Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

[Christian H]

Hallo Enigma1,

das ist richtig, dass in den Motoren ein Drehfeld - ohne Hilfe von Kollektoren - erzeugt wird. Das Drehfeld nimmt den Rotor, an dem Permanentmagnete befestigt sind, mit. Wann, welche Spulen, wie mit Strom versorgt werden, bestimmt der Regler durch die induzierten Spannungen. Für mich ist diese Technik relativ kompliziert.

Unter
http://www.aerodesign.de/peter/2001/...SPEEDY-BL.html
findest Du hierzu genaue Angaben, auch zum Selbstbau.


Bei den bürstenlosen gibts zwei Varianten. Die normal Bauweise - mit Spulen aussen und Rotor mit Magneten innen - und die Aussenläufer. Neodymmagnete sind ziemlich flach und nehmen wenig Platz weg. Hierdurch liegt die Grenze und damit die Kraftübertragung zwischen Magnete und Spulen weiter aussen als beim Innenläufer. Hierdurch ergibt sich u.a. wiederum das hohe Drehmoment.

Das Magnetfeld rotiert beim Aussenläufer schneller als die Glocke. Warum das so ist, kannst Du bei www.torcman nachlesen. Is auch ziemlich komliziert und hängt von der Art der Zusammenschaltung der (6) Elektromagnete an 3 Leitungen ab.

Aussenläufer besitzen bereits bei relativ niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment und hohen Wirkungsgrad. Deshalb werden sie auch in Modellfliegern eingesetzt. Für Propeller gilt: Je grösser der Propellerdurchmesser, desto größer der Schub bei gleicher Leistungsaufnahme und abnehmender Drehzahl. Deshalb haben die Quadrucopter und UFOs alle zumindest einen Getriebemotor mit großer Untersetzung oder eben brushless Aussenläufer mit gut abgestimmten Propellern (kleine Steigung). Also einfach mal nen Propeller auf nen Elektromotor setzen und damit Ufo oder Quadrocopter bauen geht nich.


Für den Antrieb in Robotern wäre der Aussenläufer nur geeignet, wenn er geschützt im Inneren untergebracht ist, da sich sein Äußeres dreht. Der Rasenmähermotor ist ja oben angebracht und da kommt ihm nichts in die Quere.


Viele Grüsse

[Schwimmi]

Hallo zusammen,

ich starte ebenfalls gerade ein Robomäher Projekt. Als "Nicht-Elektroniker" stellt die Induktionsschleife nach eigener Einschätzung die größte Herausforderung dar. Deshalb habe ich mir vorgenommen diese zuerst herzustellen und mich erst dann dem Roboter zu widmen.

Als ersten Schritt habe ich eine Stückliste auf "Conrad.de" auf Basis von Christian H.'s Schaltplan zusammengestellt. Allein das hat schon eine Weile gedauert .

Die Stückliste findet Ihr hier : http://MA-Industrie.de/StuecklisteInduktion.jpg

Wie ist Eure Meinung ?

[Klebwax]

Als ersten Schritt habe ich eine Stückliste auf "Conrad.de" auf Basis von Christian H.'s Schaltplan zusammengestellt. Allein das hat schon eine Weile gedauert .

Wie ist Eure Meinung ?

Willst du wirklich einen Widerstand 470 Ohm etc. kaufen? Dann kneifst du ihn zu kurz ab oder machst einen Fehler und er brennt durch, und mußt nochmal bestellen. Kauf besser ein ganzes Sortiment, kostet zwar am Anfang mehr, aber du kannst dann auch mal den Wert ändern und hast für das nächste Projekt schon die Widerstände da. Von allen Halbleitern würde ich immer mindestens einen mehr kaufen, sonst ist beim Entwickeln Frust garantiert.

MfG Klebwax

[Christian H]

Hallo Schwimmi,

habe die Liste überflogen. Das wird schon passen. Allerdings hätte ich bei einigen Teilen mehr bestellt. Z.n. von den Wiederständen ein ganzes Sortiment. Die kann man immer wieder gebrauchen und kosten nicht die Welt. Dann hätte ich Teile für zumindest 2 Sensoren (einen vorne und einen hinten) bestellt. Als erstes würde ich an Deiner Stelle die Schaltung für den Sender aufbauen und als Schleife mehrere Meter Draht verlegen. Als Stomquelle für den Sender verwende ich ein (kurzschlussfestes) Notebook-Netzteil. Zum Testen brauchst Du nur die aus dem Relais ausgebaute Spule mit einem 0815 Minikopfhörer verbinden. Wenn´s knackt funktioniert der schon mal. Laß wieder von Dir hören, wenn Du am experimentieren bist.

