Bitte um Hilfe bei induktionsaktiviertem Spulentreiber

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Autor
Bitte um Hilfe bei induktionsaktiviertem Spulentreiber

    







BID = 1003691

Carlo Pittini

Gerade angekommen


Beiträge: 12
 

  


Hallo liebe Leser, ich bin der Neue, ein fröhliches Halloo erstmal in die Runde.
Es würde mich freuen wenn mir jemand bei meinem aktuellen Projekt behilflich sein könnte. Ich habe bereits eine Schaltung im Test, aber diese funktioniert suboptimal, soll heissen der Emagnet is daueraktiviert was natürlich viel Saft kostet.
Aber erst mal von Anfang an, es geht um folgendes. Ich habe eine Spule (70 mtr 0,28mm Kupferlackdraht auf 6mm Holzkern, Breite 1,5 cm). Über dieser Spule befindet sich mittig ein starker (8mmx30mm) Neodym Magnet pendelnd aufgehängt. Dieser Magnet soll nun von der Spule bewegt werden. Dabei möchte ich ausnutzen das ja auch der Magnet in der Spule bei der kleinsten Pendelbewegung eine Spannung induziert. Sollte also so ablaufen: Spule ist aus. Minimale Pendelbewegung wird erzeugt durch Luftzug o.ä. dadurch Induktion in der Spule, wodurch ein kurz vor dem kippen stehender Transistor durchschaltet und den Spulenmagneten aktiviert. Sobald das Pendel aber in die andere Seite der Spule über den Mittelpunkt hinaus schwingt, wird ja eine negative Spannung induziert, Transistor macht wieder dicht. Auf diese Art und Weise sollte sich die Bewegung des Magnetpendels aufschaukeln wie bei einer Kinderschaukel die man mit kleinen Schubsern immer höher treibt.
Die verlinkte Zeichnung macht das auch, allerdings nur den Teil mit dem freigeben (Die induzierte Energie wird in der LED "verbraten" was diese mit einem kurzen "blink" quittiert), ansonsten is die Spule ständig aktiv und das ganze verbrät ca. 90mA bei knapp 6 Volt (4 AAA Batterien)

Keine Links zu Werbeschleudern - Um die Grafik passend zu verkleinern > paint verwenden! - drive.google.com
Ich wäre sehr dankbar wenn Ihr Tipps, Korrekturen meiner Schaltung, oder gar eine ganz neue Schaltung für mich hättet die die Anforderung voll erfüllt. Das ganze ist eigentlich eine Holzarbeit (sprich das alles wird in Holz "versteckt" und wird ein Doppelpendel der sich auf "magische" Weise ununterbrochen bewegt, auch Swinging Sticks genannt.

BID = 1003695

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  


Zitat :
ansonsten is die Spule ständig aktiv und das ganze verbrät ca. 90mA bei knapp 6 Volt (4 AAA Batterien
Das ist sicherlich verkehrt.
Ich kenne solche Spielzeuge, die Schaltung ist viel einfacher und zieht nur in dem Moment Strom, wenn der Magnet vorbeihuscht.
Wenn man die Spule richtig konstruiert, reicht sogar ein billiger Ferritmagnet.


Zitat :
Ich habe eine Spule (70 mtr 0,28mm Kupferlackdraht auf 6mm Holzkern, Breite 1,5 cm)
Zu dicker Draht und demnach wahrscheinlich zu wenig Windungen.
Solche Spulen haben gewöhnlich zwei Wicklungen:
Eine mit sehr vielen Windungen, in der beim Passieren des Magneten eine Spannung induziert wird, die ausreicht um den einzigen(!) Transistor aufzusteuern, also mindestens 0,7V, und eine weitere Wicklung mit weniger Windungen, mit der der durchschaltende Transistor dem Magneten einen kräftigen Tritt versetzt.
Die Polaritäten müssen natürlich stimmen, so daß der Transistor einerseits wirklich angesteuert wird, und andererseits das Steuersignal dabei verstärkt wird.

