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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kugelstosspendel aktiv


Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Hallo,
Ich habe eine neue Projektidee: es gibt diese Kugelstosspendel, auch 
unter dem Namen Newtonwiege bekannt, 5 Stahlkugeln in einer Reihe 
aufgehängt.
Wenn man die linke Kugel auslenkt und los lässt, überträgt sich deren 
Impuls bis zur rechten, diese schwingt aus, und dann geht das ewig so 
weiter.
Theoretisch.
In der Praxis ist schon bald Schluss - durch Reibung, unperfekten Stoß 
etc.
Die Idee ist nun, hier unsichtbar nachzuhelfen. Konkret schwebt mir vor, 
durch einen Elektromagneten geschickt einen Impuls auf eine Kugel zu 
übertragen.

Meine Fragen also:
0. Gibt es so was schon? Eine Stunde Google und Forensuche hat nix 
ergeben
1. Ist E-Magnet sinnvoll (wenn nicht: andere Vorschläge?)
1.a. anziehen ? Abstoßen? Beides?
1.b. was als E-Magnet? Geschlachtetes Relais? Kannib. Trafo ? Was sonst?
2. Geschickt soll heißen: richtiger Zeitpunkt, Dauer, Amplitude. Dazu 
würde ich nen kleinen ATtiny nehmen wollen. Synchronisation via 
Reflex-Lichtschranke (Input), passenden Delays. Output via PWM / Mosfet 
auf den Magneten. Denkbar? Unsinn? Andere Ideen?

Dann noch Magnet und LS schön verstecken, Parameter empirisch optimieren 
- et voila!
Oder nicht? Übersehe ich was?

Andere Tipps / Kommentare ?

Nochmals: das ganze ist zum Spaß und selber lernen, maximal kommt ein 
Weihnachtsgeschenk dabei raus.

Jeder Input ist willkommen.
/Sigma9

Autor: hinz (Gast)
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Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Guter Hinweis. Das ist wohl was ich oben als "geschickt" bezeichnet 
habe. Werde in der Richtung Mal lesen.
Danke

Autor: Teo Derix (teoderix)
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Ein Ewiges-Pendle, OK kein Problem aber so ne Eierschaukel verliert 
westlich schneller die Energie. Da die Spule ja nicht das dominante 
Bauteil sein sollte (obwohl..?), hab ich diese Idee nie wirklich 
verfolgt.

Würd mich freuen wenn da was vorzeigbares (gern auch Q&D) raus käme :)

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Naja das hängt seeeehr von der Qualität des Original-Pendels ab: ich hab 
schon welche gesehen, da war nach 4 Oszillationen praktisch Ende, das 
ich zuletzt in Hand hatte schafft ca. 20 (Kugeln besser gematcht, 
Aufhängung reibungsärmer, besser ausgerichtet).
Ich hoffe halt,dass man bei letzterem den Verlust gerade noch 
ausgleichen kann...

Autor: Henrik V. (henrik_v)
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Du wirst mehr Dämpfung brauchen um die Störungen klein zu halten.
Naja, und dann alle Verluste ausgleichen :)

Ein starkes Magnetfeld bei den hängenden Kugel als Wirbelstrombremse?

Anstrieb der Endkugeln über Magnetfeld (Spule) oder (ähnlich der 
Schaukel) durch geschickte 
Schwerpunktverlagerung/Trägheitsmomentänderung (Längenänderung des 
Aufhängung). Letzteres ist einfacher wenn die Kugeln und Weg größer sind 
:)

Gruß Henrik

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Henrik V. schrieb:
> Du wirst mehr Dämpfung brauchen um die Störungen klein zu halten.


Das verstehe ich nicht welche Störungen meinst du?

> Naja, und dann alle Verluste ausgleichen :)
>

Genau darum geht es denke ich


> Ein starkes Magnetfeld bei den hängenden Kugel als Wirbelstrombremse?
>


Wieso Bremse? Ich will doch eher das Gegenteil (Beschleunigung)?


