Erzeugung von 200 Volt aus 10 Volt Gleichspannung

[corone]

Hallo allesamt.

Ich stehe vor einem ziemlich großen Problem... ich möchte in meinen Roboter (als Schussmechanismus für's Roboterfußball) einen Elektromagneten einbauen, welchen ich mit 200 Volt oder mehr betreibe.
Tests mit Spannungen bis 24 Volt lieferten zwar Ergebnisse, aber die Schusskraft/Geschwindigkeit lässt doch stark zu wünschen übrig
Ich habe jetzt mehrere Wochen nach irgend einer vernünftigen Schaltung gesucht, um aus der Akkuspannung (ca 12 bis 9.6 V) eine derart hohe Spannung zu erzeugen... als einzig sinnvolle Lösung schien mir bisher eine Ladungspumpe in Betracht zu kommen, aber ich weiß nicht, woher ich die Wechselspannung für das Teil bekommen soll. Als einzig brauchbare Lösung fand ich bisher folgende Schaltung:
http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html#pumpe
Hier besteht allerdings das große Problem, dass diese viel zu ineffizient wäre... durch die Diodenverluste würde die meiste Spannung wieder flöten gehen, und ich weiß auch nicht, ob ein NE555 zur Erzeugung des Rechtecksignals eine derartige Strombelastung aushalten würde.


Daher bitte ich euch hier mal um Hilfe. Ich brauche
->eine Schaltung, die möglichst verlustarm 200 oder mehr Volt erzeugen und dabei
->einen 1500µF-Elko (bis 400V) möglichst weit geladen bekommt... und das so schnell wie möglich, damit der Bot nach einem Schuss nicht ewig warten muss...


Vermutlich ist die Lösung ganz einfach und ich komme nur nicht darauf... hat jemand eine Idee für mich? Würde mich über Schaltpläne sehr freuen... von mir aus kann das auch irgend ein IC sein, der da nachhilft, hauptsache, es funktioniert (wobei ich dann natürlich auch gerne wissen möchte, wie die Schaltung eigentlich arbeitet).
Ich bin für jeden hilfreichen Beitrag dankbar


Viele Grüße
Corone

[shaun]

1500uF auf 400V? Das sind 120 Joule. Sorry, aber Du hast sie nicht alle! Wenn ich mich nicht irre, sind "Vorrichtungen", die mit Energien >7,5J irgendetwas bewegen, als Waffen zu bezeichnen (WaffG, demnach darfst Du nur mit Gerätschaften herumspielen, bei denen ausgeschlossen ist, dass das "Projektil" eine Energie kleiner den genannten 7,5J erfährt)

Und nun zur Sache. Anstatt mit hohen Spannungen zu arbeiten, solltest Du Deinen Elektromagneten überarbeiten. Nimm zB mal einen Flipper her. Dort wird zum "Abschuss" eine dicke Spule mit wenigen Windungen bestromt, wenn der Arm am Anschlag angekommen ist, öffnet ein Kontakt und schaltet der besagten Spule eine solche mit vielen Windungen dünneren Drahtes in Reihe, um die Haltefunktion zu erreichen. In anderen Modellen wird auch mit einer Spule und zwei Spannungen gearbeitet, allerdings ist bei 50V Ende im Gelände.

[steg14]

die Schaltung habe ich in meinen alten Unterlagen gefunden.

[Ratber]

@Corone

Die anderen haben ja schon kommentare dazu gegeben was die Energie und die Spule betrifft.

Wenn du unbedingt aus 10V 200 machen willst dann nimm doch nen einfachen Wechselrichter wie es sie überall zu kaufen gibt.
Ein 150W Modell sollte reichen.
Der läuuft auch mit 10V noch prima.

Den Ausgang mit Gleichrichter und Strombegreenzung bestücken und die Ausgangspannung entsprechend ändern (Eingriff nötig)
Schon kannste "Feuern"

Aber denk drann,200V Gleichspannung und ein großer Geladener Elko sind absolut kein Spielzeug.
Zudem besteht Lebensgefahr.
Wenn du nicht Sattelfest bist dann vergiss das gleich wieder.

[corone]

Hallo... danke für die Antworten!
Ich weiß, dass der Elko mit seiner Gesamtladung viel zu viel Energie hätte und auch verdammt gefährlich ist

Hab mich da vielleicht etwas kurz gefasst... also, die Robos, nach deren Vorlage ich arbeite, wurden bis vor 3 Jahren in der SmallSize-Liga des RoboCup eingesetzt. RFC Köthen der HS Anhalt... nach den Erinnerungen eines ehemaligen Teammitgliedes waren die Elkos bei denen so groß dimensioniert, da die Energie für mehrere Schüsse reichen musste (Ladezeit war wohl relativ lang), damit der bei einem Schuss nicht komplett entlud, reichte wohl eine kleine Schaltung (darum wollte ich mich kümmern, sobald die eigentliche Pumpe läuft). Zudem will ich aus Schutzgründen einen Widerstand (ca. 2MOhm) über den großen Elko schalten -> die Pumpe müsste den auch noch "mit versorgen" können, damit am Elko was übrig bleibt.

