Forum: Offtopic Magnetfeld kontrollieren um Kugel zu bewegen (Kunstprojekt)


von Martin Richter (Gast)


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Hallo,

ich möchte eine Art Kunstobjekt basteln, bei dem eine (Metall-)Kugel auf 
einer flachen Holzoberfläche liegt. Ich möchte die Position (und 
Geschwindigkeit) der Kugel steuern (z.B. per Mikrocontroller).

Ich stelle mir vor, dass unter der Holzoberfläche ein Gitter aus 
Elektromagneten angebracht werden könnte. Das Problem damit ist aber, 
dass man im Zweifel sehr viele Magnete braucht um eine gute Auflösung 
(ruckfreie Bewegung der Kugel) zu erreichen. Auch sind die Kosten 
potentiell hoch und die Ansteuerung von einer sehr hochen Anzahl von 
Spulen/ Elektromagnete aufwändig.

Wer hat bessere Ideen das umzusetzen (preiswerter, weniger 
Entwicklungsarbeit)?

Danke,
Martin

: Verschoben durch User
von Robin S. (der_r)


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Verstehe ich das richtig, Bewegung auf der Platte quasi in x- und 
y-Richtung?

Wieso nicht einen Permanentmagneten verwenden und diesen mit einer Art 
x/y-Schlitten (Siehe 3D-Drucker) bewegen?

von Martin R. (martinrichterbo)


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Genau.

Ginge, aber ich finde so eine mechanische Lösung nicht elegant. Außerdem 
will ich potentiell mehr als eine Kugel haben.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Es gab vor einiger Zeit mal ein Video aus dem Miniatur Wunderland in 
Hamburg in dem ein Modell eines Sees präsentiert wurde, auf dem die 
Boote auf diese Art bewegt werden sollten. Damals funktionierte es mit 
einem Boot.

Du suchst wohl einen Linearmotor: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Linearmotor
Bzw. jemanden, der dir das umsetzt (für lau...)

von aSma>> (Gast)


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Servus,
http://www.pollin.de/shop/dt/NDU4ODc4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Displays/Touchscreen_FUJITSU_N010_0554_X122_01.html

Geht aber nur für eine Kugel, da resestiv.

Sonst suche nach einen kapazitiven Screen oder wäre eine Kamera eine 
Option?

von Martin R. (martinrichterbo)


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Hallo,

ich verstehe nicht wie ein Touchscreen dabei helfen kann die Position 
einer Kugel zu verändern.

von Michael K. (tschoeatsch)


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3 E-magnete 3eckförmig unter der Platte anordnen, einen 4. in der Mitte. 
Das Magnetfeld des 4. Magneten zieht die Kugel über sich (der bleibt 
auch immer an). Wird von einem äußeren Megneten ein Magnetfeld erzeugt, 
lenkt sich die Kugel zu diesen Magneten hin ab. So solltest du duch 
einen weiten Bewegungsraum erhalten, weil ja nur Rollreibung der Kugel 
überwunden werden muss.

von Weiser Elektromann (Gast)


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Hey,

Wichtig: Erarbeite dir erstmal eine vernünftige Anforderungsbeschreibung 
bevor du hier im Forum was postest. Den Fehler macht jeder mal (mich 
eingeschlossen) aber es ist wichtig, da einem sonst nicht richtig 
geholfen werden kann :-)

Erst schreibst du:

> bei dem eine (Metall-)Kugel

Dann schreibst du:

> mehr als eine Kugel

Verstehst du was ich meine? Erst genau beschreiben was du eigentlich 
willst, dann deine eigenen Gedanken dazu erläutern und die Frage präzise 
stellen.

PS:
Interessantes Projekt!

Mein Senf dazu:
Du könntest eine Matrix aus Elektromagneten und Hallsensoren unter dem 
Tisch plazieren. Durch geschickte Ansteuerung lässt sich dadurch ein 
kontinuierlicher Bewegungsablauf realisieren. Da zu musst du die 
Position der Kugel bestimmen & die Elektromagneten per PWM ansteuern.

von Rolf M. (rmagnus)


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Martin Richter schrieb:
> Ich stelle mir vor, dass unter der Holzoberfläche ein Gitter aus
> Elektromagneten angebracht werden könnte. Das Problem damit ist aber,
> dass man im Zweifel sehr viele Magnete braucht um eine gute Auflösung
> (ruckfreie Bewegung der Kugel) zu erreichen.