> Anstrieb der Endkugeln über Magnetfeld (Spule) oder (ähnlich der
> Schaukel) durch geschickte
> Schwerpunktverlagerung/Trägheitsmomentänderung (Längenänderung des
> Aufhängung)

Das ist ne interessante Idee. Spontan würde ich sagen ja, aber 
schwierig(er) zu verstecken. Lass ich mi durch den Kopf gehen.

Danke


 Was ich dachte ist die äußere Kugel dadurch zusätzlich zu 
beschleunigen, dass man sie durch ein Magnetfeld anzieht.

Kopfkratz.

Autor: Teo Derix (teoderix)
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Gerd S. schrieb:
> Das verstehe ich nicht welche Störungen meinst du?

Na die Nichtschwinger bleiben halt auch nich wirklich in ruhe und je 
nachdem wie stark die da das rum zappeln anfangen, bricht das ganze dann 
halt zusammen.
(Die mittleren Kugeln könnte man Faken:)

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Okay jetzt hab ich verstanden. Allerdings trifft auch hier zu: bei 
hochwertigen Pendeln (s.o.) ist dieser Problem weit geringer - ich hoffe 
zu vernachlässigen...

Autor: Teo Derix (teoderix)
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Man sollte vielleicht auf einen möglichst großen Winke bei der 
Aufhängung achten?!

Was mich betrifft, wäre ich mit einer Ewigkeit von 5-10min sicher 
zufrieden :)

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Teo D. schrieb:
> Man sollte vielleicht auf einen möglichst großen Winke bei der
> Aufhängung achten


Stimmt mit meiner Beobachtung überein: bei "guten" Pendeln ist dieser 
recht gross.
>
> Was mich betrifft, wäre ich mit einer Ewigkeit von 5-10min sicher
> zufrieden :)

Ich bin ziemlich sicher sicher: wenn ich 5 min schaffe,dann schaffe ich 
auch unendlich(*) - das Prozent mehr Energieübertrag geht dann auch noch

Nur halt wie?? Wie koppele ich ein Magnetfeld effizient an ne Kugel? 
Sicher kann man einen Riesenmagnet nehmen, doch den kann man schlecht 
verstecken...

(*) Bis die Kontrollinstanz den Stecker zieht ;=)

Autor: Teo Derix (teoderix)
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Gerd S. schrieb:
> Ich bin ziemlich sicher sicher: wenn ich 5 min schaffe,dann schaffe ich
> auch unendlich(*) - das Prozent mehr Energieübertrag geht dann auch noch

Ich meinte das Chaos. Wenn Du schaffst es 5min zu kontrollieren, 
verneige ich mich.
Das meine ich jetzt nicht im Sinne 'Das schaffste eh nich'!

Autor: Martin Kluth (mkmannheim) Benutzerseite
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So ein Pendel gab es in den 90ern mal als Bausatz irgendwo zu kaufen. Es 
funktionierte mit einer Lichtschranke, die einen elektrischen Magneten 
ansteuerte, der einen kleinen Impuls auf die ausgelenkte Kugel gab. Ich 
habe das Dingens noch irgendwo herumliegen.

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Martin K. schrieb:
> So ein Pendel gab es in den 90ern mal als Bausatz irgendwo zu kaufen. Es
> funktionierte mit einer Lichtschranke, die einen elektrischen Magneten
> ansteuerte, der einen kleinen Impuls auf die ausgelenkte Kugel gab.


Ja genau so dachte ich mir das...

Ich
> habe das Dingens noch irgendwo herumliegen.


Wäre schön wenn du noch was ausgraben könntest - ein Foto, Beschreibung, 
Hersteller,...
So als Inspiration quasi

Danke

Autor: S. Landolt (Gast)
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Warum eigentlich diese Beschränkung auf eine Kugel? Das Interessante 
bei einem solchen Pendel ist doch eher, z.B. 3 von 5 Kugeln auszulenken.

Autor: Teo Derix (teoderix)
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Gerd S. schrieb:
> Nur halt wie?? Wie koppele ich ein Magnetfeld effizient an ne Kugel?
> Sicher kann man einen Riesenmagnet nehmen, doch den kann man schlecht
> verstecken...

