Schaltgeschwindigkeit von Relais

[Dr.U.Bianchi]

Hallo Roboterexperten,
ich wüsste gerne so überschlägig, wie schnell ein "normales" Relais, das mit 12V/ca. 150mA angesteuert wird, schalten kann. Schafft man damit so ca. 50Hz?
Und wie lange hält das Relais sowas aus?
Grüße,

[Manf]

Es geht zur Not, aber das Prellen der Kontakte klingt kaum ab bis zum nächsten Schaltvorgang.
Laut ist es auch. Wenn es sein muß dann Reed Relais verwenden und Ansteuerung auf minimales Prellen optimieren.
(Es gibt ja auch MOSFETs)
Manfred

[Klaus_0168]

Hi Uli,

50 Hz können nicht alle Relais schalten. Da ist die Mechanik einfach zu träge.
Die Lebensdauer eines auf dieser Art beanspruchten Relais würde ich als überaus kurz bezeichnen. Ich schätze mal, das es schon ein paar Tage dauert, bis die Mechanik schlapp macht.

Frage : Was willst Du mit einer 'Rüttelschützschaltung' (= interner Slang in unserer Firma) bezwecken ?? :-k

Gruß Klaus

[Rubi]

Optokoppler sind nicht möglich ?
Die wären verschleisfrei und schalten mit Lichtgeschwindigkeit ;-)

LG
Rubi

[Dr.U.Bianchi]

Hallo Leute,
Habe außer dem Einsatz eines Schrittmotors leider keine andere Möglichkeit, wäre aber eine arge Verschwendung. Brauch das Relais mit angeklebtem "Ärmchen" zum An- und Ausschalten meines HeNe-Lasers. Wollte dafür eigentlich einen AOM (akusto-optischer Modulator) einsetzen (schafft 10kHz), der ist z.Zt. aber leider vergriffen oder neu zu teuer. Irgendeine Idee sonst vorhanden? Könnte es auch mit einem Faraday-Rotator versuchen, aber auch nicht so leicht aufzutreiben.
Grüße,

[Rubi]

Hallo

Wieviel Strom/Spannung läuft denn da drüber?

LG
Rubi

[Excalibur]

Da es sich ja um eine zyklische Anwendung handelt.
Wie wäre es mit einer mechanischen PWM. Ich habe mal im Netz eine Anleitung zum Selbstbau gesehen. Relativ einfach aufzubauen, und bei der Frequenz wesentlich haltbarer.

[Manf]

" zum An- und Ausschalten meines HeNe-Lasers.
Eine optischen Schalter?
Eine Lochscheibe müßte dafür doch gehen.
Manfred

[Stoneman]

wenn dann bitte mit Kerr Zelle und Polarisationsfilter

[Dr.U.Bianchi]

Ja, Faraday-Rotator, oder Kerr-Zelle, kommt aufs gleiche raus, wobei die Kerr-Zelle eventuell doch effektiver ist, vonwegen Drehwinkel der Polarisationsebene. Außerdem noch zum Verständnis: Ich möchte nicht nur periodisch den Laser an und aus machen, sondern dann, wenn ich es brauche (in der Fachsprache Blanken).
Der Hinweis mit der Kerr-Zelle ist da schon der Beste, hatte ich selber zur Zeit nicht im Gehirn - dabei steht ein Nd-YAG-Laser mit so´nem Ding hier neben mir im Büro! (Also wieder hat sich mein Spruch , s.u., wieder einmal bewahrheitet!). Danke für die Tips und Grüße, =D>

[Dr.U.Bianchi]

Hab mal nachgeschaut: Kerr-Zelle ist unakzeptabel, da einige kV angelegt und geschaltet werden müssen. Farady-Rotator braucht viel Strom, da ein Magnetfeld erzeugt werden muss. Denke zur Zeit über den Einsatz eines Piezos (Stapel?) nach. Klein und flink!
Grüße,

[Dr.U.Bianchi]

Habe die Lösung: Ein kleiner umgebauter Lautsprecher!
Grüße, O:)

[Stoneman]

sonst probier es doch mal mit einer umgebauten Fokussiereinrichtung von einem alten CDRom, funktioniert so ähnlich wie dein Lautsprecher, ist nur kleiner.