Wer hat dir zu dem Schwachsinn mit dem Holzkern geraten?
Weicheisen ist das Material der Wahl für Elektromagneten. Zur Not tuts auch ein Nagel oder eine Schraube.

P.S.:

Zitat :
Über dieser Spule befindet sich mittig ein starker (8mmx30mm) Neodym Magnet pendelnd aufgehängt.
Der Magnet ist wahrscheinlich auch zu gross.
Dadurch schleicht sich die Induktionsspannung hoch und erreicht kleinere Werte, als wenn ein 5mm dicker Magnet einen 5mm dicken Eisenkern passiert, was einen scharfen Impuls ergibt.

Solche Schaltungen schaukeln sich auch nicht vom Rauschen her auf, sondern brauchen eine Mindestamplitude, von vielleicht dem halben Maximalausschlag, sonst ist die Geschwindigkeit im Maximum zu langsam um die erforderliche Steeurspannung zu induzieren.






[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 24 Okt 2016  1:45 ]

BID = 1003697

Kaira B

Schreibmaschine



Beiträge: 1570
Wohnort: Dresden

Schöne Spielerei.
Gabs auch mal als Konsumgüterproduktion...
Läuft allerdings nicht von selbst ohne Anschubser an.
Knackpunkt ist die Spule.




BID = 1003698

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Noch ein Wort zu den Transistoren:

Man muss sich nicht sklavisch daran halten, wenn in irgendwelchen Bauanleitungen Typen wie 2N2222 oder 2N2907 oder so etwas angegeben ist.
Vor gut 40 Jahren waren das Standardtypen, aber heute werden für diese Transistoren im Metallgehäuse Sammlerpreise verlangt. Sie sind schlicht zu teuer.
In den meisten Fällen spielt ein BC327 (pnp) oder BC337 (npn) mindestens genau so gut, kostet aber nur ein Zehntel.
Und wenn die Schaltung sehr klein werden soll, sucht man sich besser SMD-Typen heraus, die es damals überhaupt noch nicht gab.


P.S.:
Man muss auch nicht unbedingt solche Spulen mit vielen tausend Windungen hauchdünnem Draht selbst wickeln, sondern kann mal schauen, ob man nicht irgendwo ein altes (z.B. Post-)Relais für 24V oder mehr findet, und dieses ausschlachten.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 24 Okt 2016  5:59 ]

BID = 1003704

Carlo Pittini

Gerade angekommen


Beiträge: 12

Hallo perl,
Du schreibst:

Zitat :
Wer hat dir zu dem Schwachsinn mit dem Holzkern geraten?
Weicheisen ist das Material der Wahl für Elektromagneten. Zur Not tuts auch ein Nagel oder eine Schraube.


Nehme ich einen Eisenkern, hängt das Pendel doch ständig in der Mitte weil sich der Magnet ja am Eisenkern festkrallt, grad am Anfang wenn noch nicht viel Schwung da ist? Oder hab ich da nen Denkfehler?
Das Spulenwickeln ist jetzt nicht das grosse Problem, da hab ich mir ne kleine Vorrichtung gebaut die mit Accuschrauber angetrieben das recht anständig macht.
Zur grösse des Magneten: Ich hab das schon erst mit nem kleineren probiert, aber dann langt der kick nicht um das ganze bis zum Überschlag zu treiben, ist ja nicht nur der Magnet an nem Faden sondern ein Holzpendel, mit nem weiteren Holzpendel an einem Ende, d.h 2 verlustbehaftete Drehachsen. Und ja klar sind die mit Miniaturkugellagern versehen aber ist halt trotzdem einiges an Masse was da bewegt werden soll.

lg Carlo

BID = 1003705

Carlo Pittini

Gerade angekommen


Beiträge: 12


Zitat :
Kaira B hat am 24 Okt 2016 03:38 geschrieben :

Schöne Spielerei.
Gabs auch mal als Konsumgüterproduktion...
Läuft allerdings nicht von selbst ohne Anschubser an.
Knackpunkt ist die Spule.


