Magnetspule ansteuern PWM?

Step-Down Regler, beschaltet als Konstantstromquelle. Lässt sich als IC 
oder mit dem Arduino realisieren.

Wenn du einen Elektromagneten hast, zieht der übrigens alle Kugeln 
gleich stark an. Also fallen die auch alle gleichzeitig runter.

Das kann nur klappen, wenn die Kugeln unterschiedlich schwer sind. Aber 
die haften ja nicht nur am EM sondern auch gegenseitig.

Zeichne das mal auf dass man sich das auch vorstellen kann.

Ansteuern mit Arduino und PWM an sich ist aber schon gut. Im einfachsten 
reicht z.B. ein IRLZ34N mit Freilaufdiode.

Alex M. schrieb:
> es sollte glaub
> ich eine geglättete Spannung an der Spule ankommen?

Die Spule braucht keine geglättete Spannung: die Induktivität der Spule 
sorgt zusammen mit der Freilaufdiode dafür, dass sich aus der 
PWM-Spannung ein Gleichstrom ergibt (mit nur kleinen Stromvariationen).

Alex M. schrieb:
> die kugeln sind im ideal fall wie an einer Perlen Kette aneinander

Hast du es schon mal geschafft, die Kugeln in dieser Perlenketten-Form 
an der Spule aufzuhängen?

1.) Ich bezweifle, dass du einen E-Magneten findest, der die 10 Kugeln 
so halten kann - zumindest nicht 50g-Kugeln!!!!
2.) Die Kugeln werden nicht als Kette hängen bleiben, sondern alle auf 
den Magnet gezogen werden, wegen F~ 1/d*d - oder sie fallen ab.

Die Zugkraft auf eine Kugel steigt, je Kugel, linear nach oben - die 
oberste muss mit 5N gehalten werden, die unterste nur mit 0,05N.
Das Magnetfeld - und damit die Anziehung der Kugeln - wird eher mit 
1/d_quadrat nach unten abfallen.

Alex M. schrieb:
> die kugeln sind im ideal fall wie an einer Perlen Kette aneinander und
> geben damit das Magnetfeld an die naechste weiter (natuerlich mit einem
> Verlust)
> wen das Magnetfeld abgeschwaecht wird reicht es fuer die letzte nicht
> mehr aus und die Schwerkraft gewinnt - oder habe ich einen denk Fehler?

Ja, das wird so funktionieren.


Kurt B. schrieb:
> Du willst doch dass sie nacheinander abfallen, die oberste muss aber das
> Gewicht der unteren mithalten, deswegen wird sie wohl als erstes
> nachgeben und somit alle auf einmal runtersausen.

Und das ist Unfug.

Alex M. schrieb:
> es sind 10 kugeln Gesamtmasse 5N (0,5Kg) -
>
> IRLZ34N ohne kondensator? ergibt es kein Schwingkreis ? es sollte glaub
Wieso sollte ein IRLZ34N einen Schwingkreis darstellen, wenn du keinen 
Kondensator (wo eigentlich?) dranhängst?

> ich eine geglättete Spannung an der Spule ankommen?
Nein. Der Strom in der Spule wird schon durch die Spule selbst genug 
geglättet.

> des weiteren um die Spule schnell zu löschen sollte die Möglichkeit da
> sein eine negative Spannung an die Spule zu geben.
Ich glaube zwar nicht, dass dir das einen Vorteil bringt, aber dann wäre 
eine H-Brücke das richtige für dich, z.B. L298N oder ähnliches.

> ich kenne mich nicht um bedingt mit dem IRLZ34N aus - ist er wirklich
> geeignet?
Es ist halt ein MOSFET, nicht mehr und nicht weniger. Er hat aber den 
Vorteil, dass du ihn direkt mit deinem Arduino betreiben kannst, ohn 
dass du eine Treiberstufe brauchst. In die frequenzmäßigen Probleme, die 
sich dadurch ergeben, wirst du nichtlaufen.

Sonja schrieb:
> Und das ist Unfug.

Physikalische Begründung oder einfach "weibliche Intuition"?

Beim Abstand von annähernd Null ist der magnetische Schluss so gut, dass 
die Kraft sehr groß wird (Hyperbel). Die Feldstärke vom Halteeisen muss 
dann gegen Null und wegen einer möglichen Remanenz noch darunter 
gefahren werden, um die Kraft aufzuheben.

Der "Verlust" über eine Kugel müsste schon schwerer wiegen als die 
jeweilige Schwerkraft, ansonsten fallen alle auch auf einmal. Dazu muss 
zwingend eine nicht- oder schwachmagnetische Hülle um jede (Eisen-)Kugel 
gezogen werden, um die Hperbelcharakteristik abzuschwächen.

Kann man nicht auch Gefahr laufen, dass sich die Kugeln statt schön eine 
Perlenkette zu bilden auch mal verklumpen? Eine leichte Anregung könnte 
reichen?!

Zum Regelproblem: Der Spulenstrom vom Halteeisen ist leider "eingeprägt" 
und kann nur langsam verändert werden: i(t) = 1/L * Integral u(t)

Aber vielleicht reicht es, wenn man ganz gezielt Kugeln aufnimmt, 
entsprechend der Anzahl die nötige Flussdichte einstellt (nicht regelt - 
das klappt nicht!) und umgekehrt beim Ablegen. Die "Regelung" wäre nur 
ein übergeordneter Algorithmus zur Kugelverwaltung.

Wünsche jedenfalls viel Erfolg bei dem Unternehmen!

