Schwebende Kugel an E-Magnet

[cybergarlic]

Hallo Bluesmash.
Hab zu meiner LAP ein solches Projekt mit einem DSP von TI gelöst. Dieser ist zwar schneller als die AVR's un besser geeignet, aber ein versuch währe es wert.
Folgender Systemaufbau hat vorgelegen:
Traffospule mit E-Kern, welcher an einem "galgenähnlichen Gestell nach unten gerichtet war. ca. 5mm unterhalb des Kens war ein Hall-Sensor fixiert. Das schwebende Objekt bestand aus einem oder mehreren "Supermagneten". Die Spule würde über eine H-Brücke geregelt und der Spulenstrom mit einem weiteren Induktionssensor gemessen, da bis zu 15A flossen bei maximaler Steuerspannung von 100V.
Der Trick war, dass ich Strom und die spannung am Hallsensor per ADC gemessen habe. Die Hall-Spannung musste zuvor jedoch noch verstärkt und linearisiert werden. Auf dem Controller hatte ich einen Tabelle gespeichert in der ein Korrekturwert für die Spannung am Hallsensor abgelegt war in abhängigkeit vom momentanen Spulenstrom. Dise werte hatte ich zuvor gemessen, mit einer maathematischen Funktion angenähert (Quadratisch) und interpolliert. Hat so an die 1000 Messwerte gegeben. Der Regler bestand aus einem einfachen Stellglied (ON / OFF) der H-Brücke und regelte mit 50 kHz.
Geregelt wurde nach einer Vorgegebenen Soll-Spannung, die mit der korrigierten Hall-Spannung verglichen wurde.
Hab so bei nur 30% der Systemleistung bereits einen Schwebeabstand von gegen 5 cm realisieren können.
Der Knackpunkt war das Stellglied, resp. die träge Spule. Hier lautet das Motto: Je höher die Spannung an der Brücke um so schneller kanns du den Induziertenstrom ändern. Gillt aber vorallem bei grossen Spulen wie meiner. Wenn du da zu langsam bist, beginnt das System zu schwingen und das Objekt klebt am E-Magnet oder fällt.
Hier einige Bilder meines Projekts (Juni 2004) :

http://www.kleinergeilerpanzer.de.tl...rNetz_Help.htm

Gruss Simon

[VT610]

Hallo
Regelst du wirklich nur mit einem 2-Punkt Regler?
Ich hab Wochenlang damit rumexperimentiert und es hat immer vibriert. (Ist deswegen runtergefallen, hat nicht funktioniert) An der Lichtschranke kann es eigentlich nicht liegen, die müsste genauso schnell reagieren wie ein Hallsensor.
Friedrich

[cybergarlic]

Hallo Friedrich.
Ja, Das System hat mit diesem 2-Punkt Regler nicht schlecht Funktioniert.
Hatte aber auch Probleme mit einem Aufschwingen der Kugel.
Dieses Verhalten konnte ich verbessern durch das Anheben der Kondensatorspannung von 30 auf gegen 100V. Somit reagierte die Spule schneller.
Kleinste Vibrationen (verursacht durch die Regelung, jedoch kaum spürbar) gabs wenn die Kugel von Hand gestört wurde. Dann spürte man die Kraft des Magnetfeldes auf eindrückliche weise.

Eine Erweiterung des Projekts mit der Implementierung von verschiedenen Regler-Typen war vorgesehen. Leider konnten diese allerdings nie realisiert werden, da meine Ausbildung in dieser Firma endete.
Wir orteten aber an diesem Punkt verbesserungspotential.
Heute würde ich warscheinlich ein SW-PID realisieren. (Hab schon mehrere analoge Projekte mit PID-Regelung gesehen)
Mitnehmen lag natürlich auch nicht drin

Gruss Simon

[matzy]

hi,
ich arbeite gerade an einem ähnlichen Projekt. Hab auch einen Sharp Sensor zur Abstandserkennung verwendet, scheint mir aber auch zu langsam. Ich regle mittels SW-PID-Regler über die PWM den Strom. Einzig der Abstandssensor macht mir noch Sorgen. Bin jedem sehr dankbar für jede Hilfe!

[matzy]

ach ja, denke dass die Induktivitätsmessung nicht funktionieren wird, da der Strom in der Spule eigentlich nie 0 wird und du immer ein Restfeld hast. Vielleicht wäre es mit einer zweiten kleineren Spule möglich die du nur für die Messung verwendest.

[cybergarlic]

Hallo Matzy, bin mir nicht sicher ob du mit der Induktivitätsmessung mein Projekt ansprichst. (Dass mit der zweiten Spule kapier ich nicht).Kann nur sagen, dass es funktionier hat mit dem Hall-Sensor. Denn mit der zusätzlichen Messung des momentanen Stromwertes in der Spule kannst du ja die Korrekturwerte für den effektiven Abstand ermitteln. (indem das durch die Spule Induzierte Feld vom gemessenen Hall-Sensor-Wert abgezogen wird).
Gruss

[matzy]

nein, ich meinte eigentlich das 1. projekt. Das mit dem Hall-Sensor leuchtet mir ein. Welchen Sensor hast du dafür verwendet

[cybergarlic]

Der Sensor war folgender:
Hall - Sensor: A3516EUA von Allegro (Farnell: 300-51173)

[Bluesmash]

ich habe momentan leider wenig zeit für dieses projekt... weiss noch nicht ob ich das mit der strommessung so hinbekomme... mal schauen... auf jedenfall muss man die spule kurz ausschalten für die messung... und dies ist auch nicht gerade optimal für die regelung... ich werde bei gelegenheit mal probieren eine soft pwm zu programmieren und die messung da zu integrieren... werde dann bei gelegenheit die messungen hier präsentieren....

gruss bluesmash

[Bluesmash]

ich habe mal nen kleinen test gemacht um während der pwm die induktivität zu messen... aber das ist fast unmöglich... vorallem muss bei 100% pwm muss man eine viel zu lange pause machen um danach eine vernünftige messung zu machen...
ich denke ich werde auch eine optische lösung in betracht ziehen... oder ein hallsensor mit magnet...
kennt jemand noch nen optisches sensor der geignet währe? sharps fallen weg weil sie einfach zu langsam sind...

gruss bluesmash