Draht entlang navigieren

[dwhöhle]

Danke für die vielen Kommentare.
Unser Problem ist: ein Sinussignal wird über einen an der Decke gespannten Draht am Höhlenende auf Erde gelegt. Habe im Garten mal gemessen. 6 m Erdwiderstand sind etwa 15 Kohm. Der vorhandene Sinusgenerator macht max. 10 Vss bei 20 mA. Ein nachgeschalteter NF-Verstärker plus ein 1:10 Übertrager (ist ja wie ein Trafo) vestärken zwar die Spannung aber das reicht nicht für einen größeren Stromfluß. Ich vermute wir brauchen ca. 5 bis10 W Sendeleistung. Weiß jemand wie man das umsetzt?

[White_Fox]

Vergeßt es mit dem Erdwiderstand, wenn ihr nicht gerade mit Tiefenerdern und Hochspannung arbeiten wollt.

Der Erdwiderstand ist, zumindest absolut gesehen, eigentlich sogar sehr gering (das recht schlechte Leitermaterial wird durch die gigantische Querschnittsfläche ausgeglichen, aber dazu braucht man entsprechend großflächige Kontakte), allerdings z.B. auch sehr feuchteabhängig. Vernünftige Erderanlagen gehen neun Meter runter, je nach Bodenbeschaffenheit auch deutlich tiefer.
Ich glaube kaum, daß ihr das in einer Höhle leisten könnt/wollt.

Nehmt zwei Drähte rechts und links, und laßt euren Roboter dazwischen fahren. Jagt da auch ruhig etwas mehr Strom durch. Habt ihr einen Netzanschluß in der Nähe? Dann nehmt einen Transformator und schließt euren Führerdraht da an. Hängt noch eine Spule (keinen Widerstand!) rein, damit ihr nicht auf einen Kurzschluß schaltet. Dann zieht das ganze fast nur induktiven Blindstrom und kostet fast nichts.

Oder: macht wie man es früher gemacht hat: Verlegt Schienen. Es müssen ja keine "richtigen" Eisenbahnschienen sein, ich denke da an so etwas wie U-Profile oder Rohre, die alle Meter mit einem Haltebolzen auf Abstand gehalten werden. Das hätte den Vorteil, daß euer Roboter da wesentlich besser durchkommt und weniger Energie verbraucht bzw. mehr transportieren kann.

[dwhöhle]

Danke für die konstruktiven Ratschläge.

"Nehmt zwei Drähte rechts und links, und laßt euren Roboter dazwischen fahren. Jagt da auch ruhig etwas mehr Strom durch."

Netzanschluß ist kilometerweit nicht verfügbar. Das "mehr Strom durchjagen" ist das Problem! Ich weiß nicht wie. Der NF-Verstärken (Kemo 3,5W) schneidet die oberen Sinusbögen weg sobald ich die Verstärkung auch nur ein kleines bißchen hoch drehe.
Das ist vermutlich ein Impedanzproblem- nur wie löse ich das? Letzlich gemessen habe ich 30 Vss und 25mA (TrueRMS) also ca. 0,75W. Das ist vermutlich zu wenig?
Bei Versuchen im Wohnzimmer mit 1Kohm "Erdwiderstand" messe ich bei einer 1,5m Drahtschleife auf 0,5m Höhe ca. 1mV/cm Seitenabweichung. Gehe ich in die Schleife verschiebt sich die Phasenlage aber die Seitenabweichung lässt sich gut detektieren. Wenn ich die Drahtschleife auf 6 m verlängere funktioniert das bei 10cm Höhe auch, aber bei 0,5 m Höhe gibt es keine Signaländerung mehr.
Da bin ich mit meinem Latein am Ende.
Werde heute nochmal im Garten testen.

Über Schienen haben wir auch diskutiert- macht aber viel Arbeit und stört bei der geringen Höhe der Höhlendecke (ca. 40cm) sehr.

