Magnetischer Schwebekörper (schwebende Kugel)

[-Grisu-]

Ja, das hab ich mir auch gedacht, nur leider hab ich keinen Widerstand in der Leistungsklasse... vielleicht was mit 5W, aber dann wieder um die 50-100Ω.

Hm, ja, vielleicht sollt ich doch besser bis Mo. warten... ich kann ja morgen die Schaltung mit meinem Freund mal aufbauen und genau durchchecken..., oder z.B. schauen dass die Messung gute Werte liefert.

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Ich wollte ja eigentlich mittels Hallsensor Messen, jedoch hab ich bei einem Versuch mit 2 verschiedenen Hallsensoren und einem Permanentmagneten so einen Kauderwelsch an Messdaten herausbekommen, dass ichs lieber gleich gelassen hab. Hab sogar 3 verschiedene Hallsensoren, nur weiß ich leider nicht wie ich da ein vernünftiges Messignal rausbekommen soll. Wenn ich Zeit finde, werd ich vielleicht nochmal einen Versuch damit starten...

[Besserwessi]

Ich hatte eigentlich an eine solche Vredickung der Kerns auch am oberen Ende gedacht. Damit verteilt sich das Feld etwas mehr, man kommt einem geschlossensn Kern etwas näher und bei gleichem Strom kann man mehr Feldstärke unten erreichen. Die verdickung unten könnte dazu dienen das das Feld unten nicht so inhomogen ist, und die Kraft auf die Kugel damit nicht so sehr vom Abstand abhängt - so ganz einfach ist das aber nicht zu berechnen.

[-Grisu-]

Jetzt ist ein wirkich ärgerliches Problem aufgetreten.

Der Motortreiber ist angeschlossen, funktioniert sogar halbwegs, jedoch fällt die Spannung von 24V (oder 12V, egal) auf 2,3 Volt ab sobald ein Verbraucher (hier: eine LED) angeschlossen wird. Selbst wenn man den PWM Anschluss direkt auf 5V hängt, damit der Treiber voll durchschaltet - sobald man was anschließt, fällt die Spannung von 24 auf ca. 2,3V ab.

So knapp davor dass es geht - es geht sogar halbwegs mit PWM und so - und dann scheiterts an sowas wie dass Der Treiber den Strom nicht treibt! :-/

(Wir haben jetzt übrigens einen Hallsesnor genommen, der liefert sogar brav lineare Werte, wenn man sich mit dem Magneten der Kugel davon entfernt.... das wäre super gelaufen heute, wenn nur der verdammte Motortreiber nicht so spinnen würde)

Mein Freund hat gemeint, das müsste eigentlich ein Spannungsversorgungsproblem sein, aber wir haben (die meisten) Anschlüsse überprüft, und an allem gerüttelt soweit sitzten alle Anschlüsse... könnt ihr euch das erklären?

lg,
Grisu

[BMS]

Hallo,

welchen Motortreiber verwendest du jetzt nun endgültig? Ist es der LMD18200 von distrelect oder der L298 von conrad?
Falls es der erste ist - hast du an die sog. bootstrap-Kondensatoren gedacht? (Datenblatt Seite 5 unten zw. Pin 10,11 und Pin 1,2)
Sonst kann der Motortreiber seine oberen FETs nicht vernünftig durchschalten.

Wenn das nicht weiterhilft:
* Bleibt die Akkuspannung bei Belastung des Motortreibers konstant? Wenn die Akkuspannung weit einbricht, könnte der Akku einen hohen Innenwiderstand haben.
* Welcher Strom fließt wenn du den Motortreiber belastest?

Kannst du nochmal einen Schaltplan machen, dann kann man besser nachvollziehen, wie das geplant/gebaut ist.

Grüße
Bernhard

[-Grisu-]

Aja, sorry, hab ich vergessen zu erwähnen... ich verwend jetzt den L298.

Wow, das Kommentar mit den 10nF Bootstrap Kondensatoren zeigt. dass du dir das Datenblatt ja echt genau angeschaut haben musst, danke!

Ja, die Kondensatoren hatte ich eh verwendet, jedoch:
Der LMD18200 hat nicht funktioniert. Als der Kondensator mit angeschlossen war, hat der Treiber außerdem innerhalb weniger Sekunden immer wieder den Kondensator entleert, wenn die Spannungsquelle abgezogen wurde.
Eigentlich sollte er keinen Strom ziehen. Ich denke aber nicht, dass ich was falsch angeschlossen hatte, es wurde alles 3 mal überprüft.
PWM Signal ist reingekommen, jedoch hat der Treiber nicht durchgeschalten, egal was probiert wurde. Nur wenn das PWM Signal eingesteckt wurde, ging die Spannung zwischen den beiden Outputs von wenigen mV auf 60mV oder so rauf. Kann sein, dass das PWM Signal damals noch nicht richtig geschalten war und der Treiber deswegen nicht funktioniert hat, jedoch ist das mit dem Strom-ziehen sehr verdächtig.

Danach wurde der L298 angeschlossen, genau nach Plan jedoch ohne den Kontrollschaltkreis links unten und ohne Kondesator, es wurde ja nur mal die Spanung zwischen den Outputs getestet.

Am Akku liegts nicht, ich verwende nen Lithium-Polymer Akku, der 16A dauer liefern kann, da ist der Innenwiderstand sehr klein. Die Spannung ging auch nicht ein.

Hier das Schaltbild:

Bild hier  


Für den INPUT4 hab ich irgend einen Pin in dem Schaltbild genommen. In Realität ist es Pin 10 am Arduino, ist ein PWM Ausgang.