Hallo Kaira B,

auch das von mir angedachte Projekt gibts als "Konsumgut" mit simplen Aluröhrchen und kostet mal schlappe 200€ aufwärts.
http://www.the-swinging-sticks.com/.....P8HAQ
Ich denk aus Holz kann das viel hübscher werden.
Dank Dir für die Zeichnung, aber da sind jetzt 2 Schaltungen drauf, welche würdest Du bevorzugen? Die Idee mit den Lüfterspulen (ich denk da sind Computerlüfter gemeint?) is gut, da hab ich noch welche rumfliegen. Aber haben die nen Abgriff in der Spulenmitte? Und bringen die genug kick um die Reibungswiderständer der Kugellager zu übertreffen um das aufschauklen zu lassen? Ist der Abgriff mittig in der Spule?

lg Carlo

BID = 1003721

Carlo Pittini

Gerade angekommen


Beiträge: 12

Hmm, hab mal nen Computerlüfter aufgemacht, die Spule ist eher ungeeignet weil radial statt axial gewickelt. Abgriff hat se auch nicht und zudem nen Metallkern der den Magneten sofort an einen Punkt "festnagelt".




Aber ich denke die Spule ist gar nicht so sehr das Problem, wie gesagt es funktioniert ja mit meiner Spule/Schaltung von der Power her, nur dass die Schaltung halt nur beim Durchgang des Magneten kurz ausmacht und ansonsten daueron ist. Könnte mir vorstellen dass evtl ein Widerstand oder Diode zwischen der Collektor/Basis Verbindung der beiden Transistoren helfen könnte, hab aber leider wiederum zu wenig Ahnung um sicher zu sein und schon gar nicht genug um den nötigen Wert zu bestimmen.

lg Carlo

BID = 1003731

Sunrisesailing

Neu hier



Beiträge: 45
Wohnort: 48329 Havixbeck
Zur Homepage von Sunrisesailing

Vorschlag für ein kratives elektrisches Pendel.

Dein Projekt ist hervorragend geeignet die Grundlagen der Physik in Erinnerung zu rufen, wobei der mechanische Aufbau eine echte Herausforderung ist.......

Wenn dein PC-Lüfter schön leichtgängig ist, nehm´ doch mal das Luftrad von der Achse und hänge dann ein Pendel auf die Achse, kannst du dann beim pendeln mit dem Multimeter eine Spannung messen?

Reicht die Spannung um einen MC zu steuern, z.B. mit Picaxe 08M2 (2,94 €), das ist billiger als deine Transistoren und bietet die Möglichkeit, dass dein Kunst-Projekt noch etwas intelligenter wird.

....nochmal zu deinem jetzigen Projektstand, warum überhaupt einen Permanentmagnet? Ich hätte wie "PERL" ,einen Nagel an der Pendelspitze angebracht und als Antrieb eine Spule mit Eisenkern genommen (Relaise, Klingel, etc.), was eben in einer ordentlichen Bastelkiste drin ist.

_________________
Gruß aus Havixbeck
Ludger

BID = 1003752

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Nehme ich einen Eisenkern, hängt das Pendel doch ständig in der Mitte weil sich der Magnet ja am Eisenkern festkrallt, grad am Anfang wenn noch nicht viel Schwung da ist? Oder hab ich da nen Denkfehler?
Mehrere.
Ich schrieb ja schon, dass es dir nicht gelingen wird ein mittig über dem Magneten befindliches Pendel aus dem Ruhezustand in Schwingung zu versetzen. Es könnte dann ja nur angezogen oder abgestossen werden, was allenfalls eine Bewegung in vertikaler Richtung ergäbe.
Ein bischen schief müsste die Anordnung also schon sein, oder einen kleinen Schubs bekommen, damit sie eine horizontale Schwingung ausführt.