Wie groß ist denn die Oberfläche und wie groß die Kugel? Welche 
Auflösung brauchst du?

von Michael K. (tschoeatsch)


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Mein Senf zu deinem Senf: ist die Position der Kugel wichtig? Die rollt 
zur stärksten Anziehung.

von Rolf M. (rmagnus)


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Michael K. schrieb:
> Mein Senf zu deinem Senf: ist die Position der Kugel wichtig?

Ja.

> Die rollt zur stärksten Anziehung.

Und woran erkennst du, wann sie angekommen ist, um genau zum richtigen 
Zeitpunkt zum nächsten Magneten überzugehen, wenn du ihre Position nicht 
kennst?

von Michael K. (tschoeatsch)


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Der 4. Magnet wirkt wie eine virtuelle Delle in der Platte. Sind dei 
3äußeren Magneten aus, liegt die Kugel über dem 4. Die Lage ist bekannt.

von Weiser Elektromann (Gast)


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Michael K. schrieb:
> Mein Senf zu deinem Senf: ist die Position der Kugel wichtig? Die
> rollt
> zur stärksten Anziehung.

Wenn sie nicht ruckeln soll und schön gleichmäßig rollen soll, so ist 
das wichtig.

--> Anforderung: ruckfreie Bewegung der Kugel

von Michael K. (tschoeatsch)


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Ok, wenn du exakte Muster abfahren willst, dann ist die Position 
wichtig.

von Michael K. (tschoeatsch)


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Das Ruckeln kommt vom Dreck auf der Platte, oder von ruckartiger 
Magnetfeldänderung.

von Michael K. (tschoeatsch)


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Der Künstler kann ja mal mit einer waagrechten Platte, 2 Stabmagneten 
und einer Kugel experimentieren.

von Rolf M. (rmagnus)


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Michael K. schrieb:
> 3 E-magnete 3eckförmig unter der Platte anordnen, einen 4. in der Mitte.
> Das Magnetfeld des 4. Magneten zieht die Kugel über sich (der bleibt
> auch immer an). Wird von einem äußeren Megneten ein Magnetfeld erzeugt,
> lenkt sich die Kugel zu diesen Magneten hin ab. So solltest du duch
> einen weiten Bewegungsraum erhalten, weil ja nur Rollreibung der Kugel
> überwunden werden muss.

Nein, das funktioniert nur in einem sehr kleinen Bewegungsbereich, da so 
ein Magnetfeld nicht sehr weit reicht. Außerdem gibt es dann genau 4 
Positionen zwischen denen die Kugel wechselt. Wenn sie an einer 
bestimmten Position zwischen den Magneten gehalten werden soll, brauchst 
du auch wieder die Position der Kugel und ein Regelsystem, das die 
Magnete ansteuert.
Die Kugel zwischen den Magneten zu halten, ist in etwa so, wie einen 
Stab auf dem Finger zu balancieren. Wenn ich nicht ständig korrigiere, 
wird er einfach in eine bestimmte Richtung umfallen. Bei den Magneten 
wird die Kugel zu einem bestimmten Magnet hingezogen und da dann stehen 
bleiben, bis ich ihn ausschalte.

Michael K. schrieb:
> Das Ruckeln kommt vom Dreck auf der Platte, oder von ruckartiger
> Magnetfeldänderung.

Nein. Es kommt daher, dass der Einfluss eines Magneten auf die Kugel 
stark ansteigt, je näher sie ihm kommt und gleichzeitig der Einfluss der 
anderen Magneten sehr gering wird.

Michael K. schrieb:
> Der Künstler kann ja mal mit einer waagrechten Platte, 2 Stabmagneten
> und einer Kugel experimentieren.

Das könnte er tun. Dann würde er sehen, dass es so, wie du es dir 
vorstellst, nicht funktionieren kann.

von Volle (Gast)


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vier Magnete reichen

es benötigt aber eine sehr schnelle und genaue Positionserfassung der 
Kugel um die Magnete zu regeln.

Die Magnete müssen so stark sein das sie die Kugel an jeder Position in 
Bewegung versetzen können. Wenn sie mal rollt muss die Regelung sehr 
schnell sein.