Falls auch anderweitig eine ausreichende Schussgeschwindigkeit, etwa durch recht schnelles Wiederaufladen eines kleineren Kondensators, möglich sein sollte, würde ich diese Variante natürlich gerne nutzen. Kennt da jemand konkrete Werte bzgl. Größe und Spannungsfestigkeit?

Ach ja... die hohe Voltzahl ist wohl nötig, damit das (möglichst schnell aufbauende) Magnetfeld den Metallbolzen auch einigermaßen flink beschleunigen kann -> sonst schleicht der Ball nur über's Feld.


@steg14: die Schaltung da scheint ähnlich wie die oft beim Basteln genutzte Flyback-Beschaltung für Hochspannungsexperimente zu funktionieren, liege ich damit richtig?

Wäre weiterhin sehr dankbar für Posts zu dem Thema


Gruß
Corone

[Javik]

Hi corone

Ich habe für Roboking 2007 genau das realisiert was du gerade ansprichst.
Ich habe damit zwar "nur" Tischtennisbälle gekickt aber das ziemlich schnell mit gut WUCHT

Kurz gesagt habe ich aus einer Wegwerfkamera die Ladeschaltung für den Blitzer ausgebaut und für den Kicker wiederverwendet:
Die Schaltung läd dir aus einer 1,5V Batterie einen Kondensator auf 330V(!!) auf. Den hab ich dann über eine Spule kurzgeschlossen(wie auch von dir beschrieben) der Kondensator hat eine Kapazität von 120µF (is auch in der Wegwerfkamera drin gewesen) und wir von der Schaltung innerhalb von 18s voll geladen. Das Kurzschliesen mach ich mit einem Servo der einen Schalter drückt ... Deshalb weil ich auch durch Zufall an meine Controller lieber keine 330V anlegen wollte

Wenn du mehr drüber lesen möchtest schau doch mal in meine Facharbeit (die hab ich über den Roboter geschrieben):
http://javik.ja.funpic.de/PHP/downlo...rbroboters.pdf
Wenn du noch Fragen zu meiner Lösung hast frag sie

Grüße Javik

[corone]

@Javik: perfekt, super! Genau das habe ich gesucht... spitzen Idee!

*nachher gleich mal ne alte Einwegkamera holen geht*

Vielen, vielen Dank für eure Hilfe, das hat mich jetzt super weitergebracht

[Javik]

Kein Thema
Mein Spule ist übrigens handgewickelt und der Eisenkern auch nur stink normales Eisen und ich bekomm damit schon ordentliche Schüße hin.
Ein Tischtennisball bekomm ich schon auf gute 3m/s

Post doch mal deine Erfahrungen

Grüße Javik

[Jakob L.]

Hallo,

wenn man die Spule schon selbst wickelt, dann kann man durch eine Reduzierung der Windungszahl die benötigte Spannung nahezu beliebig verkleinern. Dabei muss der Drahtquerschnitt natürlich erhöht werden. Wenn der Akku ausreichend hochstromfähig ist, dann kann die Spule direkt aus dem Akku versorgt werden. Wenn das nicht der Fall ist, dann braucht man dennoch einen Elko als Energiespeicher. Dieser Elko kann jedoch auch eine Spannung von nur 30-40 Volt und eine entsprechend hohe Kapazität haben. Das ist auf jeden Fall wesentlich ungefährlicher als die 330 Volt des Blitzelkos.

Gruss
Jakob

[corone]

Danke euch beiden. Falls ich keine passende Spule finden sollte, werd ich wohl eine selbst wickeln müssen... dann greif ich deine Idee mal auf, Jakob

@Javik: Woher hattest du die Kameras? Ich war heute in diversen Fotoläden und Drogeriemärkten, die die Entwicklung von Einwegkameras annehmen... ausnahmslos alle meinten, die Teile würden an zentrale Entwicklungslabore geschickt und dort erst zerlegt, sie hätten keine Möglichkeit, mir so ein gebrauchtes Teil zu geben. Muss ich nu ne neue kaufen (die waren erschreckend teuer...) oder hattest du dazu eine bessere Quelle?



Viele Grüße
Corone