Gruß

Christian H

[Schwimmi]

Vielen Dank für die Tipps. Ich habe das verregnete Wochenende genutzt um den Induktionsgenerator aufzubauen.
Bisher ist nix abgeraucht :



Anschluss1 (ganz oben) = +5V
Anschluss2 = nicht belegt
Anschluss3 = GND
Anschluss4 = +20V
Anschluss3 = Schleife
Anschluss4 (ganz unten) = Schleife

Leider habe ich beim Ausbau der Spule aus dem Relais die Spule beschädigt und kann den Trick mit dem Kopfhörer zumindest dieses Wochenende nicht ausprobieren.

Alles was mit meinem digitalen Voltmeter möglich war habe ich durchgemessen. Auf der Schleife kriege ich aber keinerlei Werte angezeigt.
Ich habe irgendwo aufgeschnappt, dass das normal ist weil die Impulse für ein digitales Voltmeter zu kurz sind.

Nun habe ich noch ein paar Fragen an die Profi's :

1. Auf dem Schaltplan sind zwei Stromversorgungen eingezeichnet. 20V für die Spule und 12V für die Steuerung.
Der NE555 benötigt aber nur 5V. Ich habe daher ein 5V Netzteil verwendet. Ist das in Ordnung ?

2. Habt Ihr noch weitere Tipps wie ich die Funktion der Schleife mit "Hausmitteln" feststellen kann ?

3. Kennt jemand sonstige Bezugsquellen für die Detektorspule damit man ich mir den Ausbau sparen kann ?

Viele Grüße,

Schwimmi

[Christian H]

Hallo,

zu 1: Für den IRF 3205 ist im Datenblatt ein Gate Threshold Volatege von 2 bis 4 V angegeben. Insofer sollte ein 5V Netzteil für den NE 555 o.k. sein. Andererseits verträgt der NE555 ja bis zu 15 V. Damit wären ein Betrieb mit nur einem gemeinsamen 12V- Netzteil für NE555 und Begrenzungsschleife auch möglich.

2. Alles mit 5 V betreiben und Kopfhörer direkt oder über eine Widerstand an die Anschlüsse für die Begrenzungsschleife oder auch an den R1 halten.

3. Für die Detektorpule habe ich immer welche aus einem Relais ausgebaut. Im Prinzip tut´s wohl jeder Elektromagnet.

Grüße

Christian

[Torino]

Vielen Dank für die Tipps. Ich habe das verregnete Wochenende genutzt um den Induktionsgenerator aufzubauen.
Bisher ist nix abgeraucht :



Anschluss1 (ganz oben) = +5V
Anschluss2 = nicht belegt
Anschluss3 = GND
Anschluss4 = +20V
Anschluss3 = Schleife
Anschluss4 (ganz unten) = Schleife

Leider habe ich beim Ausbau der Spule aus dem Relais die Spule beschädigt und kann den Trick mit dem Kopfhörer zumindest dieses Wochenende nicht ausprobieren.

Alles was mit meinem digitalen Voltmeter möglich war habe ich durchgemessen. Auf der Schleife kriege ich aber keinerlei Werte angezeigt.
Ich habe irgendwo aufgeschnappt, dass das normal ist weil die Impulse für ein digitales Voltmeter zu kurz sind.

Nun habe ich noch ein paar Fragen an die Profi's :

1. Auf dem Schaltplan sind zwei Stromversorgungen eingezeichnet. 20V für die Spule und 12V für die Steuerung.
Der NE555 benötigt aber nur 5V. Ich habe daher ein 5V Netzteil verwendet. Ist das in Ordnung ?

2. Habt Ihr noch weitere Tipps wie ich die Funktion der Schleife mit "Hausmitteln" feststellen kann ?

3. Kennt jemand sonstige Bezugsquellen für die Detektorspule damit man ich mir den Ausbau sparen kann ?

Viele Grüße,

Schwimmi

hallo ,

erstmals danke an Christian H für diesen Thread ! echt super


nun meine Frage : ich will diesen Induktionsgenerator und den Sensor von Christan H ebenfalls nachbauen, jedoch ist mir die Stromversorgung noch recht unklar..

kannst du mal die einzelnen Anschlüsse genau erklären ?

für was man die braucht und vielleicht noch fotos machen wo die anschlüsse hingehen ..

ich habe nur das Wort Netzteil aufgeschnappt, aber kann mir dass nicht so vorstellen ..

was mach ich den mit den sogenannten "Schleifen" Anschlüssen ?


bin noch recht neu in dem Gebiet, von daher bitte ich um etwas verständnis

danke !

[Christian H]

Hallo Enigma1,

das ist richtig, dass in den Motoren ein Drehfeld - ohne Hilfe von Kollektoren - erzeugt wird. Das Drehfeld nimmt den Rotor, an dem Permanentmagnete befestigt sind, mit. Wann, welche Spulen, wie mit Strom versorgt werden, bestimmt der Regler durch die induzierten Spannungen. Für mich ist diese Technik relativ kompliziert.