Erinnert mich an die schwebende Kugel die wir vor 20 Jahren für das 
Regelungstechnikseminar verwendet haben. Da reichte natürlich ein 
Magnet.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Ich spiele zur Zeit fürs Studium auch mit schwebenden Magneten. Ich kann 
ihn bequem über eine GUI in seiner Position verändern. Man kann durchaus 
eine nichtmagnetische Kugel nehmen, die dann nicht schwebt. man muss 
halt nur sehen, wie man die Position erfasst. Eine magnetische Kugel 
kann man auch nehmen, nur rollt diese dann nicht wie gewohnt, weil sie 
sich am Magnetfeld ausrichtet. Ich erfasse den Magneten zusätzlich zu 
den Hallsensoren optisch. Wenn man mehr als nur 4 Spulen nimmt, kann man 
den Magneten bzw. die Kugel  sicher auch weiter bewegen, als nur ein 
paar Zentimeter, indem man die Kugel einfach in ein anderes 
"Spulen-Quartet" bewegt und da dann die entsprechenden Spulen ansteuert.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Die GUI. Mit Bedienelementen, um mit gnuplot bzw. kst2 Sprungantworten 
und Spektren aufnehmen zu können und um zum Debuggen ein Frame vom 
optischen Sensor zu holen. Und eben, um die Position zu verändern.

von Bernd F. (metallfunk)


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Interessante Sache.

Hier noch eine feine Variante:
https://vimeo.com/63673198

Grüße Bernd

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Martin Richter schrieb:
> Auch sind die Kosten
> potentiell hoch und die Ansteuerung von einer sehr hochen Anzahl von
> Spulen/ Elektromagnete aufwändig.
>
> Wer hat bessere Ideen das umzusetzen (preiswerter, weniger
> Entwicklungsarbeit)?

Die Elektronik muss nicht teuer sein. Das teuerste war bei mir der 
Arduino Due. Bei H-Brücken zum Ansteuern kannst du von ganz billig bis 
sündhaft teuer alles nehmen, ist recht unkritisch denke ich. Als Spulen 
hatte ich zuerst Hubmagneten benutzt. Diese sind in der Tat teuer und 
hatten für mich nur Nachteile. Insbesondere der, dass sie den Magneten 
angezogen habe. Ich wollte es mir aber zu Anfang einfach machen und hab 
dafür die Kosten inkauf genommen. Ein Fehler, denn Spulen sind denkbar 
einfach herzustellen. Ich habe einfach Kupferlackdraht auf zuvor 
berechnete Spulenkörper gewickelt. Diese waren so berechnet, dass ich 
auf 12 Ohm komme und bei 12V 1A fließt. Dann hab ich die Spulenkörper 
mit einem Ende in ein Loch eines Bretts gesteckt und dann einen 
Akkuschrauber angesetzt. Ging ruckzuck. Die vier Spulen hatte ich in ca. 
einer Stunde fertig. In einer nächsten Version des Projekts habe ich 
übrigens auch was vor, wo ich ein paar mehr Spulen brauche. Da werde ich 
dann ein wenig optimieren. Bisher ist das eine einfache wilde Wicklung. 
Das hört man auch. Der Aufbau macht ziemliche Geräusche.

: Bearbeitet durch User
von Bernd F. (metallfunk)


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Bernd F. schrieb:
> Interessante Sache.
>
> Hier noch eine feine Variante:
> https://vimeo.com/63673198
>
> Grüße Bernd

Kann mir Jemand noch erklären , wie das funktioniert?
Berührungsempfindliches Display ist klar, aber wie werden die Kugeln
bewegt????

Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User
von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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Bernd F. schrieb:
> Kann mir Jemand noch erklären , wie das funktioniert?

Weiß ich leider nicht. Für Videos ist meine Internetverbindung zu dünn 
:(

von Wundernder (Gast)


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Also das ist echt fantastisch, fast unheimlich.

Ich habe überhaupt keine Idee wie das funktioniert.
Die reden von Schall, welcher die Fläche beeinflusst?!

Mal gespannt wer hier etwas rausfindet....

Google war bisher nicht mein Freund...

von Marko X. (kohaerenzkorrelator)


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von Kohlroulade (Gast)


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Wer googelt findet quadratmetergrosse Installationen.

Glaube nicht das es sich um diese Wanderwellenmotoren handelt...

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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> Acoustically stimulated

http://davidfried.com/

von Otto (Gast)


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Tja, bleibt die Frage wie das funktioniert.

Da scheint das Forum überfordert, ich auch ;-(((((

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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... Hamster ...

