Magnetischer Schwebekörper (schwebende Kugel)

[-Grisu-]

Hi Freunde,

ich habe auf Empfehlungen hier einen neuen Thread zu dem Thema eröffnet.

Nur kurz zu mir: bin ein Student vom Technikum-Wien (Fachhochschule) und habe dieses Thema als Projekt bekommen.
Habs leider immer wieder vor mir hergeschoben... und jetzt drängt natürlich die Zeit, da am 14. Abgabe und Komissionelle,
aber solche "mir-steht-das-Wasser-bis-zum-Hals"- Threads kennt ihr wahrscheinlich eh

Meine Aktivität wird halt hauptsächlich auf
- Fortschritt posten
- viele Fragen stellen (kenn mich nicht sehr gut in Elektronik/Regelung aus)
- und auf viele Antworten hoffen
beruhen

Ich werde dann in kürze loslegen mit Aufgabenstellug, was bisher erreicht wurde usw. (nur vorneweg: Rückspeisung war gefordert,
deswegen halbe H-Brücke, Umpolung währ noch besser, bräuchte dann ganze.)

Hier mal ein Bild vom (eher funktionell orientierten ) Aufbau, zu dem Zeitpunkt der ersten Abgabe. War leider eine falsche Schaltung und hat nicht funktioniert.
yC ist jetzt ein Adurino Duemilanove.

Bild hier  

Bild hier  

lg,
Grisu

[021aet04]

Hier habe ich eine H-Brücke gefunden.

http://www.rn-wissen.de/images/c/c2/Hbrueckemosfet.gif

Vielleicht hilft dir das weiter. Du kannst andere Mosfet benutzen. Du musst nur auf N bzw P Kanal Fets aufpassen.

MfG Hannes

[kounst]

Hi,

so wie ich das sehe hast du deine MOSFETs falsch rum im Schaltplan. Die Bodydioden leiten!

Und der OPV kann die MOSFETs nicht einschalten

nur vorneweg: Rückspeisung war gefordert,
deswegen halbe H-Brücke, Umpolung währ noch besser, bräuchte dann ganze.)

Was soll den Rückgespeist werden? Was soll mit umpolen erreicht werden?

grüße,
kounst

[-Grisu-]

@kounst, tja, da sind wir (eh) im Nachhinein leider erst draufgekommen, ein Freund der mir geholfen hat, kennt sich besser aus, nur hat er die "Häkchen" an den Dioden übersehen und deswegen kam dieser Aufbau zustande. Die Schaltung war aber auch nur eine Notlösung.

Der Reststrom der Spule soll in den Akku rückgespeist werden. (Schätze wenn sich die Kugel gerade auf der optimalen position befindet?).
Mein Prof hat gemeint, dann tut man sich viel leichter mit der Regelung, weiß nicht mehr genau warum. Umpolen währ nicht schlecht, (wenn die Kugel zu hoch wandert), damit man auch auf "abstoßen" schalten kann, ist aber nicht unbedingt notwendig, eine halbe H-brücke reicht.
Nur möchte ich lieber eine vorgefertigt verwenden, da dann viel weniger Fehlerquellen entstehen können.

@021aet04:
Danke. Nur leider bin ich aus Österreich/Wien und dieser Robotikhardware-Shop hat sich bei mir einen schlechten Ruf bez. Lieferzeiten gemacht (Kundenbewertungen).
Außerdem schreiben sie selber, dass es lange ins Ausland dauert - so viel Zeit hab ich nicht mehr!

Leider gibts in Ö. so gut wie nix, wo man auf die schnelle einen solchen Motortreiber wie den genannten bekommt.
Beim Conrad kann man zwar Motortreiber-Chips (IC INF SMART-PW-BGD. TLE5205-2 TO220 7-1) kaufen die laut Datenblatt meine Anforderungen (24V 6A) erfüllen, aber der gekaufte ist sofort kaputt gegangen, obwohl wir 100%ig alles richtig angeschlossen haben. Beim ersten mal testweise voll durchschalten hats kurz angezogen, dann ab dem zweiten mal war er tot.

