pogostifte lassen sich definitiv nicht seitwärts bewegen. Du 
kannst es mit Pogostiften mit abgerundetem Kopf probieren, das hängt 
auch von den Gegenkontakten ab, die sollten flach und ohne Stufen (!!) 
sein.

Ist aber immer noch ziemlich Murks, die einzig vernünftige Verwendung 
von Federstiften in diesem Zusammenhang ist abheben, drehen und Stifte 
wieder absenken.

Grundsätzlich erhebt sich aber die Frage, warum du nicht einfach alle 
Solarzellen mit Federstiften kontaktierst und zur Messung elektrisch 
umschaltest. Aber das ist wohl wie immer bei diesen Diskussionen - du 
hast eine Vorstellung, von der du nicht abgehen willst, und abweichende 
Vorschläge sind unerwünscht. Da sind wir uns also wohl einig: ich kann 
keinen Beitrag leisten, den du für sinnvoll halten kannst, also lass ich 
es jetzt.

Georg

von Fabian M. (fabe1991)


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Georg schrieb:
> Fabian M. schrieb:
>> hat jemand eine Idee?
>
> Spitze Pogostifte lassen sich definitiv nicht seitwärts bewegen. Du
> kannst es mit Pogostiften mit abgerundetem Kopf probieren, das hängt
> auch von den Gegenkontakten ab, die sollten flach und ohne Stufen (!!)
> sein.
>
> Ist aber immer noch ziemlich Murks, die einzig vernünftige Verwendung
> von Federstiften in diesem Zusammenhang ist abheben, drehen und Stifte
> wieder absenken.
>
> Grundsätzlich erhebt sich aber die Frage, warum du nicht einfach alle
> Solarzellen mit Federstiften kontaktierst und zur Messung elektrisch
> umschaltest. Aber das ist wohl wie immer bei diesen Diskussionen - du
> hast eine Vorstellung, von der du nicht abgehen willst, und abweichende
> Vorschläge sind unerwünscht. Da sind wir uns also wohl einig: ich kann
> keinen Beitrag leisten, den du für sinnvoll halten kannst, also lass ich
> es jetzt.
>
> Georg
Danke für deine Antwort Georg. Hier eine Skizze der Kontaktfedern auf 
der unteren nicht rotierenden Platte. Die Idee mit der vollständig 
elektrischen Kontaktierung hatte ich auch, jedoch befindet sich das 
ganze in einer Stickstoff Atmosphäre und da es unter einen 
Solarsimulator kommt braucht man Quarzglas als Fenster, welches sehr 
teuer ist (1000€ für diese Fläche). Außerdem degradieren die Solarzellen 
unter UV Licht, deßhalb sollten die die nicht vermessen werden keines 
abbekommen (eine Messung dauert mehrere Minuten)
Mit meinem aktuellen Konzept benötigt man nur ein kleines Quarzfenster 
und die Zellen sind immer an der selben Position unter dem Simulator.

Gäbe es vielleicht eine andere Lösung als Kontaktstifte?

von Georg (Gast)


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Fabian M. schrieb:
> Hier eine Skizze der Kontaktfedern auf
> der unteren nicht rotierenden Platte.

Wozu hast du eine Feder auf der Platte? Da bräuchtest du vergoldete 
Federn, und das überflüssigerweise, im Normalfall federt nur eine Seite 
eines Kontaktes, nicht beide, und in dem Fall ist das der Stift. Die 
Platte sollte im Gegenteil so flach wie möglich sein, am besten wären 
die Kontaktfelder in das Material eingelassen.

Besser wären ev. Federstifte mit einer vergoldeten Rolle statt einer 
Spitze, aber die müsste man wohl extra anfertigen lassen.

Fabian M. schrieb:
> Die Idee mit der vollständig
> elektrischen Kontaktierung hatte ich auch, jedoch befindet sich das
> ganze in einer Stickstoff Atmosphäre und da es unter einen
> Solarsimulator kommt braucht man Quarzglas als Fenster, welches sehr
> teuer ist (1000€ für diese Fläche).