Teilweise dachte ich echt an diese 'Rattenbälle' vom Jahrmarkt.
Also die Kugeln mit Fuchsschwanz dran, wo in der Kugel ein Motor mit 
recht großem Gewicht die Kugel um sich herum dreht.
Die Dinger, die aussehen, als ob ein Frettchen laufend einem Ball 
hinterher rennt.

und schon bin ich wieder weg

von Karsten (Gast)


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Vielleicht eine blöde Idee, aber könnte es sein, dass der Antrieb in den 
Kugeln selbst liegt?
Vielleicht bin ich ja auch ein Banause, aber eine Koordination der 
Kugeln kann ich nicht erkennen. Die Kugeln schlagen ja auch ständig 
gegen den Rahmen, könnte man auch für ein Indiz nehmen.

Ihr kennt ja vielleicht diese kleinen Pelztiere mit dem Ball, die 
irgendwelche lustigen Dinge machen und in Wirklichkeit bewegt der Ball 
das Tier?
https://www.youtube.com/watch?v=pIcSSaShHTM

So weit weg finde ich das vom Bewegungsmuster der Kugeln aus dem Video 
nicht...

Grüße
Karsten

(Hm, gerade gesehen, dass mein Vorposter schneller war...)

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Aber eben nicht immer - teilweise 'laufen' die Kugeln nur 
unterschiedlich schnell und dotzen dann halt aneinander.

Das wäre ggf. möglich, wenn die Fläche in Schwingung versetzt wird und 
sich Schall-Berge und -Täler ausgebildet haben - von nem Berg zu nem Tal 
rollt die Kugel dann von selbst.

Resonanz-Figuren war das Wort:
https://www.youtube.com/watch?v=wvJAgrUBF4w

MfG

von TestX (Gast)


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Die Installation vom vimeo video ist denkbar einfach...beamer, ir 
kamera, plexiglas scheibe, ein paar magneten am rand sowie in der 
Fläche.

Wenn man sich das genau anschaut sieht man, dass sich die Kugeln 
chaotisch bewegen jedoch von einer gemeinsam wirkenden Kraft je Gruppe 
gesteuert werden...da ist nicht viel magie hinter..

von CAMES (Gast)


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Ich habe bisher keine Erfahrung mit einem Forum. Bin sehr überrascht wie 
lebendig das ist.

Zur Erinnerung: Ich bin der Künstler der vor Glas- oder 
Plexiglas-Platten leichte Gegenstände schweben lassen möchte. Die 
Platten hängen an der Wand.

MdMa...interessante Hinweise (wohl mit deiner praktischen Erfahrung!). 
Ohne Steuertechnik geht es wohl nicht. Die Lavitation soll, wenn das 
Objekt fertig ist, ohne mein weiteres dazu tun stabil bleiben.

Mein Wunsch ist, die leichten Objekte in unterschiedlichem Abständen 
(etwa 3 und 7 cm) vor dieser Platte stabil zu halten. So ein Element 
kann eine Eisen- oder Magnetkugel sein, die mit Papier umwickelt ist 
oder einfache Metallstreifen die an einem Ende einen kleinen, 
versteckten Magneten haben. Vielleicht auch eine Blechdose in der viele 
kleine Magnetkugeln sind.

Ich werde die Technik für sowas fertig kaufen müssen, aber viel besser 
noch,  was ich brauche selbst herstellen zu können, Schließlich arbeite 
ich dann an vielen Werken für Ausstellungen.
Ich wünsche mir, mit Lavitationen "spielen" zu können - irgendwann eine 
Varianten-Vielfalt zu beherrschen.

Wie geht das?
Was muss ich dafür lernen?
Was muss ich kaufen?
Wo kann ich kaufen was ich brauche?
Vielleicht habe ich Glück mit einem Kontakt oder Laden in Berlin.
Dann hätte ich es einfach, weil ich kein Auto fahre.

von Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)


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CAMES schrieb:
> Ich habe bisher keine Erfahrung mit einem Forum

Ähhm.. ich wollte dich jetzt auch eigentlich gar nicht hierher lotsen, 
sondern dich nur kurz drauf hinweisen. Mach das ganze besser in deinem 
eigenen Thread weiter. Ich antworte dir deshalb da -> 
Beitrag "Magnetische Levitation"

: Bearbeitet durch User
von Schino B. (schino_b)


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Ich hab keine Ahnung von sowas aber hab von das Ding schon paar mal 
geträumt vielleicht kennt sich jemand damit aus Danke

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