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Thema: NXT & Kicker - Welche Spannung?

  1. #1
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    NXT & Kicker - Welche Spannung?

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    Hallo liebes Forum,

    folgende Situation:

    Ich möchte an meinen Soccer-NxT einen Kicker anbauen.
    Um mehr Spannung zu erhalten will ich eine Nachbrennerplatine verwenden.
    Fragen:

    1. Was für ein Kicker?
    Ich habe so einen Zylindermagneten bei Conrad gefunden
    (Artikel Nr. 502261-62); der liefert wohl bei 12V: Anfangs-/Endkraft N: 0.78 N/22 N. Allerdings habe ich keine Ahnung ob das viel oder wenig ist oder ob das überhaupt ausreicht...was gäbe es für alternativen?

    2. Wenn diese 22 N ausreichend wären; wäre ja ein 11,1V LiPo ausreichend oder? Welche Kapazität ist sinnvoll?

    3. Als ich die Nachbrennerplatine getestet habe, habe ich an den Akkueingang 20V (mit einem Netzteil) angelegt= die platine hat nach einer Weile begonnen ganz leicht zu "riechen" und der Kicker (so ein Zylindermagnet ähnlich dem von oben, von dem ich allerdings keinerlei Daten habe) ist sehr heiß geworden. Welche Spannung kann ich da max. verwenden?


    Bin jeder Hilfe sehr Dankbar!
    MfG

  2. #2
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    Hallo iFabi,
    ob dir die Kraft ausreicht kannst du dir leicht selbst ausrechnen:

    F = m * a (Kraft ist Masse (des zu schießenden Objekts) mal Beschleunigung (des zu schießenden Objekts))

    v = a * t (Endgeschwindigkeit des Objekts ist Beschleunigung mal Zeit, die beschleunigt wurde).

    Neben der Kraft ist also entscheidend, wie lange der Magnet Kraft auf den Ball (?) überträgt. Deshalb muss dieser Stift, der aus dem Magnet gedrückt wird, einen großen Hubweg haben. So weit ich das sehe macht der große C dazu aber keine Angaben.

    Wegen des „Nachbrenners“:
    Da du ja offenbar nur einen Stoß brauchst, um dein Objekt zu schießen, kannst du den Magnet für einen kurzen Moment (!!!!) mit recht hoher Spannung (>>30V) betreiben. Dadurch gibt es eine sehr starke magnetische Flussänderung im Magneten, sodass die 22 Newton wahrscheinlich deutlich getopt werden.
    Du brauchst dafür aber keinen Hochspannungsakku, sondern nur eine Schaltung, die einen größeren lowESR Kondensator entsprechend auflädt. Ist der Kondensator voll, so kannst du ihn z.B. mit einem Mosfet direkt mit dem Magneten verbinden (=> Schuss). Die recht niedrige Kapazität des Kondensators sorgt dafür, dass der Magnet nicht „durchbrennt“.

    Gruß,
    wolli_bolli

  3. #3
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    Ein Kondensator wird nicht reichen, um die benötigte Stromstärke zu erreichen... Im Kondensator ist zu wenig Energie gespeichert, als dass dabei ein gutes Magnetfeld bei rauskommen könnte.
    Da wird man schon einen boost-Wandler(der die nötige Stromstärke ab kann) brauchen, um das zu erreichen. (allerdings schadet ein großer Kondensator da nicht)

    Dadurch gibt es eine sehr starke magnetische Flussänderung im Magneten, sodass die 22 Newton wahrscheinlich deutlich getopt werden.
    Für die Kraft, die auf den Stift wirkt ist nicht die Änderung der magnetischen Feldstärke, sondern die tatsächliche magnetische Feldstärke wichtig.

    Neben der Kraft ist also entscheidend, wie lange der Magnet Kraft auf den Ball (?) überträgt.
    Das ist nur teils richtig, da man hier (da der Stift eine nicht vernachlässigbare Masse hat) die Gesetze für elastische Stöße nicht außer Acht lassen darf.


    Eine Kraft von 20N ist ungefähr die Kraft, mit der die Erde ein 2kg schweres Gewicht anzieht. Wie stark das ist, musst du selber beurteilen.
    Ich weiß nicht, wie schwer der Ball ist, aber ich denke das sollte reichen.
    Soweit ich urteilen kann, ist ein 11,1V LiPo ausreichend, wie wolli-bolli aber schon meinte, kannst du das Ding für kurze Zeit ruhig überlasten.