[pc-gott70]

Hallo Ulli,
also ein Bild davon, wie Du dies mit einem umgebauten Lautsprecher bewerkstelligen willst, würde mich mal interessieren. Habe irgendwie keine Vorstellung davon. Poste doch mal ein Bild.
Gruß David

[Manf]

Hab mal nachgeschaut: Kerr-Zelle ist unakzeptabel, da einige kV angelegt und geschaltet werden müssen.
Hast Du LCD damit auch schon abgehakt?
Manfred

[Stoneman]

eine Kerr-Zellle hat eigentlich nicht wirklich was mit einem LCD zu tun. Gut, die Polarisation ist bei beiden wichtig, aber bei der Kerr Zelle wird die Plarisation des durchfließenden Lichtes durch eine Spule geändert. Bei LCD wird nur das LCD durch dei Polarisationsfolien "sichtbar" gemacht.

[Manf]

Wenn die Geschwindigkeit reicht ist die LCD natürlich sehr parktisch, konstruktiv ist es höchstwahrscheinlich leichter als ein Lauftsprecher.

@ Stoneman
Kannst Du das mit der CD Optik etwas weiter erläutern, welche Achsen, mit welcher Wirkung angesteuert werden sollen, insbesondere auch wie groß die Aussteurbarkeit ist. Hast Du es schon mal ausprobiert?
Manfred

[Stoneman]

Bei so einer Fokussiereinrichtung gibt es einmal hoch/runter und auch einmal rechts/links drehen, also muss man nur noch ein Stück Pappe oben wo die Linse ist drauf kleben und schon kann man durch hoch und runter bewegen das Strahl an und ausschalten. Das ganze geht über ein System von Spulen und Magneten, so das es eigentlich auch schnell sein sollte und den Strahl zu 100% verdunkeln kann, was ein LCD nicht kann. Ich habe schonmal so ein Ding angesteuert, allerdings nicht mit Frequenz, sondern nur mit eine Gleichspannung, und da hat das eigentlich relativ gut funktioniert.

[Manf]

Die rechts links Bewegung ist ja für die Bahnkorrektur vorgesehen und hat damit keine so große Anforderung an Aussteuerbarkeit. Die Exzentrizität der CD muß ausgeglichen werden und die Positionierungsabweichung des Kopfmotors.
Hast Du sie denn mal gemessen oder kannst Du den Bereich abschätzen?

Mit der Pappe (oder ähnlichem) schlägst Du dann vor den Strahl in der ganzen Breite abzudunkeln, oder wird eine Fokussierung besser sein? damit es schneller geht.
Manfred

[Stoneman]

hmm, dass kommt auf den Anwendungszweck drauf an, wenn es um eine Lichtshow geht, würde ich schon ganz abdunkeln, aber wenn es um eine Materialbearbeitung oder ähnliches geht, könnte man auch den Fokus ändern, aber ich würde trotzdem ganz verdunkeln, vor allem wegen der Sicherheit und so weiter...
Also bei einem 5W Laser wurden an der Uni echte Shutter eingesetzt. da ja eh irgendwer danach fragt, wie die funktionieren, eine kleine Erklärung. das sind zwei Platten, die sich wie bei einem Fotoapperat öffnen und schliessen können. Ich weiß aber nicht welche Geschwindigkeit die haben. Sind aber sehr teuer, habe ich mir sagen lassen.
Zum einen könnte man die Pappe oder was auch immer seitlich einschwenken, dazu könnte man die seitliche Drehkorrektur benutzen (etwa +-10°, so grob gepeilt, ich habe gerade keinen vor mir, kann ich aber noch mal nach messen, wenn ich wieder zu Hause bin) oder man schiebt die Pappe von unten hereinschieben, da beträgt der Verschiebeweg etwa 1,5cm.
@Manf, wenn es dich interressiert, sag Bescheid, ich messe das dann noch mal nach.

So mir ist noch eine Möglichkeit eingefallen: Man könnte einen Elektromagneten nehmen, dann noch einen Schwenkarm wie bei einem Elektrorasierer einbauen, der den Strahl dann an und aus schaltet.

So noch mal für die Vollständigkeit: Seit vorsichtig beim Umgang mit Lasern, wenn man schon mal etwas stärkere in Aktion gesehen hat, weiß man wie gefährlich die sind. Also passt auf...

PS: Vielleicht sollte Dr.U.Bianchi mal den Verwendungzweck angeben, dann können wir mal über eine konkretere Lösung diskutieren. Hier wären Strahldurchmesser, Leistung (nicht das wir Pappe vorschlagen, wegen dem Gewicht, und er nimmt einen CO2 Laser, der die Pappe dann durchlöchert) dann würde mich noch mal der genaue Einsatzzweck interessieren.