Nähe. Halbe Entfernung, viertel Spulen Größe (Mal so grob aus dem 
Handschuh gelutscht).
Du brauchst nur einen kurzen aber sanften Impuls.
Das mit dem Verstecken wird nicht klappen (1/r2). Zumindest nicht die 
Anker! Wenn die was hermachen?

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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S. Landolt schrieb:
> Warum eigentlich diese Beschränkung auf eine Kugel


Kein Grund. War auch nicht als Beschränkung gemeint. Ich wollte hier zu 
Beginn den Thread nur einfach halten. Ich hatte nur Sorge keiner 
versteht überhaupt was ich will.


> Das Interessante
> bei einem solchen Pendel ist doch eher, z.B. 3 von 5 Kugeln auszulenken.



In der Tat! Wenn ich mal was Funktionierendes habe für eine Kugel dann 
liefert die Software viele mögliche Ausbaustufen

Aber Step by Step...

Autor: Teo Derix (teoderix)
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S. Landolt schrieb:
> Warum eigentlich diese Beschränkung auf eine Kugel? Das Interessante
> bei einem solchen Pendel ist doch eher, z.B. 3 von 5 Kugeln auszulenken.

Erstens hat hier keiner was "beschränkt".
Zweitens, erst mal klein anfangen!

Autor: S. Landolt (Gast)
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> Zweitens, erst mal klein anfangen!
> Wenn ich mal was Funktionierendes habe für eine Kugel dann
> liefert die Software viele mögliche Ausbaustufen
Da habe ich eben gewisse Zweifel, ob der '3 aus 5' - Fall nicht von 
vornherein eine aufwändigere Hardware verlangt. Aber leider kann ich 
nicht die geringste Idee zur Lösung beitragen.

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Teo D. schrieb:
> Gerd S. schrieb:
>> Nur halt wie?? Wie koppele ich ein Magnetfeld effizient an ne Kugel?
>> Sicher kann man einen Riesenmagnet nehmen, doch den kann man schlecht
>> verstecken...
>
> Nähe. Halbe Entfernung, viertel Spulen Größe (Mal so grob aus dem
> Handschuh gelutscht


Okay. Daher dachte ich über die Option nach, die mittlere Kugel an 
Stelle der äußeren zu beschleunigen: wenn man es geschickt macht, hat 
diese im Lagemimimum nur einen Abstand von 1mm vom Boden in welchem 
hinter einer papierdicken Tarnung der Anker steckt.


> Du brauchst nur einen kurzen aber sanften Impuls.

Denke ich auch. Das kann man aber per SW, Oszi sowie Try&Error 
optimieren.
> Das mit dem Verstecken wird nicht klappen (1/r2). Zumindest nicht die
> Anker



Ich hoffe doch (s.o.)



Wenn die was hermachen?


Auch ein Gedanke: aus der Not ne Tugend machen...

Autor: Martin Kluth (mkmannheim) Benutzerseite
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Gerd S. schrieb:
> Wäre schön wenn du noch was ausgraben könntest - ein Foto, Beschreibung,
> Hersteller,...
> So als Inspiration quasi

Hallo, ok ich schaue mal nach. Bin nur momentan nicht daheim, sondern im 
Hotel beim Kunden- wird also Wochenende.

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Danke und mach dir keinen Stress
Ich bin im Moment sowieso erst beim Brainstorming, also kein 
Zeitdruck...

Autor: Paul Baumann (paul_baumann)
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Baue eine "künstliche" Kugel dazu, die den Elektromagneten und die 
Steuerung enthält. Die Betriebsspannung könnte man über die beiden 
"Fäden",
an denen die künstliche Kugel hängt, zuführen. So sähe Alles gleich aus 
und die Leute denken: Es gibt ja doch ein Perpetuum Mobile...

MfG Paul

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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Faszinierende Idee.