    Gruß, Yaro

  4. #4
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    Zitat Zitat von wolli_bolli
    Wegen des „Nachbrenners“:
    Da du ja offenbar nur einen Stoß brauchst, um dein Objekt zu schießen, kannst du den Magnet für einen kurzen Moment (!!!!) mit recht hoher Spannung (>>30V) betreiben. Dadurch gibt es eine sehr starke magnetische Flussänderung im Magneten, sodass die 22 Newton wahrscheinlich deutlich getopt werden.
    Du brauchst dafür aber keinen Hochspannungsakku, sondern nur eine Schaltung, die einen größeren lowESR Kondensator entsprechend auflädt. Ist der Kondensator voll, so kannst du ihn z.B. mit einem Mosfet direkt mit dem Magneten verbinden (=> Schuss). Die recht niedrige Kapazität des Kondensators sorgt dafür, dass der Magnet nicht „durchbrennt“.
    Ich habe mal versucht eine entsprechende Schaltung zur Erhöhung der Spannung zu simulieren (Ladungspumpe). Nach nur eineinhalb Sekunden ist die Spannung schon etwa 24V. Wenn man die Taktfrequenz erhöht (hier nur 1kHz) steigt sie noch schneller an.

    Grüße
    Thomas
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  5. #5
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    Hallo und Vielen Dank erstmal!

    Zitat Zitat von wolli_bolli
    ob dir die Kraft ausreicht kannst du dir leicht selbst ausrechnen:
    So sieht dann meine Rechnung aus:

    Masse=140g=0,14kg

    a=f/m = 22N//0,14kg= 15,71 m/s²

    Beschleunigungszeit: W=Fs*s=22N*0,018m=0,396Nm (Ws)
    P=W/t-> t=W/P 0,396Ws/10W= 0,0396s

    v=a*t = 15,71 m/s²*0,0396s=0,622 m/s

    Ich bin von den 18mm Nenn-Hub auf der Conrad seite ausgegangen...
    0,622m/s sind wohl schon etwas langsam oder?


    Zitat Zitat von wolli_bolli
    Wegen des „Nachbrenners“:
    Da du ja offenbar nur einen Stoß brauchst, um dein Objekt zu schießen, kannst du den Magnet für
    einen kurzen Moment (!!!!) mit recht hoher Spannung (>>30V) betreiben. Dadurch gibt es eine sehr
    starke magnetische Flussänderung im Magneten, sodass die 22 Newton wahrscheinlich deutlich getopt werden.
    Du brauchst dafür aber keinen Hochspannungsakku, sondern nur eine Schaltung, die einen größeren
    lowESR Kondensator entsprechend auflädt. Ist der Kondensator voll, so kannst du ihn z.B. mit einem Mosfet
    direkt mit dem Magneten verbinden (=> Schuss). Die recht niedrige Kapazität des Kondensators sorgt dafür, dass der Magnet nicht „durchbrennt“.
    Wenn ich das richtig verstehe, wird dann der Schuss ausgelöst wenn der Kondensator voll ist, d.h. das wäre dann nicht mehr mit dem NxT steurbar
    oder kann ich das Mosfet mit dem NxT steuern sodass es aufmacht sobald das (Strom;ca.7,4V)Signal vom NxT kommt)?

    MfG, iFabi

  6. #6
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    Zitat Zitat von iFabi
    Wenn ich das richtig verstehe, wird dann der Schuss ausgelöst wenn der Kondensator voll ist, d.h. das wäre dann nicht mehr mit dem NxT steurbar
    oder kann ich das Mosfet mit dem NxT steuern sodass es aufmacht sobald das (Strom;ca.7,4V)Signal vom NxT kommt)?
    Natürlich kannst du mit einem MOSFET den Schuss auslösen. Allerdings achte darauf, das du einen entsprechenden MOSFET verwendest, der die erforderlichen Ströme/Spannungen aushält.