Na du kannst doch alles kontaktieren und trotzdem die Klapparatur unter 
das kleine Quarzglas drehen.

Georg

von Peter D (Gast)


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Schleifring !

von Fabian M. (fabe1991)


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dann würden sich aber die Kabel verdrehen.

Georg schrieb:
> Die
> Platte sollte im Gegenteil so flach wie möglich sein, am besten wären
> die Kontaktfelder in das Material eingelassen.

Wieso ? Dann würde der Stift doch auf dem Material kommen, wenn die 
Kontakte nicht herausstehen würden.

Georg schrieb:
> Na du kannst doch alles kontaktieren und trotzdem die Klapparatur unter
> das kleine Quarzglas drehen.

dann würden sich die Kabel verdrehen

von Georg (Gast)


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Fabian M. schrieb:
> Dann würde der Stift doch auf dem Material kommen

Das genau ist doch die Absicht.

Fabian M. schrieb:
> dann würden sich die Kabel verdrehen

Unsinn, man muss ja nicht nach 360 Grad immer weiter drehen, dann dreht 
man eben zurück. Eine Umdrehung und zurück werden die Kabel ja noch 
mitmachen. Da fehlt wohl das nötige räumliche Vorstellungsvermögen.

Georg

von Harald W. (wilhelms)


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Fabian M. schrieb:

> dann würden sich die Kabel verdrehen

Für ein bis zwei Umdrehungen kann man die Leitungen
ja lang genug lassen. Sicherheitshalber kannst Du
einen Anschlag einbauen.

von Uwe S. (regionalligator)


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Fabian M. schrieb:
> Gäbe es vielleicht eine andere Lösung als Kontaktstifte?

Ja. Du könntest statt einer Gegenfeder gleich federnden Draht nehmen, 
der natürlich z.B. im 45°-Winkel montiert wird. Einige Widerstandsdrähte 
sind sehr stark federnd, und bei entsprechender Stärke kann man deren 
Widerstand evtl. vernachlässigen. Vielleicht gibt es auch Draht aus 
Kupfer-Beryllium, der federt auch hervorragend.
Auf Federstifte würde ich ganz verzichten.

von Fabian M. (fabe1991)


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Georg schrieb:
> Fabian M. schrieb:
>> Dann würde der Stift doch auf dem Material kommen
>
> Das genau ist doch die Absicht.
>
> Fabian M. schrieb:
>> dann würden sich die Kabel verdrehen
>
> Unsinn, man muss ja nicht nach 360 Grad immer weiter drehen, dann dreht
> man eben zurück. Eine Umdrehung und zurück werden die Kabel ja noch
> mitmachen. Da fehlt wohl das nötige räumliche Vorstellungsvermögen.
>
> Georg

die Solarzellen sollen aber zur vergleichbarkeit immer an der selben 
Position unter dem Solarsimulator vermessen werden.

von Fabian M. (fabe1991)


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Georg schrieb:
> Das genau ist doch die Absicht.

Ich meinte dass die Feder auf dem nicht leitenden Material 
entlangschrammt und somit unnötig abgenutzt wird

von Christian B. (luckyfu)


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tja spontan fallen mir da Kollektorkohlen ein. Die bekommt man 
üblicherweise auch als Ersatzteil mit einer entsprechenden Anpressfeder 
dahinter. Möglicherweise müssen die vorn nur in Form gebracht werden und 
ggf. eine Führung dafür erstellt werden.

von Harald W. (wilhelms)


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Uwe S. schrieb:

>> Gäbe es vielleicht eine andere Lösung als Kontaktstifte?
>
> Ja. Du könntest statt einer Gegenfeder gleich federnden Draht nehmen,

Gut geeignet sind m.E. auch aus Relais ausgebaute Kontaktfedern
mit Kontaktniet. Man nimmt da eher etwas ältere Relais, weil dort
die Kontakte grösser sind.

von Georg (Gast)


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Fabian M. schrieb:
> die Solarzellen sollen aber zur vergleichbarkeit immer an der selben
> Position unter dem Solarsimulator vermessen werden.