Ich denke drüber nach. Ich fürchte es wird an rein praktischen Aspekten 
scheitern: meine Fähigkeiten/Möglichkeiten hinsichtlich Elektronik sind 
knapp über 0, hinsichtlich Mechanik identisch gleich Null. Leider...

Autor: Paul Baumann (paul_baumann)
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Gerd S. schrieb:
> Ich fürchte es wird an rein praktischen Aspekten
> scheitern: meine Fähigkeiten/Möglichkeiten hinsichtlich Elektronik sind
> knapp über 0, hinsichtlich Mechanik identisch gleich Null. Leider...

Ging mir ähnlich: Ich wollte die Steuerungselektronik und jedwede 
mechanische Baugruppe für ein Kernkraftwerk bauen. Leider hatte ich aus 
Versehen mit meiner Bügelsäge die Anschlußleitung meines Lötkolbens 
gekappt.

Leider...

SCNR
Paul

Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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:=))) den kannte ich noch nicht...

Autor: Frank B. (frank501)
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Teo D. schrieb:
> Was mich betrifft, wäre ich mit einer Ewigkeit von 5-10min sicher
> zufrieden :)

Dieses Pendel hier :
https://mw2.google.com/mw-panoramio/photos/medium/...
schwingt schon seit mehr als 20 Jahren. Ob wirklich Dauerhaft kann ich 
nicht sagen (Stromausfälle) aber soweit ich weiß, wird es nicht nachts 
ausgeschaltet.

Und die Spule die das Ganze antreibt, sieht man auch nicht.

Frank

Autor: homer (Gast)
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Autor: Teo Derix (teoderix)
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Autor: homer (Gast)
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Autor: Gerd Schweitzer (sigma9)
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@frank:
Leider übersteigt der Bau des passenden Turms meine Möglichkeiten... Auf 
jeden Fall auch interessant.

@homer 1
S.o.

@homer 2
Sehr guter Link, Danke. Ist dort zwar nur eine Kugel, aber zum ersten 
Mal konkrete Angaben zu einem Magneten.


Damit scheint mir meine Idee mindestens machbar. Vielleicht ist das 
größere Problem tatsächlich doch die Stabilität in der Newtonwiege wie 
oben schon erwähnt.

Autor: sigma9 (Gast)
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Hallo:

an alle Mit-Diskutanten (danke!) eine Wasserstandsmeldung:

es funktioniert!

Habe einen Prototyp aufgebaut:

- Position einer (der äusseren) Kugel wird mittels Reflex-Lichtschranke 
detektiert.
- phasensynchron dazu wird ein dicker Topfmagnet für eine passende 
Zeitdauer eingeschaltet. Dieser befindet sich unter der maximalen 
Auslenkungsposition der Kugel.
- bisken experimentieren mit Timing, Magnetpower...

Das läuft jetzt seit 30h mit exakt 3.125 / 2 Hz (sagt der Oszi).

Das Aufschaukeln von irregulären Bewegungen der anderen Kugeln ist kein 
Problem - das passiert zwar, aber nach je etwa 10-20s ist es wieder weg, 
da es eben nicht synchron ist. Wird durch die zwangsweise aufgeprägte 
Frequenz quasi weggedrückt.

Weitere Arbeit:
- Die Reflex-LS ist natürlich sichtbar und damit unschön. Das will ich 
ersetzen durch was anderes unsichtbares - Favorit ist im Moment 
Detektion der Stahlkugel mittels Magnetfeld-Resonanz (so ähnlich wie in 
den Schatzsucher-Sonden). Schaumama.
- das Ganze schön machen: Elektronik, Magnet, Positionsdetektor in einer 
passend hergestellten Bodenplatte verstecken.

Also noch viel zu tun - aber ES WIRD!!
Werde weiter berichten falls noch Interesse besteht.

