- MultiPlus Wechselrichter Insel und Nulleinspeisung Conrad         
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Thema: Rasenrobo mit Induktionsschleife, Schaltbilder, Hallsensor

  1. #261
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Praxistest und DIY Projekte
    Hi,
    So, ich möcht dann mal wieder ein kleines Update meiner Bastelei machen. Ich hab es nun endlich geschafft alle Innudktionssensoren samt Schleife zum laufen zu bekommen. Jetzt bin ich an der Software und hab schon einiges hinbekommen. Mein Problem ist noch, dass die hinteren Sensoren stark durch den Anlauf der Antriebsmotoren gestört werden. Das will ich per Software komprimieren.. Ansonsten läuft alles ganz gut, ich sitz grad hier und schau ihm zu^^.. Ich will ihn jetzt mal ne Weile laufen lassen um die Temperaturen der Treiber zu prüfen.. Ein kleines Video hab ich auch schon:
    http://www.youtube.com/watch?v=SUlVE2YryxQ
    Auf meiner Seite gibts auch noch ein paar Infos und Bilder: www.dominik-hufnagel.de

    gruß, homedom

  2. #262
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    @Richard
    Klar, es soll dann auch ein so genannter Balken b.z.e auch Rollen Mähwerk sein, das schneidet das Gras und kloppt es nicht kaputt.
    Ich habe mein erstes Modell auch mit einem Spindelmähwerk ausgestattet, eben aus den von Dir genannten Vorteilen.

    Den Vorteilen stehen aber krasse Nachteile gegenüber.
    Als erstes ist da z.B. die hohe Empfindlichkeit der Spindel gegen Fremdkörper zu nennen. Gelangt einmal ein harter Fremdkörper ins Mähwerk, dann tut es einen enormen Schlag und die Spindel ist meistens verzogen. Die Spindel ist da recht empfindlich.

    Als nächstes ist die Geräuschentwicklung zu nennen.
    Entgegen meiner ersten Vorstellung das ein Spindelmähwerk auch dann sauber schneidet, wenn sich Spndel und Untermesser noch nicht berühren, zeigte die Praxis ein anderes Bild. Das Mähwerk muss für einen sauberen Schnitt so eingestellt werden das Spindel und Untermesser einander gerade berühren. Das widerum erzeugt eine enorme Geräuschkulisse die für einen Rasenrobby absolut nicht akzeptabel ist.

    Drittens hat ein Spindelmähwerk eine enorme kinetische Energie durch die grosse rotierende Masse. Ein Finger wird da nicht nur verletzt sondern sauber abgetrennt wenn jemand versehentlich hinein fasst.

    Das waren die wichtigsten Gründe die gegen die Spindel sprechen.

    Das mit dem abnehmen der Raddrehzahl an einem nicht angetriebenen Rad wird meiner Meinung nach auch nicht funktionieren, alleine schon weil das Rad auf geschnittenen, ungeschnittenen oder nassen Rasen eine deutlich andere Wegstrecke aufnehmen wird.

  3. #263
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von Enigma1
    @Richard

    Ich habe mein erstes Modell auch mit einem Spindelmähwerk ausgestattet, eben aus den von Dir genannten Vorteilen.

    Den Vorteilen stehen aber krasse Nachteile gegenüber.
    Als erstes ist da z.B. die hohe Empfindlichkeit der Spindel gegen Fremdkörper zu nennen. Gelangt einmal ein harter Fremdkörper ins Mähwerk, dann tut es einen enormen Schlag und die Spindel ist meistens verzogen. Die Spindel ist da recht empfindlich.

    Ja, mein Motorspindelmäher hat dafür eine "Schlagkupplung", wird
    die Spindel blockiert gerät die dadurch in den Leerlauf.

    Als nächstes ist die Geräuschentwicklung zu nennen.

    Ich würde dann die Spinel mit nen eigenen E-Motor antreiben und
    diesen bei schlagartig ansteigenden Stromverbrauch stoppen. Na
    die Geröuschentwicklung ist zwar nicht zu leugnen aber wenn ich
    mein Höhrgerät abschalte stört mich das nicht. Leiser als die
    Motormäher der Nachbarn währe es allemal. Hier mähen quasie alle
    mit Verbrennungsmotor, 7500 m² Wald/Wiesen Grundstück sind nur
    mit 20 Kabeltrommeln für nen E-Mäher zu erreichen. Die 7500 m²
    dürfen hier nur mit Genemigung halbiert werden, oder da darf nicht
    einmal ne Hundehütte drauf gebaut werden.

    Da ich seit Jahren nicht mehr mähe, brauche ich VOR den Robomäher
    erst einmal nen Bergepanzer....