Und inwiefern soll das ein Problem sein? Du verstehst offensichtlich die 
ganze Anordnung nicht. Man dreht um 1/16 Kreis weiter und die nächste 
Zelle liegt an der Messposition. Mach dir eine Zeichnung, am besten auf 
einem runden Bierdeckel mit Einteilung in 16 Sektoren.

Georg

von Fabian Müller (Gast)


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Warum soll ich die von mir entworfene Anordnung nicht verstehen?
Das Problem ist wenn ich alles verkabele, dann muss ich 16 Relais 
zusätzlich mit LabVIEW ansteuern. Das ist ein extremer Schaltungs 
Aufwand

von lrep (Gast)


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Fabian M. schrieb:
> Dazu soll die Platte mithilfe eines Schrittmotors immer
> zur nächsten Probe um 1/16 rotieren und auf der Unterseite einen Kontakt
> zur "Messbasis" herstellen.
> Mit welchen Kontakten könnte dies realisiert werden?

Lass dir einen geeigneten Kollektor sägen, mit vier Kohlebürsten und 
verwende die 4-Leiter Messung.
Das hält Millionen von Umdrehungen aus.

von Fabian Müller (Gast)


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lrep schrieb:
> Fabian M. schrieb:
> Dazu soll die Platte mithilfe eines Schrittmotors immer
> zur nächsten Probe um 1/16 rotieren und auf der Unterseite einen Kontakt
> zur "Messbasis" herstellen.
> Mit welchen Kontakten könnte dies realisiert werden?
>
> Lass dir einen geeigneten Kollektor sägen, mit vier Kohlebürsten und
> verwende die 4-Leiter Messung.
> Das hält Millionen von Umdrehungen aus.

An sich eine gute Idee aber ne 4 Punkt Messung lässt sich aufgrund der 
Baugröße nicht umsetzen

von Amateur (Gast)


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Wenn Du schon einen Schrittmotor steuerst, kannst Du auch einen oder 
zwei Hubmagnete ansteuern.

Deine Lieblingskontakte heben durch eine Feder gezogen ab und nach 
Beendigung der Bewegung drückt der Magnet sie wieder auf die 
Kontaktfläche.

Der Ablauf kann auch umgekehrt ablaufen, also Feder drückt auf den 
Kontakt und Magnet zieht sich einen rein.

Keine Kratzer, wenig Verschleiß und die Stifte halten ganz schön 
ziemlich.

von Hp M. (nachtmix)


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Fabian Müller schrieb:
>> Lass dir einen geeigneten Kollektor sägen, mit vier Kohlebürsten und
>> verwende die 4-Leiter Messung.
>> Das hält Millionen von Umdrehungen aus.
>
> An sich eine gute Idee aber ne 4 Punkt Messung lässt sich aufgrund der
> Baugröße nicht umsetzen

Verstehe ich nicht.
Weisst du überhaupt, was eine 4-Leiter-Messung ist?
https://de.wikipedia.org/wiki/Vierleitermessung
Ist immer dann sinnvoll, wenn der Widerstand der Zuleitungen (hier die 
Kohlebürsten) unbekannt oder nicht konstant ist.

von deppvomdienst (Gast)


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Zwei Messingkontakte/Federn die noch extra gefedert sind sollten doch 
passen ?
Also man nehme für jeden Rotationskontakt eine gebogene 
Messing/Kupfer/Bronze/wasauchimmer leitenden Kontakt und tackert da 
einfach eine billige Stahlfeder drunter.
Dann hat man zwei gebogene Kontakte die sich dank der Stahlfedern 
drunter immer berühren.
Billiger als die Stifte mit Ansteuerung ...

von Christian B. (luckyfu)


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Was auch gehen würde sind Kontaktfedern, welche normalerweise für EMV 
Dichtungen verwendet werden. Da kannst du sicher ein Muster z.B. von der 
Firma Feuerherdt oder anderen bekommen. Das ewige Leben muss die 
Anordnung ja sicherlich nicht haben.