Autor: Zitronen Falter (jetztnicht)
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Ein Wunder, dass der Murks ueberhaupt geht. Denn Magnetfelder passen nun 
absolut gar nicht in so ein Setup. In einem Magnetfeld kleben die Kugeln 
zusammen. Und ein Gleichfeld, resp gepustes Gleichfeld macht die Kugeln 
magnetisch.

allenfalls wurds mit einem gepulst wechselfeld besser gehen. Die 
ausgelenkte Kugel kann mit einem gepulstenFeld beschleunigt oder 
gebremst werden und wenn man die Stromrichtung jedes Mal aendert bleibt 
keine Magnetisierung.

Autor: sigma9 (Gast)
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Oh D. schrieb:
> Ein Wunder, dass der Murks ueberhaupt geht


oh vielen Dank für die freundliche Wortwahl!

> Denn Magnetfelder passen nun absolut gar nicht in so ein Setup.


wieso nicht wenn ich freundlich fragen darf?


> In einem Magnetfeld kleben die Kugeln zusammen

wie denn, wenn nur eine einzige Kugel (die äußere) das Magnetfeld 
überhaupt sieht (in der Nähe ihrer Extremposition) ??


> Und ein Gleichfeld, resp gepustes Gleichfeld macht die Kugeln
> magnetisch.


Vielen Dank! Das stimmt! Genauso stimmt aber auch, dass dieser minimale 
induzierte Paramagnetismus wieder zerstört wird durch das ständige 
(3.125Hz) mechanische Schlagen auf die Kugel. Jedenfalls habe ich nach 
31h Betrieb noch keine permanente Magnetisierung irgendeiner Kugel 
messen können.
Und selbst wenn: was machts schon...


>
> allenfalls wurds mit einem gepulst wechselfeld besser gehen. Die
> ausgelenkte Kugel kann mit einem gepulstenFeld beschleunigt oder
> gebremst werden und wenn man die Stromrichtung jedes Mal aendert bleibt
> keine Magnetisierung.


Das geht bestimmt - nur bremsen will ich nicht wirklich. Es geht nur 
darum, die Reibungsverluste zu kompensieren durch Einkoppeln von 
magnetischer Energie - also Beschleunigung.


Fazit: Ich habe Spaß an dem (funktionierenden!) Murks ;=))

Autor: Georg G. (df2au)
Datum:

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sigma9 schrieb:
> Ich habe Spaß

Kannst du bitte mal ein Foto einstellen?

Autor: sigma9 (Gast)
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...gerne.

Aber:
- das ist bis jetzt nichts weiter als ein proof-of-concept.
- das finale Modell soll die LS nicht mehr haben.

Zum Foto:
Das Foto ist aus einem Filmchen selektiert, und zwar zu einem Zeitpunkt, 
als die rechte Kugel maximal ausgelenkt ist.
Rechts unten in der Mitte ist der Magnet.
Vor der Kugelreihe ist ganze rechts die Reflex-Lichtschranke (mit dem 
roten Schrumpfschlauch) zu sehen. Deren Position ist natürlich kritisch 
- aber nur für die Phase der Synchronisation.


MEINE Frage an die Foristen:
Hat jemand ne gute Idee, wie ich die LS ersetzen kann durch etwas 
unsichtbares? Ich brauch halt ne synch-info, um den Magneten zur rechten 
Zeit pulsen zu können. Ich habe zZt zwei Ideen:

1. Einen Resonanzkreis, dessen Spule unter der Kugelkette versteckt ist, 
und der durch An/Abwesenheit der Stahlkugel verstimmt wird. Diese 
Verstimmung dann geeignet auswerten. (Idee gestohlen von den 
Magnetfeldsonden der Schatzsucher)
Problem: ist das empfindlich genug und nicht zu störanfällig?

oder 2. einfach das "klick" der Kugel akustisch auswerten: Mikrofon, 
Verstärker, Filter. Hier geht es nicht um HiFi, sondern nur darum, zu 
synchronisieren.
Problem: Störgeräusche?

Beide Methoden könnte man mit einer Software-PLL aufpeppen - hier geht 
es ja nur um ein paar Hz, und so könnte man fehlende Pulse/Störungen 
umrudern.

Weiss jemand was anderes/besseres?