Das eigentliche Problem, das du übersiehst, ist aber die starke Rückkopplung in der Schaltung.
Wenn die Schaltung so funktionierte, wie du es gerne hättest, entwickelte sie ein Eigenleben, das i.W. durch die Induktivität, ohmsche Widerstände, und Sättigungserscheinungen von Magnet und Transistor bestimmt wird.
Der kleine Energieeintrag durch ein schwach schwingendes Pendel wird an der starken elektrischen Eigenschwingung kaum noch etwas ändern können.

Der Magnet "krallt" sich auch nicht am Eisenkern fest, sondern er sucht da, genau so wie dein Pendel um Gravitationsfeld, ein Minimum der potentiellen Energie im Magnetfeld.
Dabei wird er beschleunigt und fliegt prompt am Ziel vorbei.
Die Magnetkraft wirkt in deinem Fall also nicht viel anders als die Schwerkraft, unterstützt letzter sogar.

Solch eine Schwingung kann man allerdings auch unterdrücken, indem man für Dämpfung sorgt.
Wenn du dein Pendel in Honig aufhängtest anstatt in Luft, verstündest du sofort, weshalb es da nicht schwingt.
Ganz ähnliches passiert aber auch, wenn du dem Sschwingenden System Energie in Form von Elektrizität, z.B. durch die LED, entziehst.






Zitat :
das von mir angedachte Projekt gibts als "Konsumgut" mit simplen Aluröhrchen und kostet mal schlappe 200€ aufwärts.
Am teuersten ist bestimmt das Gefasel drum herum.
Mathematisch/physikalisch ist das ein Doppelpendel, und es ist gut bekannt, dass diese sich unter bestimmten Vorausetzungen chaotisch verhalten: https://de.wikipedia.org/wiki/Doppelpendel



Zitat :
warum überhaupt einen Permanentmagnet?
Weil ohne einen Magneten, -man kann ihn auch zusätzlich am Eisenkern der Spule anbringen-, das System keine Information darüber hat, wo sich das Pendel befindet.

BID = 1003753

Kaira B

Schreibmaschine



Beiträge: 1570
Wohnort: Dresden

Welche Schaltung=> Die mit einem Transistor
(pnp oder npn[egal nur Batteriepolung beachten])
Transe=> "Miniplast" 150-500mA 40V hfe>120
Was für und ob überhaupt ein leichtgängiges Lager benötigt wird
(Lüfterlager, Festplattenlager) entscheidet der Entwickler.

Einen Microcontroller... Kann man machen, muß man aber nicht.

Beim Fischpendel wurde selbst die Diode wegrationalisiert.
Auch ein Schalter war zu teuer...
The-swinging-sticks ist das gleiche Prinzip in anderer Form.
Handarbeit kostet...



BID = 1003761

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

@KairaB:
Die Abmessungen von Spule und Kern entsprechen etwa denen, die auch kenne.
Die Drahtstärke ist aber gewiss kein 0,6 CuL, sondern eher 0,06 oder 0,1.
Wenn du das Zeug noch zur Hand hast, kannst du ja mal den Widerstand messen.

BID = 1003773

Kaira B

Schreibmaschine



Beiträge: 1570
Wohnort: Dresden

Möchte das Teil nicht zerlöten...
Habe eine Ersatzspule gefummelt.
Geht auch.
Orginal GBR15.2-12.12/190 Ohm-115mH.
Darauf in gleichem Wicklungssinn 18 Ohm-10mH 600Wdg 0,2 Cul.
Hatte keinen anderen Draht zur Hand.
Zwei Bett-Knöpfe aus Oma's Knopfkiste haben den Spulenkörper
vergrößert.
ALSO=> Altes Relais schlachten und zurechtdrehmeln...
Bei der Windungszahl werde ich mich wohl verzählt haben.
Mehr ist sicher besser...
Mit 6 Volt (Minimalspannung) ist der Stillstandstrom 0 mA.
Der Arbeitshub ist etwa 5-15mA
Eine Germaniumtranse (500mW-Typ) sollte mit weniger Spannung zufrieden sein.







