Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kontaktproblem bei geringer mechanischer Kraft


von Christian M. (christian_m280)



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Hallo,
nachdem ich meinen Custom-3D-Drucker 
Beitrag "Re: Wiedermal: Problem mit Schrittmotor, diesmal ganz seltsam!" auf Kugelumlauf 
umgebaut habe, muss ich nur noch auf MKS TinyBee mit Marlin Firmware 
umrüsten, dann ist er für alles brauchbar - auch für mein momentanes 
Projekt, einen 3D-Taster. Eigentlich muss er nur 1D abtasten, den Sensor 
habe ich aber wie ein 3D-Taster ausgeführt.

Nun die Ernüchterung: die Kontakte machen Kontakt wenn überhaupt nur im 
zweistelligen Megaohm-Bereich. Wenn ich stärker drücke, dann geht der 
Widerstand schon gegen Null,ich brauche für meine Anwendung aber nur 
einen ganz schwachen Druck, um das Abtaststück nicht zu 
verschieben/verletzen. Es sind gesamt 6 Kontaktstellen, die Stifte sind 
2mm A2 nichtrostender Stahl.

Was habe ich für Möglichkeiten, den Kontaktverlust sauber und 
zuverlässig zu erkennen? Stärkere Feder schliesse ich aus. Stifte habe 
ich mit Iso geputzt. Geht anderes Material? Silber vielleicht? 
Auswertung mit höherer Spannung? Ganz andere Konstruktion?

Hintergrundinformation: Ich möchte ein Werkstück (Plastik o.a.) in einem 
Mesh abtasten, dafür will ich den G30 G-Code nutzen, das funktioniert 
auch auf einem anderen Drucker, wo Marlin drauf ist. Das Raster will ich 
manuell mit einem PureBasic-Programm abfahren, das mir dann eine 
surface-Datei (oder Bilddatei) für OpenSCAD generiert. Im Prinzip würde 
eben auch ein 1D-Taster reichen, wenn das einfacher zu handhaben wäre, 
nur den Druck auf das Werkstück möchte ich gering halten (momentan mit 
dem Taster im Bild 12gr.). Nadel unten ist 0.2mm Federdraht.

Gruss Chregu

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Christian M. schrieb:
> A2 nichtrostender Stahl.

Ziemlich hohe Frittspannung.

von Christian M. (christian_m280)


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H. H. schrieb:
> Frittspannung

Habe ich einen Kohärer gebastelt?

Gruss Chregu

von Rudi (rudils)


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Christian M. schrieb:
> Es sind gesamt 6 Kontaktstellen, die Stifte sind
> 2mm A2 nichtrostender Stahl.

Ganz falsches Material!
Wenn du eine ungebrauchte Steckerleiste hast, kannst du ein Paar 
Kontaktifte rausziehen. Die sind meist vergoldet und damit 
kontaktfreudig.

von H. H. (hhinz)


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Christian M. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Frittspannung
>
> Habe ich einen Kohärer gebastelt?

Nö.

https://de.wikipedia.org/wiki/Frittspannung

Nicht zu dünn hartvergoldete Stifte würden wohl funktionieren.

von H. H. (hhinz)


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Rudi schrieb:
> Wenn du eine ungebrauchte Steckerleiste hast, kannst du ein Paar
> Kontaktifte rausziehen. Die sind meist vergoldet

Aber meist hauchdünn.

von Rudi (rudils)


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H. H. schrieb:
> Aber meist hauchdünn.

Er will ja auch nur mit wenig Kraft ran.

von Michael B. (laberkopp)


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Christian M. schrieb:
> Was habe ich für Möglichkeiten, den Kontaktverlust sauber und
> zuverlässig zu erkennen?

Vergolden, vernickeln unter Schutzatmosphäre, oder höhere Spannung. 
Cadmium und Quecksilber sind ja out.

Edelstahl ist daher edel weil er eine Schutzschicht bildet, ähnlich wie 
Aluminium(oxid).

von Rudi (rudils)


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H. H. schrieb:
> Ziemlich hohe Frittspannung

Mann, wenn ich vor 60 Jahren in der Lehre diesen Begriff gekannt hätte, 
dann hätte ich mein damaliges Problem lösen können. Dieser Tipp kam wohl 
zu spät.

von H. H. (hhinz)


Angehängte Dateien:

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H. H. schrieb:
> Nicht zu dünn hartvergoldete Stifte würden wohl funktionieren.

Ich hätte da welche, gegen Versandkosten.

von Christian M. (christian_m280)


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Dann läuft es wohl wirklich auf vergoldet raus. Habe mal mein 
Sammelsurium durchsucht: Einzelkontakte von IC-Sockeln - blöder 
Formfaktor, und Pfostenstecker im 2mm Raster - ziemlich filigran. 
Vielleicht findet man bei TME etwas zum Missbrauchen...

Gruss Chregu

von Christian M. (christian_m280)


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H. H. schrieb:
> Ich hätte da welche

Oh danke Hinz! Könntest Du mir 10 abtreten?

Gruss Chregu

von H. H. (hhinz)


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Alternativ ginge natürlich auch eine deutliche Erhöhung der Spannung am 
Kontakt, und dann halt Pegelwandlung für den Controller.

von H. H. (hhinz)


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Christian M. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Ich hätte da welche
>
> Oh danke Hinz! Könntest Du mir 10 abtreten?