    Grüße
    Thomas

  7. #7
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    Zitat Zitat von TomEdl
    Zitat Zitat von wolli_bolli
    Wegen des „Nachbrenners“:
    Da du ja offenbar nur einen Stoß brauchst, um dein Objekt zu schießen, kannst du den Magnet für
    einen kurzen Moment (!!!!) mit recht hoher Spannung (>>30V) betreiben. Dadurch gibt es eine sehr
    starke magnetische Flussänderung im Magneten, sodass die 22 Newton wahrscheinlich deutlich getopt werden.
    Du brauchst dafür aber keinen Hochspannungsakku, sondern nur eine Schaltung, die einen größeren
    lowESR Kondensator entsprechend auflädt. Ist der Kondensator voll, so kannst du ihn z.B. mit einem Mosfet direkt mit dem Magneten verbinden (=> Schuss). Die recht niedrige Kapazität des Kondensators sorgt dafür, dass der Magnet nicht „durchbrennt“.
    Ich habe mal versucht eine entsprechende Schaltung zur Erhöhung der Spannung zu simulieren
    (Ladungspumpe). Nach nur eineinhalb Sekunden ist die Spannung schon etwa 24V. Wenn man die Taktfrequenz erhöht (hier nur 1kHz) steigt sie noch schneller an.
    Hallo Thomas,

    kann ich eine Solche Schaltung auch so bauen, dass sobald 24V erreicht sind die Spannung nicht mehr erhöht wird sondern dann ein Kondensator den Strom speichert
    bis ich einen Schuss mittels eines solchen MOSFET auslöse?


    An ein MOSFET schließe ich ein Eingangsstrom (in meinem Fall die "erhofften" :-D 24V) und ein "Startstrom"(hier der NxT mit seinen 7,4V) an, an den Ausgang hänge ich den Magneten?
    Der Eingangsstrom fließt nur weiter zum Ausgang, wenn die erforderlich "Startstromspannung" (7,4V) erreicht wird. In dem Fall würde dann ein Schuss ausgelöst werden.
    Das ist im Moment meine Vorstellung eines MOSFET (natürlich sehr laienhaft), stimmt die so ungefähr?

    Sorry für die dummen Fragen aber wie du sicherlich schon gemerkt hast versteh ich leider (noch) nicht allzu viel von der Elektrotechnik...

    MfG
    iFabi

  8. #8
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    Hallo!

    Ja, du kannst eine Schaltung auch so aufbauen, das sie deinen gewünschten Anforderungen entspricht.

    Deine Vorstellung eines MOSFETS ist nicht ganz richtig, er beginnt bereits viel früher langsam in einen leitenden Zustand überzugehen. Das bedeutet, er lässt bereits bei weniger Spannung einen begrenzten Strom durch.

    Fassen wir mal zusammen: Dein "NxT" gibt eine Spannung von 7,4V aus, wenn der Schuss ausgelöst werden soll, richtig? Du musst die 24V erst erzeugen, richtig? Du suchst einen MOSFET mit einer geeigneten Ansteuerschaltung, mit welchem der Schuss ausgelöst werden kann, richtig?

    Grüße
    Thomas

  9. #9
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    Zitat Zitat von TomEdl
    Deine Vorstellung eines MOSFETS ist nicht ganz richtig, er beginnt bereits viel früher langsam in einen leitenden Zustand überzugehen. Das bedeutet, er lässt bereits bei weniger Spannung einen begrenzten Strom durch.
    Dann müsste sich aber doch auch der Magnet sich schon früher langsam bewegen?
    Zitat Zitat von TomEdl
    Fassen wir mal zusammen: Dein "NxT" gibt eine Spannung von 7,4V aus, wenn der Schuss ausgelöst werden soll, richtig? Du musst die 24V erst erzeugen, richtig? Du suchst einen MOSFET mit einer geeigneten Ansteuerschaltung, mit welchem der Schuss ausgelöst werden kann, richtig?
    Exakt!

    MfG

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hmm, die Ausgangsspannung (7,4 V) steigt aber nicht langsam
    an, also sollte der Transitor auch entsprechend schnell schalten.
    Da in den Hubmagneten ja auch eine Masse bewegt wird und die
    Spule bei schneller Stromänderung recht hochomig ist, sollte die
    Durchschaltzeit vernachlässigt werden können. Eine Freilaufdiode
    sollte aber vorhanden sein!

    Gruß Richard

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