Autor: Timo R. (tire)
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Vielleicht kann dieser Link ein paar Ideenansätze liefern
http://www.instructables.com/id/Magnetic-Pendulum/

Autor: Lurchi (Gast)
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Mit etwas Glück reicht die Magnetisierung der Kugel aus, um in der Spule 
ein genügendes Signal zu induzieren, schon wenn die Kugel dem Magneten 
näher kommt. Damit könnte man die Spule auch gleichzeitig als Sensor 
nutzen, kurz bevor man den Puls auslöst.

Schall könnte auch gehen, denn das Klicken ist schon recht heftig, wenn 
das Mikrofon relativ dicht dran ist.

Auch die mechanische Rückwirkung auf den Rahmen könnte man nutzen, ggf. 
auch zur Anregung.

Mit genügend genau eingestellter Frequenz könnte es ggf. auch einfach 
mit fester Anregung gehen - dem Pendel wird dann einfach die feste 
Frequenz aufgezwungen. Die Drähte sollten dann aber schon wenig 
Ausdehnung haben und das ganze System genügend stabil sein, damit die 
Mechanik nicht weg driftet.

Autor: sigma9 (Gast)
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Lurchi schrieb:
> Mit etwas Glück reicht die Magnetisierung der Kugel aus, um in der
> Spule ein genügendes Signal zu induzieren, schon wenn die Kugel dem
> Magneten näher kommt. Damit könnte man die Spule auch gleichzeitig als
> Sensor nutzen, kurz bevor man den Puls auslöst.


gute Idee - zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen...
Ich befürchte nur, dass es keine hinreichende permanente Magnetisierung 
gibt. Werde ich trotzdem mal probieren.


>
> Schall könnte auch gehen, denn das Klicken ist schon recht heftig, wenn
> das Mikrofon relativ dicht dran ist.
>

Ist im Moment mein Favorit.


> Auch die mechanische Rückwirkung auf den Rahmen könnte man nutzen

Auch ne Idee. Allerdings spricht eines dagegen: Die ganze Konstruktion 
muss makroskpoisch sehr stabil sein, sonst regiert das Chaos.
Mikroskopische Schwingungen könnte man trotzdem vielleicht nutzen.
Werde ich mal untersuchen.



>... ggf.auch zur Anregung.

jaaa - auch ne Idee. Allerdings habe ich keine Fantasie, wie man das 
machen könnte, ohne dass es dem Betrachter ins Auge springt (das ist ja 
gerade der Gag)


>
> Mit genügend genau eingestellter Frequenz könnte es ggf. auch einfach
> mit fester Anregung gehen - dem Pendel wird dann einfach die feste
> Frequenz aufgezwungen.

Hmmm: ja, das könnte gehen. Die Frequenz könnte ich konstant und genau 
genug per SW vorgeben. Allerdings sehe ich ein Problem: wenn die Phase 
anfangs seeehr falsch ist (sagen wir pi), wird die Zeitdauer für 
nicht-getriebene Schwingungen - diese ist erfahrungsgemäß 20-30 
Oszillationen - nicht ausreichen, um die Phase einzufangen. D.h. bevor 
das ganze synchron ist, bleibt es einfach stehen.
Das ist allerdings Spekulation. Ich werde es einfach mal so 
programmieren und sehen was passiert.


> Die Drähte sollten dann aber schon wenig
> Ausdehnung haben und das ganze System genügend stabil sein, damit die
> Mechanik nicht weg driftet.

sagte ich schon: das ganze muss sehr stabil sein, sonst regiert das 
Chaos.

Autor: Georg G. (df2au)
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sigma9 schrieb:
> keine hinreichende permanente Magnetisierung

Nimm eine andere Bauform für den Elektromagneten, zB wie ein auf dem 
Rücken liegendes C. Den kannst du dir aus Trafoblechen bauen. 10mm 
Luftspalt. Und in den Luftspalt legst du einen Dauermagneten, 5mm 
Scheibe. Die Spule permanent zu bestromen ist energetisch unsinnig. 
Damit hast du dein Magnetfeld, das von der anfliegenden Kugel geändert 
wird und in der Spule eine Spannung erzeugt. Die nimmst du als Auslöser 
für den Schubs.