Kein Problem. Alles weitere dann per PM.

von Christian M. (christian_m280)


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Welche Spannung schlägst Du vor? Dann noch mal 6... Oder die 3 separat 
und dann verUNDen...

Gruss Chregu

von H. H. (hhinz)


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Christian M. schrieb:
> Welche Spannung schlägst Du vor?

Bei 1.4301 mindestens 48VDC.

von Harald K. (kirnbichler)


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Gegenentwurf:

Keinen elektrischen Kontakt herstellen, sondern eine Blende vor einer 
Lichtschranke verschieben.

Oder einen Magneten vor einem Hallsensoren.

Oder einen Ferritkern in einer Spule, oder ein Dieelektrikum in einem 
Plattenkondensator.

In allen Fällen hängt die Betätigungskraft Deines Tasters nur von der 
Reibung des bewegten Elements und der Rückstellkraft einer Feder ab - 
auf die Du auch verzichten kannst, wenn Du senkrecht nach unten 
abtastest und die Schwerkraft zur Hilfe nimmst.

Einen fertigen entsprechenden Taster, bereits mit Auswerteelektronik 
gibt es als Druckbettnivellierer für 3d-Drucker:

https://www.creality3dofficial.com/de/products/creality-bl-touch

von Christian M. (christian_m280)


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Aber es braucht Weg!

Gruss Chregu

von Harald K. (kirnbichler)


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Christian M. schrieb:
> Aber es braucht Weg!

Ja, und? Der Beschreibung am Threadanfang habe ich nicht entnehmen 
können, daß der nicht zur Verfügung steht.

von Nemopuk (nemopuk)


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Ich würde nicht nur die Spannung erhöhen, sondern auch den Strom, damit 
der Kontakt langfristig funktionsfähig bleibt. Aus dem Bauch heraus 
würde ich mit 10 mA anfangen.

von H. H. (hhinz)


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Christian M. schrieb:
> Aber es braucht Weg!

Jetzt so um die 1500km Luftlinie.

Mal sehen wie lange das Päckchen unterwegs sein wird.

von Lu (oszi45)


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H. H. schrieb:
> al sehen wie lange das Päckchen unterwegs sein wird.

Flaschenpost auf der Donau kann Jahre brauchen? Meine Idee wären 
Reedkontakte gewesen, wenn es mechanisch möglich ist.

von Lutz K. (Firma: private) (lutz66)


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H. H. schrieb:
> Christian M. schrieb:
>> Aber es braucht Weg!
>
> Jetzt so um die 1500km Luftlinie.
>
> Mal sehen wie lange das Päckchen unterwegs sein wird.

Sinniger Beitrag

Aber was ich hier jetzt noch nicht gelesen habe, Messtaster sind doch 
meist als Öffner aufgebaut oder nicht, zumindest wenn es rein 
mechanische Taster sind, ist doch einfacher, wenn ein Strom fließt die 
"kleinste Änderung" Richtung weniger Strom als Kontakt zu interpertieren 
als "den Aufbau" des Stromfluss durch Oxidschichten, bis der milli Ohm 
erreicht brauchts mehr Druck und Spannung, wo legt man die 
Entscheidungsschwelle, 10 Ohm 1 Ohm oder was. Wenn der von Milli Ohm 
hoch geht, ist klar, die Änderung ist der Kontakt. Sicher ein paar 
Störungen gibt es da auch, aber es sollte einfacher sein.

Auch das lässt sich in weniger Präzsion im 3D Druck herstellen, auch als 
2D Taster noch recht simple. Wenn die Vorrichtung verwindungssteif ist 
brauchts du weniger als 10-50 um Weg abhängig wie präzise es gebaut 
wird, Profi Taster brauchen weniger als 1 µm.

von Lutz K. (Firma: private) (lutz66)


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Christian M. schrieb:
> Aber es braucht Weg!
>
> Gruss Chregu

Es gibt auch messende Mess-Taster die nicht nur schalten sondern über 
Weg eine Messgröße liefern.
Das ist bei Aufbauten ohne die nötige Steifigkeit manchmal genauer. Weil 
wenn der Schalter das Signal gibt und der Aufbau in sich 
wackelt/vibriert dann ist diese Position "fehlerhaft" bei der du das 
Signal detetktierst.

Mit einem messenden Taster kann man einen Schwellwert festlegen, 
entweder per Software AD Eingangswert oder auch Komparator µC intern 
oder externen Komparator, der löst den Interrupt aus, was deinem 
Schaltsignal entsprechen könnte.
Der Clou ist aber jetzt, die Vorrrichtung steht jetzt, wenn man wartet 
dann vibriert/bewegt sich nichts mehr, dann liest man das Siganl des 
messenden Tasters und verrechnet es entsprechend mit der Position wo 
dein Messportal gerade steht.

--- Ein bisschen Off Topic ---

Das ist langsamer, dafür aber genauer. Aber meist schneller als wenn man 
mit einem schaltenden Taster so langsam fährt das man die Vibrationen 
vermeidet. Da ist die Lösung meist so, das man die Punkte zweimal 
anfährt wenn es genau sein soll, zuerst schneller, man registriert wo er 
schaltet, fährt dann um die Messunischerheit zurück und fährt das kleine 
Stück dann langsamer an.

Messsoftware macht da noch mehr, sprengt dann aber hier den Rahmen

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