[dwhöhle]

Habe gerade im Garten getestet.
Vss 100 V, 10khz sinus, Hauserde eine Seite zweite Seite Beet, Drahtlänge 6 m , im Bereich 0 bis 15 cm über dem Draht gutes Signal mit ca. 1 mV / cm Ändrung.
Ab 20 cm über dem Draht keine messbare Signaländerung (Oszi 200 MHz, max 2 mV/Div).
Leichte Welle sind sichtbar- ca. 1mV Vss aber Verschiebung ohne Signaländerung.
Wer kann helfen?

[Gerdchen]

10kHZ sind ja fast Gleichstrom.
Ich bin jetzt nicht der Funkspezi, aber ich vermute, die geringe Reichweite liegt daran, dass bei dieser niedrigen Frequenz und dieser Antennenanordnung hauptsächlich die induktive Komponente des abgestrahlten Signals wirksam ist. Induktionsübertragungen haben ja auch meistens recht geringe Wirkreichweiten. Bei einer "normalen" weiträumigen Funkübertragung wirkt ja hauptsächlich das elektrische Feld.

[Holomino]

Die 100V sind ohne Angabe des tatsächlichen Wirkwiderstandes der Erde nicht wirklich aussagekräftig. Wenn aufgrund eines zu hohen Widerstandes am Erdanschluss wenig Strom fließt, ist das magnetische Feld um den Leiter halt schwach (Schau noch mal bei https://rn-wissen.de/wiki/index.php/...ktionsschleife, die haben an der Schleife einen Vorwiderstand von 24 Ohm, der Strom liegt damit knapp im Ampere-Bereich). Vielleicht musst Du wirklich die Rückleitung als geschirmte Ausführung vorsehen (Schirmung gegen GND wirkt dann für das magnetische Feld wie eine Wirbelstrombremse). Zumindest im Experimentierstadium (Ursache und Wirkung von Sender und Empfänger sind noch zu klären) könnte dieser Aufbau helfen.

Wenn's dann immer noch nicht reicht, kannst Du versuchen, die Empfangsspule mit einem parallelen Kondensator auf Resonanz zu trimmen oder durch Auswahl der passenden Sendefrequenz die Spule in Eigenresonanz zwingen.
Spulenform und Größe sind auch Faktoren (->Metalldetektoren). Ich denke aber, ohne Verstärkung (Operationsverstärker) wirst Du nicht hinkommen.

[Mxt]

Spulenform und Größe sind auch Faktoren (->Metalldetektoren).

Daran habe ich beim Lesen dieses Threads auch schon gedacht.

Induktionsschalter für industrielle Anwendungen gibt es bis in Schutzart IP69K, hätten also keine Probleme mit der Umgebung. Sogenannte Faktor 1 Sensoren haben bei NE Metallen eine ähnlich hohe Reichweite wie bei Eisen. Eine schnelle Google Suche ergab Produkte mit bis zu 150 mm Schaltabstand, allerdings ist der Sensor dann schon Suppenteller groß. Keine Ahnung, ob der Abstand dann auch für ein Kabel genügt. Aber vielleicht findet sich etwas, was z.B. ein Kupfer-, Alu oder Stahlband auf einen gewissen Abstand hin detektieren kann. Glaube aber nicht, dass es für die gewünschten 30 - 40 cm reicht.

Aber die Dinger sind sehr robust und brauchen meist nur etwas 24 V Gleichstrom.

z.B. proxitron.de

MX Serie: Abstände messen bis 105 mm
Das vom induktiven Analogsensor am Ausgang gelieferte Strom- oder Spannungssignal verhält sich proportional zum Abstand Metallobjekt zu Sensor. Objekte unterschiedlicher Größe, Form oder Materialart erzeugen unterschiedlich Signale.