(Vorteil: Die gibt es in einem breiten Abmessungsspektrum.)

: Bearbeitet durch User
von Fabian M. (fabe1991)


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Christian B. schrieb:
> Was auch gehen würde sind Kontaktfedern, welche normalerweise für EMV
> Dichtungen verwendet werden. Da kannst du sicher ein Muster z.B. von der
> Firma Feuerherdt oder anderen bekommen. Das ewige Leben muss die
> Anordnung ja sicherlich nicht haben.
>
> (Vorteil: Die gibt es in einem breiten Abmessungsspektrum.)

Gute Idee!

Hp M. schrieb:
> Weisst du überhaupt, was eine 4-Leiter-Messung ist?

Klar, aber dafür brauche ich 4 Kontakte, und muss die ganze Messung (die 
Momentan schon für eine einzelne Solarzelle besteht umstellen)

von F. F. (foldi)


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von Christian B. (luckyfu)


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F. F. schrieb:
> Ähnlich diesem hier:
> http://kleinwindanlagen.de/Shop-KWK/bilder/produkt...

Das sind Schleifringe mit Kohlebürsten. Wurden auch schon vorgeschlagen. 
Ich bin mir aber nicht sicher, ob der Aufwand die zu nutzen nicht doch 
für diese Anwendung zu hoch ist. Schließlich muss die sicher nur eine 
begrenzte Zeit funktionieren und das rechtfertigt einen sehr einfachen 
Aufbau.

: Bearbeitet durch User
von Fabian M. (fabe1991)


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Christian B. schrieb:
> Das sind Schleifringe mit Kohlebürsten. Wurden auch schon vorgeschlagen.
> Ich bin mir aber nicht sicher, ob der Aufwand die zu nutzen nicht doch
> für diese Anwendung zu hoch ist. Schließlich muss die sicher nur eine
> begrenzte Zeit funktionieren und das rechtfertigt einen sehr einfachen
> Aufbau.

Die Aufbaute sollte schon längerfristig benutzt werden können. Das 
Problem bei der Kohlebürsten ist ja wie nachtmix schrieb, dass der 
Kontaktwiderstand nicht konstant ist (das ganze muss ja kalibriert 
werden)

von F. F. (foldi)


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Wir haben Lenkungen mit Schleifringen, allerdings nur drei, aber man 
könnte zwei Kontakte zusammen anbauen. Wenn also nur die Kontakte und 
ein paar Schienen unter den Teller kommen, dann kostet das nicht viel 
und ist auch schnell gemacht.

Vorgestellt hatte ich mir das ähnlich diesem Bild hier:
http://www.guido-speer.de/Pub/images/sonstige/Febana-schleifer.jpg


Oder besser wie auf dem Bild.

: Bearbeitet durch User
von Fabian M. (fabe1991)


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Amateur schrieb:
> Wenn Du schon einen Schrittmotor steuerst, kannst Du auch einen oder
> zwei Hubmagnete ansteuern.
>
> Deine Lieblingskontakte heben durch eine Feder gezogen ab und nach
> Beendigung der Bewegung drückt der Magnet sie wieder auf die
> Kontaktfläche.
>
> Der Ablauf kann auch umgekehrt ablaufen, also Feder drückt auf den
> Kontakt und Magnet zieht sich einen rein.
>
> Keine Kratzer, wenig Verschleiß und die Stifte halten ganz schön
> ziemlich.