Unter
http://www.aerodesign.de/peter/2001/...SPEEDY-BL.html
findest Du hierzu genaue Angaben, auch zum Selbstbau.


Bei den bürstenlosen gibts zwei Varianten. Die normal Bauweise - mit Spulen aussen und Rotor mit Magneten innen - und die Aussenläufer. Neodymmagnete sind ziemlich flach und nehmen wenig Platz weg. Hierdurch liegt die Grenze und damit die Kraftübertragung zwischen Magnete und Spulen weiter aussen als beim Innenläufer. Hierdurch ergibt sich u.a. wiederum das hohe Drehmoment.

Das Magnetfeld rotiert beim Aussenläufer schneller als die Glocke. Warum das so ist, kannst Du bei www.torcman nachlesen. Is auch ziemlich komliziert und hängt von der Art der Zusammenschaltung der (6) Elektromagnete an 3 Leitungen ab.

Aussenläufer besitzen bereits bei relativ niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment und hohen Wirkungsgrad. Deshalb werden sie auch in Modellfliegern eingesetzt. Für Propeller gilt: Je grösser der Propellerdurchmesser, desto größer der Schub bei gleicher Leistungsaufnahme und abnehmender Drehzahl. Deshalb haben die Quadrucopter und UFOs alle zumindest einen Getriebemotor mit großer Untersetzung oder eben brushless Aussenläufer mit gut abgestimmten Propellern (kleine Steigung). Also einfach mal nen Propeller auf nen Elektromotor setzen und damit Ufo oder Quadrocopter bauen geht nich.


Für den Antrieb in Robotern wäre der Aussenläufer nur geeignet, wenn er geschützt im Inneren untergebracht ist, da sich sein Äußeres dreht. Der Rasenmähermotor ist ja oben angebracht und da kommt ihm nichts in die Quere.


Viele Grüsse

[Enigma1]

@Vogon @Christian H
Vielen Dank euch beiden für die super Infos !

@Vogon
Ich hätte es präziser formulieren sollen, ich meinte das ich die Schrägstellung in der Abbildung schon sehr kräftig finde. Das führt, wenn die Scheibe wirklich derart kräftig schräg steht, ja dazu das am Rand der Scheibe nicht so tief gemäht wird wie vorne. Vermutlich fällt das auf den Rasen aber nicht auf.

Die Sache mit der Gleitplatte ist so genial, das es von mir sein könnte
naja im Ernst, das ist eine ganz prima Idee und einfach zu realisieren. Ich denke das die Motorwelle einfach etwas länger ist, darauf sitzt ein Kugellager und an dessen Rand ist die Gleitplatte befestigt ? Schade das diese Idee bereits gesetzlich gegen Nachbau geschützt ist.

Bei Udo5 ist die Abdeckung ja äusserst merkwürdig, die ist ja so riesig das sie wohl fast bis auf dem Boden reichen wird. Was mag da der konstuktive Hintergrund sein ?

@Christian H
Meine Motoren aus diesen Schiffskreiseln haben die Magnete auf dem Rotor, und irgendwie leider nicht soviel Kraft. Naja ich schätze die sind auf lange Lebensdauer gezüchtet und nicht auf hohe Leistung. Ich werde aber trotzdem mal einen rauskramen und damit experimentieren. Ich glaube im Automower verrichtet auch ein bürstenloser seine Arbeit.

[Vogon]

... das ich die Schrägstellung in der Abbildung schon sehr kräftig finde.

Wenn ich mir die Zeichnung anschaue muss ich dir Recht geben. Ich habe ihn gerade mal auf den Tisch gestellt. Erst wenn ich vorne zwei Zentimeter anhebe, ist die Gleitscheibe parallel zur Tischplatte.
Im Garten sieht man nichts davon auch nicht am Ergebniss.

So wie du vermutest - die Scheibe ist am Ende der Motorwelle. Das Kugellager befindet sich in dem Spalt zwischen den Scheiben. Der Messerteller ist da etwas vertieft. Die Patentzeichnung lügt da ein wenig, denn die Scheibe ist nur aus ca 0,8 mm hartem Alublech.
Der Abstand Messerteller zu Gleitscheibe ist so klein, das man die Schraube durch das Loch in der Gleitscheibe fummeln muss. Nur wenn die Schraube zur Messerbefestigung richtig rein gedreht ist bleibt noch genügend Luft zwischen Schraubenkopf und Gleitscheibe.

Die Sache mit der Gleitplatte ist so genial, das es von mir sein könnte Angel

Find ich auch sehr gut. Das Spart nicht nur Leistung, es ist auch sehr leise. Vom Mähwerk ist nur ein leises "rasseln" zu hören.