Autor: Teo Derix (teoderix)
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Timo R. schrieb:
> Vielleicht kann dieser Link ein paar Ideenansätze liefern
> http://www.instructables.com/id/Magnetic-Pendulum/

Ty, so ne Idee hat noch gefehlt ums nachzubauen :)

Autor: Armin X. (werweiswas)
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Oh D. schrieb:
> Ein Wunder, dass der Murks ueberhaupt geht. Denn Magnetfelder passen nun
> absolut gar nicht in so ein Setup. In einem Magnetfeld kleben die Kugeln
> zusammen. Und ein Gleichfeld, resp gepustes Gleichfeld macht die Kugeln
> magnetisch.

Keine Ahnung, aber abledern!
Wenn die Kugeln von unten magnetisiert werden sind die magnetischen 
Ausrichtungen gleich. Und gleiche Pole stoßen sich ab!
Das war auch mein erster Gedanke eben.
Unter Umständen sollte es zum Ausgleich der verlorenen Energie 
ausreichend sein, wenn unter den Kugeln ein Magnet sitzt der kurz 
zugeschaltet wird wenn beide Kugeln die untere Endlage erreichen.

Armin

Autor: sigma9 (Gast)
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Armin X. schrieb:


> Unter Umständen sollte es zum Ausgleich der verlorenen Energie
> ausreichend sein, wenn unter den Kugeln ein Magnet sitzt der kurz
> zugeschaltet wird wenn beide Kugeln die untere Endlage erreichen.
>

Das war auch meine erste Idee, aber das hat einen Nachteil: wenn man 
(als Ausbaustufe...) mehrere Kugeln schwingen lassen will, zB das 
beliebte 3-3, wobei die mittlere quasi frei schwingt, klappt das nicht 
mehr, weil k4 und k5 hier immer gleichphasig und nie gegeneinander 
schwingen.

/s9

Autor: sigma9 (Gast)
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@GeorgG:

Ich bin nicht ganz sicher, ob ich deinen Vorschlag verstehe: du würdest 
neben den Elektro-Magneten einen kleinen Permanent-Magneten stecken. 
Dessen Magnetfeld wird gemessen und durch die vorbei fliegende Kugel 
geändert... Korrekt?

Der EM ist bei mir nicht ständig an, zZt ca. 10% (30ms von 300ms) duty 
cycle.


/s

Autor: Georg G. (df2au)
Datum:
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sigma9 schrieb:
> Ich bin nicht ganz sicher, ob ich deinen Vorschlag verstehe:

Ich häng mal eine Skizze an.
Sobald die Kugel in das Magnetfeld kommt, wird eine Spannung induziert 
und dann kannst du bestromen und die Kugel weiter auslenken.

Autor: sigma9 (Gast)
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> Ich häng mal eine Skizze an.

vielen Dank - jetzt habe ich es kapiert. Das finde ich echt clever. Das 
werde ich auf jeden Fall ausprobieren. Werd als erstes mal im Keller nen 
Trafo kannibalisieren.

/s9

Autor: Lurchi (Gast)
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Einen extra Permanent-magenten wird man vermutlich nicht mal brauchen. 
Ich würde davon ausgehen, das der Kern genügend Remanenz vom letzten 
Puls hat. Es ist halt ein Frage wie empfindlich man schaut. Für den 
Anfang sollte das Oszilloskop reichen um zu sehen was etwa ankommt.

Das Einschwingen bei fester Frequenz dürfte tatsächlich ein Problem 
werden, wenn die Anregung nur bei genügender Amplitude funktioniert. 
Sonst dauert es ggf. einige Zeit bis es sich eingeschwungen hat. Wenn 
man Pech hat könnte sich auch ein anderer Mode oder ggf. Chaos 
einstellen, etwa Kugeln gegenläufig von beiden Enden.