Anzumerken ist, dass vorher ein nicht PWM fähiger Output-Pin mit dem PWM Signal belegt wurde, wielleicht hat der LMD18200 deswegen nicht funktioniert, ich bezweifle es aber.

Die Spannung zwischen den Outputs liegt bei "Belastung" bei 2,3V.
Die 2,3V sind interessanter Weise aber unabhängig vom Vorwiderstand, hab 1k 500 und 100 Ohm ausprobiert, alles dasselbe.

Weitere Infos zum Programm und Regelung gibts übrigens in diesem Thread.

EDIT: Jemand hat in dem anderen forum zu dem Problem folgendes geschrieben:
"SEN_B des L298 muß auf Masse. In Verbindung mit einem L297 diehnt der Widerstand zur Strommessung und zum Abschalten der Außgangstransistoren zur Strombegrenzung. Der Widerstand kann in diesem Fall weggelassen werden."
Könnte das die Ursache für das Problem sein?
Aber ich werds dann eh sehen wenn ichs morgen wieder teste. Hoffe es liegt daran.

lg,
Grisu

[mausi_mick]

hallo,


sen_a und sen_b gehören an Masse, wenn keine Stromsensorwiderstände - bei L297 zur Stromregelung benötigt - verwandt werden.

Übrigens hat der L298 einen recht grossen Spannungsabfall (Vcesat) bei Belastung: Bei 1 A 3,2 V, bei 2 A 4,9V, sodass an der Spule dann nur noch 20,8V bzw. 19,1V liegen. Bei 3 A ist der L298 nach länger als 100 µs Einschalten (das ist auch bei PWM nicht lange) hin.
Daher dringend auf hohen Wicklungswiderstand bzw. Schutzwiderstand achten.

Gruss mausi_mick

[-Grisu-]

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Hey Leute, vielen Dank für eure Hilfe bis jetzt.

Ich habe jedoch eingesehen, dass es nichts bringt krampfhaft zu versuchen das System bis Do. zum laufen zu bringen,
dafür wäre einfach noch viel zu viel zu tun.
Außerdem muss ich bis dahin noch meine Bacc. Arbeit fertig schreiben die bis jetzt nur halb fertig ist... *stress* *stress* :P

Höchstwahrscheinlich werd ich etwas später privat weiter machen, aber derweil werd ich den realen Aufbau mal auf Eis legen.

Ich nehm den Thread wieder auf sobald ich weitermache, versprochen!

(Und ohne eure wertvollen Hinweise und Tipps wär ich sowieso aufgeschmissen ;D)

lg,
Grisu
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[Martinius11]

Freu mich schon darauf ist sehr interesant!

[-Grisu-]

Hmm, zwei Fragen hätt ich doch noch:


Erstens zur Wärmeentwicklung: Ich habe eine Spule, Hohlzylinerform:
H: 35mm
DMaußen: 35mm
DMinnen: 9,5mm

Widerstand: 3,8 Ohm

Drahtdurchmesser: 0,7mm

Wenn ich jetzt sagen wir mal (Hausnummer) im Mittel 1A Dauerstrom habe, wie stark und in welcher Zeit erwärmt sich die Spule?

Könnt ihr mir Formeln, bzw. einen gerechneten Weg aufzeigen?



Zweitens: Die Regelstrecke der Kugel ist ja instabil und es nimmt die Anziehungskraft exponentiell (4-5 Potenz glaub ich) mit der Entfernung ab.
Zu beachten ist das Magnetfeld des Permanentmagnets und der Spule.

Es wird theoretisch nach folgendem Pronzip vorgegangen:
Innerer Regelkreis: Motortreiber gibt Stromstärkenwerte zurück, diese wird für den inneren Regelkreis genommen um das PWM signal soweit zu glätten, dass es wie ein Konstantstrom wirkt. Dieses system läuft viel schneller als der äußere Regelkreis. Dieser regelt dann die Enfernung der Kugel, die von der Magnetkraft abhängig ist, die wiederum vom Spulenstrom abhängig ist usw...

Auch wenns unhöflich klingt: Bitte keine "wischiwaschi"-Antworten, die keinen konkreten Inhalt haben oder unnötige Kommentare wie "Weiß ich auch nicht"... mit dem kann keiner was anfangen.

Und wenn ich schon so wählerisch bin :
Super währ halt wenn jemand es so sage könnte:

"Du brauchst (Hausnummer) einen PID-T2 Regler, weil... bla bla... und der ergibt sich mit der Regelstrecke aus dieser Formel, weil die Regelstrecke sich aus der und der Formel zusammensetzt" usw. ^^

Hier ein Scan wie man die Magnetkraft theoretisch berechnen kann.
Hat mir mein Prof einmal versucht zu erklären, ich habs aber leider in keinster Weise verstanden, vielleicht kann wer von euch was mit den Fomeln anfangen (ich glaub das erste Blatt ist eben für die Berechnung MIT Permanentmagneten an der Kugel, das jeweils andere wäre dann für eine Stahlkugel/Körper)

Bild hier  

Bild hier  



Bitte wenn dann bis heute abend antworten (ja arg... was der alles will ),
morgen muss ich nämlich dann abgeben

...wenn sich halt wer die Mühe machten will mir bei dieser recht kniffligen Frage zu helfen....

[Omit]

Hi,

was du vor hast ist jedes Jahr ein Mechatronik Laborversuch an der Uni-Hannover (Institut für Dynamik und Schwingungen).

http://www.ids.uni-hannover.de/filea...bendeKugel.pdf

Hoffe konnte dir damit helfen. [/url]