[Dr.U.Bianchi]

Hallo Leute,
Also, ich selbst bin Physiker und Laserexperte (Laserschutzbeauftragter seit 20 Jahren). Ich bin gerade dabei mir eine eigene Laserkiste für private Shows zusammenzubauen - mit einem 20mW 532nm DPSS-Laser als bisher stärkstem, neben HeNe (8mW), 650er (10mW) , einigen 635er (5mW) und weiteren zwei 532er-Lasern (5mW). Gesteuert wird mit Laptop (MIDI-Keyboard), RNBFRA und RN-Control, sowie 2 RN-Motor-Karten, die Portsignale der RNBFRA und RN-Control werden weiterverarbeitet uber ein Darlington-Array (an/aus der Festkörperlaser bis 500mA) und Profets für z.B. einem sehr starken Getriebemotor und andere "Stromfresser" (blaues LED-Array), sowie auch Relais (über Darlington). Bewegt werden die Laserstrahlen mit Schrittmotoren und "normalen" Motoren. Später einmal werden auch Scanner dazukommen, sowie ein blauer Laser. Alle Laser außer dem He-Ne kann ich sehr schnell schalten. Eigentlich würde ich den He-Ne gerne mit einem AOM schalten (bis 10kHz), aber da gibts zur Zeit keinen in meiner Preisklasse. Daher dachte ich als Zwischenlösung erst mal an ein Relais (ist ja ein Elektromagnet, Stoneman) als Strahlschalter. Ein LCD kann den Strahl nicht vollständig abschalten. Kerr-Zelle und Faraday-Rotator brauchen hohe Spannungen (keine Spule!) bzw. Ströme (Spule! s.o.). Piezos brauchen viel Ansteuerelektronik. Ein kleiner Lautsprecher scheint mir zur Zeit die beste Alternative zu sein, da ich den ja mit mehreren 100Hz ansteuern kann (muss noch ausprobieren, bis wieviel Hz ich noch genug Amplitude (1-2mm) zum Strahlschalten habe. Bild vom Lautsprecher nicht vorhanden, aber dazu: Einfach eine Pappe auf die Membrane kleben, Membrane etwas durchlöchern, damits nicht zu laut wird -fertig!
Soweit dazu -jetzt stehts Wochenende wieder vor der Tür, da kann ich weiter basteln und testen. Muss aber erst die RNBFRA nachschauen, da bei den Getriebemotorports (für Stepper kongfiguriert) eine Seite keine Spannung (mehr?) bringt (die neben dem Trimmer) und dadurch der Stepper nicht vernünftig läuft.
Vielen Dank an alle für die Lösungsvorschläge und aktive Diskussion des Themas. =D> (warum geht dieser Smily nicht? - Klatschen)
Schönes Weekend wünscht:

[Stoneman]

bist du dir sicher, das du bei einem Lautsprecher die passende Auslenkung hast? Vor allem wäre hier noch wichtig ob du einen Lautsprecher stabil ansteurern kannst, das heißt, ob du eine Position halten kannst. Ich würde da das zuerst mal testen, die von mir beschriebenen CD-Laser Ablenkungen dürften auch in dieser Frequenzklasse liegen, kann ich aber nicht ausprobieren, aber ich wieß, das die jede Position stabil halten können.
an sonsten viel Spaß beim experimentieren....

MfG

Stoneman

[Manf]

Neben dem reinen Shutterbtrieb sollte auch die Strahlablenkung mit Kippspiegel betrachtet werden, für die eine kleinere Amplitude erforderlich ist.
Minispiegel auf Filmscharnier und Anlenkung durch Hubmagnet bzw Tauchspule.
Manfred

[Stoneman]

stimmt, das wäre auch eine möglichkeit, Spiegel auf CD-Ablenkung und dann drehen lassen, geht wunderbar, habe ich shcon ausprobiert.

Ich habe mal nachgemessen, bei den beiden Ablenkungen, die ich noch rumliegen hatte, beträgt der Höhenunterschied etwa 5mm und die Verschiebung nach rechts und links auch etwa 5mm, die beiden lassen sich nicht drehen. Ist aber von Ablenkung zu ablenkung unterschiedlich...

[Dr.U.Bianchi]

Hi Stonemann,
habe das mit dem Lautsprecher ausprobiert - für schnelles Schalten, wenns periodisch ist, geht der ganz gut (direkt am Laser - da braucht man nur ca. 1.5mm) aber aperiodisch nicht zu gebrauchen. Daher nehm ich jetzt erst mal wieder ein Relais mit Ärmchen - geht bis ca. 10Hz ganz gut muss erst mal reichen bis ich wiedre günstig an einen AOM komme (brauch ich erst dann unbedingt, wenn ich Scanner habe). Das mit den CD-Laser-Ablenkungen klingt zunächst ganz gut, aber woher bekommen? Ich mach dafür keinen CD-Player kaputt.
Viele dankbare Grüße,

[Stoneman]

die sind in jedem CD-Rom drin, und davon gibt es alte zu Hauf, einfach mal kollegen Freunde Verwandte und so weiter fragen... da findet sich bestimmt eins...