[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kaira B am 25 Okt 2016  3:58 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kaira B am 25 Okt 2016  4:01 ]

BID = 1003774

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Habe eine Ersatzspule gefummelt.
Geht auch.

Ganz schön fleissig!


Zitat :
Orginal GBR15.2-12.12/190 Ohm-115mH.
Darauf in gleichem Wicklungssinn 18 Ohm-10mH 600Wdg 0,2 Cul.
Das Induktivitätsverhältnis bedeutet, dass die Originalspule etwa 2000 Windungen hatte.

Falls der Carlo an ein Oszilloskop kommt, kann er sich damit ja mal die in seiner Spule induzierte Spannung ansehen.
Mit dem Holzkern wird seine Schaltung allerdings wohl bestenfalls zum Langwellensender taugen.


BID = 1003798

Carlo Pittini

Gerade angekommen


Beiträge: 12

Hallo Ihr hilfsbereiten Unken,

"Alles sagten das geht nicht, dann kam einer, der hats einfach gemacht und es ging ."

Ihr werdets kaum glauben, aber die 1Spulen Lösung läuft! Hab ne schöne Erklärung gefunden und dann noch bisserl an den Rs getrimmt, auf 9Volt hochgeblasen und mit der kleineren meiner Testspulen funktionierts wie es soll, mit 0 Stromaufnahme ausser im vorbeiflug. Denk den grossen Elko kann ich mir bei Batteriebetrieb auch sparen.
Schaltung, Erklärung und Ansicht der Spule gibts hier: http://content.solarbotics.com/prod.....7.pdf

Das einzige was jetzt noch nicht passt ist der Wumms, der ist etwas zu schwach für meine mechanische Konstruktion. Lustiger-(oder auch -seltsamer)weise funktioniert das ganze mit der grösseren Spule (kleine=35m 0,28er Draht, große=70m 0,28er Draht) nicht mehr, die Schaltung zieht Dauerstrom, Spule ist daueraktiviert.
Ich seh jetzt 2 Möglichkeiten die das Verhalten erklären könnten. Variante A: der Widerstand der grossen Spule ist zu gross, hab mal 0,5er Draht geordert um das zu testen.
Variante B: Das ganze ist jetzt ne Antenne/Schwingkreis o.ä und ja, keine Ahnung, evtl hilft ein kleines C parallel zur Spule oder ne Abschirmung drum rum ausser oben.
Tipps herzlich willkommen!
Ich werde evtl. auch die von Euch propagierte 2Spulenlösung mal testen, meine Problem dabei ist ein mechanisches, das ganze wird zu hoch für nen eleganten Sockel. Der Sockel in den original Swinging Sticks sieht mir auch viel flacher aus, wenn ich Boden und Deckel wegrechne bleiben da maximal 2cm für die Spule. Ist jetzt ne Frage ob "in die Breite" wickeln, das gleiche Ergebnis bringt als wie "in die Höhe" zu wickeln.

An der Stelle auch mal ein echt fettes Lob für Eure Hilfsbereitschaft , besonders an Kaira und perl, da hab ich in anderen Foren schon anderes erlebt.

lg Carlo

PS: Ja ein Oszilloskop wäre hilfreich, aber da hab ich leider keine Chance an eins zu kommen und extra dafür eins zuzulegen is jetzt auch Overkill.

BID = 1003818

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Ich seh jetzt 2 Möglichkeiten die das Verhalten erklären könnten
Variante C: Der Transistor ist an der hohen Verlustleistung gestorben und jetzt dauerleitend.

P.S.:

Zitat :
Denk den grossen Elko kann ich mir bei Batteriebetrieb auch sparen.
Würde ich nicht versuchen.
Der Elko liefert die hohen Impulsströme, wenn der Innenwiderstand der Batterie gegen Ende der Lebensdauer steigt.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 25 Okt 2016 17:50 ]


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