Autor: sigma9 (Gast)
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...oder vielleicht das Erdmagnetfeld bzw. dessen Änderung durch die 
vorbeisausende Kugel.
Habe inzwischen beim Suchen das hier
http://www.elektronik-labor.de/Notizen/Fluxgate.html
gefunden. Sieht extrem einfach aus und ist doch laut Website sehr 
empfindlich. Ich denke ein paar mV Signal/Änderung kann man bei einer 
Bandbreite von ein paar Hz leicht so aufpeppen, dass man mittels uC (zb. 
dessen Analog-Comp) unterscheiden kann zwischen Kugel da/nicht da.
Klar muss man das aufwendig kalibrieren - aber ist ja nur einmal, ich 
will ja keine Serienproduktion starten ;=)

/s9

Autor: Teo (Gast)
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Lurchi schrieb:
> Einen extra Permanent-magenten wird man vermutlich nicht mal brauchen.
> Ich würde davon ausgehen, das der Kern genügend Remanenz vom letzten
> Puls hat. Es ist halt ein Frage wie empfindlich man schaut. Für den
> Anfang sollte das Oszilloskop reichen um zu sehen was etwa ankommt.

Auch ohne sollte sich was messen lassen, da ohne nich gibt.

Lurchi schrieb:
> Das Einschwingen bei fester Frequenz dürfte tatsächlich ein Problem
> werden,

Nö, so hat man zB. Schuluhren etc. nachgerüstet, so in den 50ern.
Ich bedauere es bis Heute das ich keines dieser Teile ergattern konnte. 
Das war noch Hi-Tech mit geiler Optik :)

Autor: Moe (Gast)
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Ist mehr nur so eine Idee, aber wuerde es sinn machen, gar keine 
Metallkugeln zu verwenden, sondern Plastikkugeln und in diese jeweils 
einen Elektro-Stab-Magneten zu basteln? Dieser kann ueber die Draehte 
die zu den Kugeln gehen ja bestromt werden...

Damit koennte man doch zwischen den einzelnen Kugeln jeweils eine 
definierte Kraft einbringen. Damit liesse sich letztlich sogar das ganze 
System ohne auesseres Zutun starten oder eben auch die 3 von 5 Kugel 
Variante verwirklichen.

Der Impuls koennte ja sogar dennoch durch die einzelnen Magnetstaebe 
uebertragen werden... nur kann man eben kurz vor dem Zusammenstoss die 
Kugeln etwas in die Gegenrichtung ziehen, sodass sie nicht selber 
anfangen zu Schwingen (durch eben Verluste eines nicht idealen Stosses).

Wie die Detektion der genauen Lage aber aussehen muesste weiss ich jetzt 
erstmal auch noch nicht.

Autor: Teo Derix (teoderix)
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Ne da braucht's schon Vollmaterial bei den Kugeln, sonnst wird das nix.
Beim Stoß wird sonnst zu viel Energie in die Verformung gesteckt. Siehe 
Youtube-Video "MythBusters - Massive Newton's Cradle"
Komplette Folge
http://www.dmax.de/programme/mythbusters/videos/my...

Autor: Bernd K. (bmk)
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Schon mal an ein Radar-Modul zum Detektieren der Kugel gedacht?

https://www.openimpulse.com/blog/products-page/pro...

Ist perfekt unsichtbar zu verstecken und geht auf gute Entfernung.
Muss man allerdings eine Auswerteschaltung dazu basteln.
Im pdf 'Application' ist dazu was zu sehen.

Autor: sigma9 (Gast)
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nicht lesenswert
...nein

Bernd K. schrieb:
> Schon mal an ein Radar-Modul zum Detektieren der Kugel gedacht?


...nein, weil bei mir Kopf unbewusst immer die Gleichung Radar = 
Höchstfrequenz = Teuer! abgeht. Das stimmt aber offensichtlich überhaupt 
nicht (wohl ne Folge der Massenproduktion der Auto-Industrie), ich 
meine, come on, 5$ ist nix.

Rein technisch gesehen ist Radar in der Tat ideal.

Ich werde so ein Modul bestellen und es (auch) damit probieren.
Danke für die Idee.

/s9

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