Deswegen bitte ich alle die das hier lesen und aus Wien/Österreich sind:
Wenn ihr einen "gscheiten" Motortreiber habt (also mit Platine usw. eben wie der von 021aet04 genannte),
der 24V und 6A aushält, könntet ihr mir den vielleicht borgen, bez. verkaufen?

Ich muss aber sowieso heute nochmal solche Chips, bzw ähnliche bestellen (falls mir keiner was borgen kann). Besser das als gar nichts zu haben.
Rausfinden was da schief gegangen ist kann ich bis dahin ja immer noch.

[021aet04]

Ich habe einen Schaltplan gepostet. Wenn du diesen nachbaust hast du eine H-Brücke. Welche Bauteile du benötigst steht im Schaltplan. Die Bauteile kannst du bei jedem Distributor bestellen (z.B. Distrelec, RS-Components, Conrad,...)

PS: Habt ihr bei dem defekten Treiber Freilaufdioden verwendet?

MfG Hannes

[Besserwessi]

Der Schaltplan sieht ein wenig so aus als könnte man sich nicht zwischen einer rein analogen und einer Regelung per PWM entscheiden.
Bei der rein analogen / linearen ansteuerung per Operationsverstärker braucht man wirklich nur einen FET, bis zum Umpolen wird man da nicht kommen. Die Lösung ist einfach, wenn man erstmal die Richtigen Regelparameter /noch fehlende Kondesatoren udn Widesrtände am OP gefunden hat.

Die fertigen H Brücken sind für einen Digitale ansteuerung, z.B. per PWM. Das wäre dann die Lösung wenn man es mit einem µC machen will. Auch kann die Lösung sparsamer mit dem Strom umgehen, weil man den Strom ähnlich wie bei einem Schaltregler einstellt. In der Regel wird man auch hier ohne Umpolen auskommen. Man hat höchstens für die Schaltung in der Ausphase des PWM die Wahl zwischen einem schnellen (rückspeisung der Energie in die Versorgung) und einem eher lagsamen (einfache Freilaufdiode) Abfall des Stromes. Die Lösung mit der Rückspeisung in die Versorgung kann den Strom schneller ändern, die Lösung mit der einfachen Freilaufdiode hat weniger Verluste und zieht damit weniger Strom aus der Versorgung.

Für die Digitale Schaltung würde ich Vorschlagen für die High Side einen P-Kanal MOSFET zu nehmen, und den unabhängig, über einen extra PWM Pin des Kontrollers anzusteuern. Dann kann man immer noch in Software ziwschen den beiden Lösungen umschalten. Oder man nimmt halt eine Fertige H-Brücke. Das PWM Signal duch den OP zu schicken ist nicht so gut. Die Meisten OPs sind nicht so gut als MOSFET Treiber geeigent.

Bei der Spule als Last muß man beim Ausschalten aufpassen. Da kann relativ viel Energie zurück aus der Spule kommen und ggf. die Spannung für den Treiber zu hoch werden lassen. Da sollte ein großer Elko am Treiber sein (z.B. 4700 µF) und eine Suppressordiode. Sonst kann es Probleme geben wenn z.B. die Akkus abgeklemmt werden, oder die Sicherung durchbrennt.

[-Grisu-]

@021aet04:
Nein, haben wir nicht

Aber wir haben den Schaltplan so interpretiert, dass eh schon integrierte Freilaufdioden vorhanden sind,

Bild hier  

Reichen integrierte Freilaufdioden nicht?

