Solenoid Steuerung

[Felix Mühlhausen]

Hallo Community,

Ich arbeite in der Schule mit einer AG an einem Fußball-Roboter für den Robocup Junior.
Uns stellt sich momentan die Frage über die ansteuerung des Schuss-Meschanismus, welcher aus zwei Hubmangneten(http://www.roboter-teile.de/Oxid/Mec...-001-3VDC.html) und einer Platte besteht, welche die beiden Hubmagnete verbindet.

Wir möchten diese Hubmagnete über zwei große Kondensatoren versorgen, welche über einen LiPo geladen werden sollen.
Zwischen Kondensator und Hubmagnet soll ein Relai.
Der Hubmagnet wird im Spiel alle paar sekunden für maximal 0,5 Sekunden anziehen.

Da ich recht wenig Ahnung von solchen Dingen habe ist die Frage was für Kondensatoren, welche Relais und was für ein widerstand zwischen akku und Kondensator? Und brauch man für das Relai ein Funkenlöschglied?

Vielen Dank im vorraus
Felix

[Besserwessi]

Für das Relais, also die Steuerspule des Magents braucht man eine Freilaufdiode zur Funkenlöschung. Für den Hubmagenten sollte man auch eine Funkenlöschung vorsehen, z.B. per Diode zurück in den Kondensator speisen, also Quasi als Freilaufdiode. Es muss aber nicht unbedingt sein, verlängert aber die Lebensdauer des Relais und reduziert Störungen.

Es hängt vom Akkus ab, ob man da überhaupt einen extra Kondensator braucht. Für 0,5 s müsste der Kondensator als Energiespeicher schon sehr groß und unhandlich sein. Für den Magneten könnte man kurzzeitig eine Spannung bis etwa 10-20 V gebrauchen.

[skg-rob]

Hallo Felix,
Wie habt ihr es den bisher gemacht? (Du bist vom Team Tactic, oder?) Der Schuß war doch eigentlich nicht schlecht!

mfg skg-rob

[Felix Mühlhausen]

erstmal vielen Dank für die Antworten, aber was mir noch unklar ist:

1) brauche ich nicht eine Widerstand zwischen Akku und Kondensator, um den Innewiderstand des Akkus zu erhöhen, denn LiPos haben ja einen sehr geringen Innenwiderstand. Nehmen die Akkus keinen Schaden wenn zu viel Strom fliest?

2) Wie groß sollte der Kondensator sein? er muss keine vollen 0,5s zusätzliche power liefern es soll ja nur ein Ball geschossen werden, der ist nach einem Bruchteil einer Sekunde sowieso weg. Er soll nur am Anfang zusatzpower liefern.

Das ganze soll mit einem 3s LiPo Betrieben werden, also ca. 12v

Gruß
Felix

PS: bin vom team KABOTZ aus kassel. Wir sind bisher mit LEGO-Basierenden Modellen angetreten, sind jetzt aber auf dem besten Weg des umstiegs

[skg-rob]

Hallo Felix,

Dann haben wir in Magdeburg ja gegeneinander gepielt Bin vom Dream Team.
Viel Erfolg beim Umstieg!

Mit freundlichen Grüßen
skg-rob

[Besserwessi]

Bei den Aktuatoren ist nicht klar wie lange man da die Spannung wirklich anlegen muss, und wie groß die Induktivität bzw. Induktionsspannung beim Ausfahren ist. Ohne die Daten ist die Auslegung des Kondensators eher schwierig. Vermutlich wird man da schon etwas experimentieren müssen.
Bei 12 V wird man hier bis etwa 10 A brauchen. Je nach benötigter kraft kommt man auch mit weniger Strom/Spannung aus.

Je nach Akkutyp können die Akkus schon einen relativ hohen Strom liefern. Das wird meist im Datenblatt angegeben, als z.B. 5*C oder 10*C. Für die ganz kurzen Zeiten hier (eher wohl 0,1 s als 0,5 s) könnte das ggf. sogar noch etwas mehr sein - das weiss ich aber nicht.

Um den Aktuator für 0,1 s mit 10 A zu versorgen bräuchte man schon 1 As, oder einen Kondensator von 0,2 F den man um 5 V entlädt. Das wäre schon eine riesige Größe, und wohl nur als Super Kondensator zu bekommen. Da könnte man besser einen Akku nehmen die den Strom direkt liefern kann. Für den Modellbau gibt es passende Akkus die viel Leistung liefern können.

Wenn man für den Aktuator weniger Strom braucht, wäre auch noch zu überlegen den Aktuator nicht mit einem Relais zu schalten, sondern über einen MOSFET und PWM. Das ganze wirkt dann fast wie ein Schaltnetzteil und um den Aktuator mit z.B. 5 A (bei etwa 5-6 V) zu versorgen müsste der Akku nur etwa 3 A bei 12 V liefern. Den Elko den man da als Puffer braucht, muss nur noch für 1 PWM Periode (z.B. 0,1 ms) ausgelegt sein und könnte viel kleiner sein.

[Chypsylon]

Wie Besserwissi schon geschrieben hat braucht man bei niedrigen Spannungen sehr große Kondensatoren, die "ewig" zum Laden benötigen, viel Platz benötigen usw.
Die meisten Teams laden deswegen einen Kondensator mit einer "relativ" hohen Spannung (bis zu 400V ^^ ), da die gespeicherte Energie ja quadratisch mit der Spannung steigt

[Richard]

Wie Besserwissi schon geschrieben hat braucht man bei niedrigen Spannungen sehr große Kondensatoren, die "ewig" zum Laden benötigen, viel Platz benötigen usw.
Die meisten Teams laden deswegen einen Kondensator mit einer "relativ" hohen Spannung (bis zu 400V ^^ ), da die gespeicherte Energie ja quadratisch mit der Spannung steigt

Als Relais währe ein Solid State Typ http://de.wikipedia.org/wiki/Relais besser, die können mit wenig Leistung gesteuert werden und haben keine Kontakte die abfackeln können.

Gruß Richard

[Felix Mühlhausen]

Erstmal vielen Dank für die zahlreichen Antworten

Die Idee mit der höheren Spannung klingt sehr schlau, aber wie bekomme ich die aus einem 12v Akku??
Gibt es dafür fertige Bauteile oder muss man sowas selber bauen?

Gruß
Felix

[skg-rob]

Da hilft nur selber bauen und auf die Sicherheit achten, so ein Schlag ist nicht gerade angenehm...