Klingt nach einer guten Idee für meine Anwendung.
Wie würden denn solche Hubmagnete aussehen? Kann mir unter der 
Konstruktion nicht wirklich viel vorstellen
meinst du sowas?
http://www.kuhnke.de/index.php?id=2638&L=0&user_kuhnkepf_pi1%5Bview%5D=1&user_kuhnkepf_pi1%5BproductId%5D=51&cHash=39e19122ddfacb247a798ea21a414657

: Bearbeitet durch User
von Uwe S. (regionalligator)


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Schleifkontakte nutzen inzwischen nicht mal mehr alle billigen 
Multimeter.
Stattdessen werden mehrere feste Kontakte (Schließer) genutzt, die 
einfach nebeneinander angeordnet sind. Über diesen Kontakten rotiert 
eine Kunststoffscheibe mit Nocken drauf. Je nach Stellung dieses 
rotierenden "Schalters" werden dann die gewünschten Kontakte 
niedergedrückt.
Das Ganze kann man auch recht leicht selbst bauen, z.B. mit 
Mikrotastern. Hält 100 Jahre.
Der Schleifvorgang wird so in den mechanischen Bereich verlegt, es gibt 
keine sich abnutzenden Kontakte mit fraglichem Übergangswiderstand mehr.

von Harald W. (wilhelms)


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Uwe S. schrieb:

> es gibt keine sich abnutzenden Kontakte
> mit fraglichem Übergangswiderstand mehr.

Gerade für einen konstanten Übergangswiderstand nimmt man gern
"schleifende" Kontakte wegen des Selbstreinigungseffekts.

von ths (Gast)


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Handelsübliche Schleifringe nehmen und die Konstruktion daran 
ausrichten.

von Harald (Gast)


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Was spricht dagegen einen kleinen Schritt Motor einzubauen der die Pogo 
Stifte zur Rotation der Scheibe zur Seite bzw. nach unten wegfährt? 
Kohle ist denke ich nicht so gut weil an den Stellen wo die Kohle auf 
eine Leiterbahn trifft, diese wie eine Raspel wirkt (im Dauerbetrieb)

von Tom (Gast)


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Fabian Müller schrieb:
> Das Problem ist wenn ich alles verkabele, dann muss ich 16 Relais
> zusätzlich mit LabVIEW ansteuern. Das ist ein extremer Schaltungs
> Aufwand

Dafür ein lange gelöstes Problem, mechanisch trivial und hält garantiert 
ewig, evtl. tauscht man nach ein paar Jahren ein Relais für €3.

Hat NI keine Karten mit 16 Digitalausgängen? Ich würde sogar soweit 
gehen und 2 LM3915 kaskadiert an einen Analogausgang hängen...

von Hp M. (nachtmix)


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Fabian M. schrieb:
> Das
> Problem bei der Kohlebürsten ist ja wie nachtmix schrieb, dass der
> Kontaktwiderstand nicht konstant ist (das ganze muss ja kalibriert
> werden)

Den Widerstand der 4 Kohlebürsten brauchst du nicht zu kennen oder zu 
kalibrieren, ja er braucht nicht einmal besonders konstant zu sein, da 
du ja Spannung und Strom in separaten Kreisen misst.
... und die Solarzelle wird nur mit 2 Kontakten angeschlossen.
Der Kollektor erledigt die ganze Umschalterei zwischen den Modulen.

Du prägst einfach über das eine Bürstenpaar den gewünschten Strom ein, 
-der Spannungsabfall an diesen Bürsten interessiert nicht-, und misst 
mit dem anderen Bürstenpaaar stromlos, -also auch ohne Spannungabfall-, 
die Spannung am Solardings.

Kannst das natürlich mit Hilfe eines Opamp auch umgekehrt machen, indem 
du eine Spannung vorgibst, und den dazu passenden Strom erzeugst.
Oder du vermisst die ganze U-I Kennlinie.
Ganz nach Gusto.
Fertig, nächste Position.

Übrigens kannst du alle Solarmodule mit einem Pol miteinander verbinden 
und diesen Pol mittels Schleifkontakt anschliessen. Das spart jeweils 
eine Kollektorlamelle, so dass du mit 3*n auskommst.

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