@Besserwessi
Danke! Deine Antwort hat mir echt geholfen!
Ich antworte später dazu und auch bez. Aufgabenstellung usw. Ich muss erst mal ein bissl an der Bacc. Arbeit schreiben.

lg,
Grisu

[logbuch]

Das sind parasitäre Freilaufdioden, die allerdings nicht als solche verwendet werden sollten. Geh lieber auf Nummer sicher und verwende externe Freilaufdioden.

mfg logbuch

[Manf]

Nur mal so nebenbei: Schätze mal ab wie groß der Strom für die Spule werden darf, nach 6A sieht das nicht aus. Besser der Treiber begrenzt und die Kugel fällt mal runter, als dass sie Spule jeweils nach jeder größeren Anregung im Regelkreis neu gewickelt werden muss.

[-Grisu-]

Sorry dass ich euch solange hab warten lassen...
Hab mich gestern wieder mit meinem Freund getroffen und wir haben das Programm vom vorigen yC für den Arduino passen neu geschrieben.


Vielen Dank für eure Antworten!, es hat mir jede einzelne weiter geholfen/mich auf ein Problem aufmerksam gemacht, ihr seid echt spitze Leute!

Der Schaltplan sieht ein wenig so aus als könnte man sich nicht zwischen einer rein analogen und einer Regelung per PWM entscheiden.
Bei der rein analogen / linearen ansteuerung per Operationsverstärker braucht man wirklich nur einen FET, bis zum Umpolen wird man da nicht kommen. Die Lösung ist einfach, wenn man erstmal die Richtigen Regelparameter /noch fehlende Kondesatoren und Widesrtände am OP gefunden hat.

Es war eigentlich geplant die Fets mit dem OPV als Signalverstärker anzusteuern, eben eine (halbe) H-Brücke zu machen... but I screwed up ^_^

Die Meisten OPs sind nicht so gut als MOSFET Treiber geeigent.

Warum? Weil sie für ein PWM Signal zu langsam reagieren könnten?

Nochmal @Besserwisseri:
4700yF Kondensator und Surpressordiode ist bestellt!
Ich hab 2 verschiedene genommen:
Stand-off breakdown clamping
28.5 V 30 V 41.4 V
25.7 V 27 V 28.4 V
(der 5000mAh Lipo-Akku liefert voll aufgeladen 25,2V)
Welche wär da gscheiter zu verwenden?

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Ich hab zur Sicherheit 2 verschiedene Motortreiber bestellt, von verschiedenen Shops, falls einer verzögert liefern sollte.
Aber wer weiß wie lange die trotzdem brauchen
Bei Distrelec und Conrad:

Motortreiber1

Motortreiber2


Hier die Schaltbilder:
Bild hier  

Bild hier  

Welcher denkt ihr wäre da besser geeignet (bzw. schneller)?
(Ok, das kann ich selber nachschauen, bin aber nicht sicher ob ich das ausrechnen muss..)

Schaltfrequenz, bzw. wie oft der yC die Position pro sekunde berechnet muss ich auch noch rausfinden.

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Das sind parasitäre Freilaufdioden...

Hey logbuch, sag könntest du mir ein bissl mehr darüber erzählen?
Oder vielleicht hast du nen Link (noch besser Buchempfehlung) wo ich mich schlaumachen kann?
(Ich muss ja darüber ne Bachelorarbeit schreiben und nur Quellen aus dem Web sind nicht sooo optimal ^_^)

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@Manf:
6A währen nur bei vollem Durchschalten, aber du hast recht, das ist zu viel, das halten die Motortreiber nicht aus die ich bestellt hab.

Derzeit is ein bereits verwendeter 0,7mm Kupferlackdraht drauf, recht "verwrinkelt".
Fläche 0,38mm²
Ich werd die Spule neu wickeln, vielleicht mit 0,5mm², das ergibt 0,19mm² also ca die doppelte Länge (und Widerstand?) auf dem selben Volumen.
0,4er währ 0,12mm²

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So, dass es nicht zu viele Fragen auf einmal werden belass ich's mal dabei ^_^


lg,
-Grisu-