[White_Fox]

10kHZ sind ja fast Gleichstrom.
Ich bin jetzt nicht der Funkspezi, aber ich vermute, die geringe Reichweite liegt daran, dass bei dieser niedrigen Frequenz und dieser Antennenanordnung hauptsächlich die induktive Komponente des abgestrahlten Signals wirksam ist. Induktionsübertragungen haben ja auch meistens recht geringe Wirkreichweiten. Bei einer "normalen" weiträumigen Funkübertragung wirkt ja hauptsächlich das elektrische Feld.

Ich wollte eigentlich auch vermeiden, daß er sendet. Das soll ruhig im Nahfeld laufen. Funken nur dann, wenn man weiß was man tut, um nicht anderen (möglicherweise wichtigeren Anwendungen) in die Suppe zu rotzen. (Mal davon daß das sehr reglementiert ist -> Funklizenz.)

"Nehmt zwei Drähte rechts und links, und laßt euren Roboter dazwischen fahren. Jagt da auch ruhig etwas mehr Strom durch."

Netzanschluß ist kilometerweit nicht verfügbar. Das "mehr Strom durchjagen" ist das Problem! Ich weiß nicht wie.

Gruß von Greta, sie sagt: stellt euch einen Dieselgenerator hin. Achtet darauf, daß er genug Blindleistung liefern kann, hängt notfalls noch einen FU dahinter der das hinbekommt.

Der NF-Verstärken (Kemo 3,5W) schneidet die oberen Sinusbögen weg sobald ich die Verstärkung auch nur ein kleines bißchen hoch drehe.

Klingt, als würde er in die Strombegrenzung gehen. Anscheinend kann er nicht mehr liefern...

Wenn du ein Feld über größere Ausdehnung aufbauen willst, dann muß da schon etwas Energie rein. Die bekommst du bei jeder Periode zwar wieder zurück (deshalb heißt es Blindleistung), aber rein muß sie trotzdem erstmal.

Vielleicht musst Du wirklich die Rückleitung als geschirmte Ausführung vorsehen (Schirmung gegen GND wirkt dann für das magnetische Feld wie eine Wirbelstrombremse).

Dazu müßte er den Leiter aber magnetisch schirmen, anders gesagt: den Rückleiter in ein Eisenrohr verlegen. Ich glaube nicht, daß das praktikabel ist. Alleine das Erweitern in Längsrichtung: Jedesmal die Drahtschleife auftrennen, Drahtschleifenenden verlängern, und dann noch Eisenrohre anpassen (Kurven usw.) - und dann den Draht noch ins Rohr einziehen. Isolieren mußt du das auch extra, damit dein Rohr nicht leitet sondern schirmt.

Bei einer einfachen Drahtschleife kommst du wahrscheinlich mit Spannungen aus, die ungefährlich sind und keiner besonderen Isolation benötigen, außerdem mußt du nur ein Drahtende etwas nachziehen.

Ach ja: Wirbelverluste wirst du im Eisenrohr so oder so haben - egal ob du das Rohr auf Gnd legst oder nicht. Und das kostet Energie, das auszugleichen.



@TS:
Noch eine Sache: Mit deinen Wohnzimmeraufbau (1m Durchmesser, kreisförmig) gewinnst du nicht viel. Da sind die Feldformen einfach zu verschieden (zwei parallel verlaufende zylinderförmige Felder vs einer Spule mit einer einzelnen Windung.

Spanne mal zwei einadrige(!) Leitungen so ca. 3m lang parallel auf einen halben Meter Abstand, und hänge an deren Ende eine Last, wie z.B. einen leerlaufenden Transformator, und arbeite mit Netzspannung. Bei kleineren Strömen tut es auch ein Kondensator. Und dann mach deine Versuche mal damit. Wenn es noch zu wenig Strom ist, kannst du einen größeren Transformator nehmen oder deinen Trafo etwas belasten - dann fließt mehr Strom.

Bei Netzspannung bitte Vorsicht walten lassen. Stets gut isolieren, lieber an zwei Stellen abschalten als nur an einer und den Stecker gut sichtbar ganz rausziehen ist immer am Besten. Und ein Trenntrafo kann dein Leben retten.