Ach ja: PWM-Ansteuerung ist schon die richtige Wahl! Auf jeden Fall aber 
eine Vollbrücke benutzen, um beide Polaritäten bereitzustellen. Ggf. ist 
es  sinnvoll, eine symmetrische Wechselspannung zu verwenden, um 
Magnetisierungen der Kugeln einzudämmen.

Wofür willst du den Strom an der Spule umpolen können, da sollen 
Metallkugeln drunter und keine Magneten. Metallkugeln interessiert 
nicht, ob sie vom magnetischen Nord- oder Südpol angezogen werden.

Und jetzt wo man weiss, dass die Kugeln runterhängen sollen sage ich: Ja 
das KANN funktionieren. Da ich in Feldtheorie nie besonders gut war ist 
das aber eher eine vage Vermutung.
Das ganze mal mit einer regelbaren Stromquelle (LM317 oder so) 
auszuprobieren wäre der erste Schritt. Empirische Modellbildung ;)

Wie hat mein leider verstorbener Matheprofessor Prof. Dr. Armin Saam 
immer so schön gesagt: "Sie können doch keine Mathematik betreiben ohne 
Skizze!".
Erst fanden wir das lustig, dann stellte jeder für sich fest dass der 
Mann absolut Recht hatte...

Sascha schrieb:
> Wofür willst du den Strom an der Spule umpolen können, da sollen
> Metallkugeln drunter und keine Magneten. Metallkugeln interessiert
> nicht, ob sie vom magnetischen Nord- oder Südpol angezogen werden.

Alex M. schrieb:
> des weiteren um die Spule schnell zu löschen sollte die Möglichkeit da
> sein eine negative Spannung an die Spule zu geben.

Na er will die Spule halt möglichst schnell "entmagnetisieren". Aber
1. bringt ihm das ganze wohl nicht viel und
2. funktioniert das nicht ganz so, wie er sich das vorstellt. Falls er 
aber drauf besteht, ist z.B. ein L298N immernoch angebracht würde ich 
sagen.

Gerade ausprobiert, mit einem Permanentmagneten und Lagerkugeln: 
Tatsächlich schwächt sich das Magnetfeld von Kugel zu Kugel dermaßen, 
daß es genau für die letzte, unterste nicht reicht bzw. man die Kugeln 
von unten her wieder einzeln abzupfen kann.
Das sich aufaddierende Gewicht der Kugeln scheint der geringere Effekt 
zu sein.
Hätte ich auch nicht geglaubt.

Mag sein, daß es sich nicht einfach hochskalieren läßt.
Ich kann nur von meinem Experiment sprechen, und dazu Daten nennen:
Die Kugeln sind gehärtete und geschliffene Lagerkugeln, Durchmesser 
15mm. Also von den 23mm nicht um Größenordnungen weg.
Der Magnet hat Durchmesser 20mm, Dicke 3mm, Magnetstärke unbekannt, halt 
irgendein "Supermagnet" ebay-Zeugs.
Vier Kugeln halten gut, die fünfte muß man gaaaanz vorsichtig 
dranhängen, bei der sechsten reichts definitiv nicht mehr.
Und wie gesagt, nacheinander wieder runterzupfen geht auch.

Also zu dem zügigen Entmagnetisieren der Spule: Ich weiss nicht wozu das 
gut sein soll.
Man will ja schrittweise den Strom senken sodass die Kugeln nacheinander 
abfallen können.
Wenn man den Spulenstrom durch Gegenspannung sehr schnell senkt, fallen 
die halt alle runter. Da hätte es dann aber keine PWM für gebraucht, das 
bekomme ich auch mit einer Batterie und einem Stück Draht hin.

Eine Größenordnung ist Faktor 10.
50g / 15g = 3,33

Dann wiederhole ich nochmal:
"Mag sein, daß es sich nicht einfach hochskalieren läßt.
Ich kann nur von meinem Experiment sprechen, und dazu Daten nennen."

Noch Fragen?

Oder habe ich behauptet, es funktioniert mit 10 Stück 50g-Kugeln?

Ich frage mich, ob man in diesem Forum Diskussionsbeiträge und 
doktrinische Überzeugungsaussagen noch auseinanderhalten kann.

Lothar M. schrieb:
> Für viele Kaufleute und natürlich auch Musiker ist "1 Größenordnung"
> bereits eine Verdopplung oder Halbierung...  ;-)

Das kenne ich als binäre Größenordnung.

Alex M. schrieb:
> IRLZ34N ohne kondensator? ergibt es kein Schwingkreis ? es sollte glaub
> ich eine geglättete Spannung an der Spule ankommen?

Wenn du in der Schule aufgepasst hättest, wüßtest du, dass genau die 
Spule des Magneten für die Glättung sorgt. Jeder Step-Down Regler macht 
das so.

Es bleiben die Ripple, wie bei jedem Schaltregler direkt am geregelten 
Ausgang.

Wolfgang schrieb:
> Wenn du in der Schule aufgepasst hättest

Ziemlich unangebrachte Unterstellung. Wie kommst du überhaupt darauf, 
dass sowas in der Schule ein Thema sein könnte?

Ufo schrieb:
> Wie kommst du überhaupt darauf, dass sowas in der Schule ein Thema sein
> könnte?

Induktionsgesetz, Lehrplan 8. Klasse

Wolfgang schrieb:
> Lehrplan 8. Klasse

korr: Lehrplan Jahrgangsstufe 11/12

Wolfgang schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Lehrplan 8. Klasse
>
> korr: Lehrplan Jahrgangsstufe 11/12

Oh. Aha.