[Dr.U.Bianchi]

Hallo Stoneman.
ich werde mal schauen, ob ich ein altes CD-Laufwerk auftreiben kann.
Vieviel Volt/Ampere braucht so ein Ding zur Ansteuerung?
Grüße,

[Manf]

Ich hatte gerade eins da. Die beiden Spulen mit ihren Teilspulen für den Fokusabstand (2x orange) und für die Spurverfolgung (4x rot) haben 10-12 Ohm und bei 50-100mA geht die Auslenkung bis an den Anschlag.
Ab 20-25Hz tritt eine Tiefpasswirkung ein und der Strom muß entsprechend erhöht und geformt werden.

Es ist aber eine sehr schön aufgebaute Mechanik, die man bestimmt noch mal für einen anderen Zweck gebrauchen kann. Vorzusgsweise natürlich mit der Linse die schon dran ist.
Manfred

[Dr.U.Bianchi]

Hallo liebe Leute,
habe vom Service zwei defekte CD-Laufwerke erhalten und werd nun auch mal die Verstelleinheit testen. Sind das nicht auch Schrittmotoren?
Kann ich die nicht auch mit der RNBFRA oder RN-Motor ansteuern?
Müssten doch viel schneller sein als die "normalen Schrittmotoren"?!
Da kam dann noch der Tip eine Harddisk auseinanderzunehmen - auch Verstellung und eventuell noch schneller!
Grüße, :D

[Stoneman]

Ob da Schrittmotoren drin sind, kommt auf das CD-Rom an, ich habe noch keine gefunden, aber, vielleicht klappt das ja bei dir.

Hmm, mit ner Festplatte könnte auch gehen, da ist ja auch ein Motor für den "Hebel" drin, der sollte auch ordentlich schnell sein.

Viel Spaß beim Testen

[Manf]

Bei einer CDROM sind es normalerweise keine Schrittotoren, das war bei Diskettenlaufwerken.
Vor allem solltest Du darauf achten, dass die bewegte Masse nicht zu groß wird, die ist nur mit entsprechender Leistung schnell zu bewegen.

Eisenlose Glockenanker sind noch relativ "leicht" (geringes Trägheitsmoment).
Manfred

[Dr.U.Bianchi]

Guten Morgen allerseits,
habe aus einem Mitsumi Laufwerk eine Verstelleinheit ausgebaut - wie oben schon richtig beschrieben sind da keine Schrittmotoren, sondern nur Spulen. Überhaupt sind keine Schrittmotoren mehr im Laufwerk zu finden. Die Verkabelung sieht bei meiner Verstelleinheit allerdings etwas anders aus als die bei Manfred - nur ein Flachband. Die Spulen, die ich erreichen konnte haben so um die 5-6 Ohm. Welche Betriebsspannung habe die Dinger normalerweise? Bei 100mA wären das nach Ohmschen Gesetz U=0,1mA*5Ohm=0,5V. Kann das?
Grüße,

[Stoneman]

das mit den O,5V kann schon stimmen, aber hier ist eher ausprobieren angesagt, jede Ablenkeinheit hat ihre speziellen Ströme und damit auch Spannungen. Wenn die Ablenkeinheit nur bis zum Anschlag ausgelenkt werden soll, dann ist es eigentlich fast egal, welche Spannung angelegt wird.

[Dr.U.Bianchi]

Hallo ihr fleissigen Ideengeneratoren,
ich habe gestern abend mal Lautsprecher, Relais und CD-Verstelleinheit durchgetestet und miteinander verglichen. Mit einen einfachen Strom an, Strom aus geht das Relais wegen der stärkeren Rückstellkraft am schnellsten. Wenn man jedoch umpolen kann, sind die CD-Verstelleinheit und der Lautsprecher ähnlich schnell. Ich ziehe da dann aber die Verstelleinheit wegen der kleinen Abmessungen und ihren definierten Anschlägen vor (Ansteuerung mit 3V). Am besten wäre natürlich immer noch ein AOM (10kHz, bzw ca. 1/10000s Schaltgeschwindigkeit). Für das Blanken (Ausschalten) zwischen Stepperschritten ist die Verstelleinheit aber voll ausreichend.
Ich möchte mich auch noch einmal recht herzlich bei allen, die an diesem Thema rege teilgenommen haben, bedanken!! =D> =D> =D> (3xApplaus, warum geht dieser Smily nicht?)
Viele Grüße,