    Gruß Richard


    Drittens hat ein Spindelmähwerk eine enorme kinetische Energie durch die grosse rotierende Masse. Ein Finger wird da nicht nur verletzt sondern sauber abgetrennt wenn jemand versehentlich hinein fasst.

    Das waren die wichtigsten Gründe die gegen die Spindel sprechen.

    Das mit dem abnehmen der Raddrehzahl an einem nicht angetriebenen Rad wird meiner Meinung nach auch nicht funktionieren, alleine schon weil das Rad auf geschnittenen, ungeschnittenen oder nassen Rasen eine deutlich andere Wegstrecke aufnehmen wird.

  4. #264
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von MichaelM
    Hallo,
    ich habe seit Langem wieder mal weitergebaut. Die Drehgeber in meinen Motoren scheinen recht vielversprechend zu sein, die endgültige Auswertung und die Drehzahlregelung sind aber noch nicht fertig.
    Siehe auch hier:
    https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...hlight=#379927
    Ich habe momentan kein TTL-Flipflop, evtl. werde ich mir aber mit einem PIC12 oder PIC16 behelfen.
    Gruß,
    Michael
    Moin moin,

    Professionelle Grehgeber haben die Lichtschranken oder die Hallsensoren
    um 45 Grad Versetzt angeortnet. Aber so das wenn der eine auf
    den Zahn steht, der Andere auf ner Lücke steht. In der einen Richtung
    kommt immer 10 10 10 in der Anderen Richtung kommt immer 01 01
    01, die Frequenz bleibt dabei Drehzahlabhängig gleich.

    Zwei einzelne Sensoren oder ne kleine runde Platiene auf Der Achse,
    währen da möglicherweise brauchbarer.

    Gruß Richard

  5. #265
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo,
    auf der Platine befinden sich zwei Gabellichtschranken, und zwar im Abstand von 1,75-facher Teilung der Scheibe. Dadurch bekommt man das gleiche Signal wie bei den Drehencodern, nämlich zwei um 90° phasenverschobene Rechteckspannungen. Dadurch kann man die Richtung sehr einfach feststellen.
    Die Geber sind mittlerweile eingebaut und bewähren sich bestens. Die Auswertung beider Geber besorgt ein PIC16F628-04 (war das einzig Greifbare). Als Drehzahlregler fungieren zwei PI-Regler.
    Gruß,
    Michael

  6. #266
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von H.A.R.R.Y.
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    Hi,

    im RN-Wissen http://www.rn-wissen.de/index.php/Be...ktionsschleife gibt es den dezenten Hinweis, daß die (Invers-)Diode des MOSFET als Freilaufdiode fungiert.

    Nach meinem bescheidenen Verständnis wird aber beim Abschalten des Spulenstromes ein positiver Spannungspuls auf das Drain des MOSFET induziert. Seine Inversdiode wird hier ganz bestimmt NICHT den Stromfluß übernehmen. Somit bleibt eigentlich nur irgendein Durchbruch der Drain-Source-Strecke als Option für den Stromabbau in der Spule. Solche Betriebsarten können den MOSFET zerstören.

    Mein Vorschlag ist daher eine Suppressor-Diode (so etwas wie P6KE-... / siehe Reichelt) die knapp unterhalb der maximalen U_DS dimensioniert ist parallel zum MOSFET. Eine entsprechende Zenerdiode ist nicht ratsam, da diese Teile recht lange Schaltzeiten haben und sich dadurch die Induktionsspannung verringert.

    Eine Bitte noch - ergänzen des Textes im RN-Wissen um folgenden Sachverhalt:
    Wie beschrieben kommt es auf die Flankensteilheit der Impulse an. Die klassische Freilaufdiode hat einen relativ langsamen Stromabbau zur Folge, da sie nur etwa 0,7V Spannungsabfall aufweist. Die gezeigte Schaltung liefert einen erheblich schnelleren Stromabbau (und damit eine höhere Induktionsspannung), da die volle Durchbruchspannung des MOSFET (bzw. Suppressor-Diode) wirksam ist.

    Gruß H.A.R.R.Y.
    a) Es gibt keine dummen Fragen, nur dumme Antworten
    b) Fehler macht man um aus ihnen zu lernen
    c) Jeder IO-Port kennt drei mögliche Zustände: Input, Output, Kaputt

  7. #267
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo,
    von Inversdiode steht auch nichts in dem Artikel, dort steht lediglich "...Hierfür reicht in der Regel die im MOSFET bereits eingebaute Diode.". Diese Diode ist keine "normale" Diode, sondern ein Z-Diode, deren Anode an Source und die Kathode mit Drain verbunden ist. Diese Diode ergibt sich bei einem Mosfet zwangsläufig, bei allen "modernen" Mosfets hat man dieses Schmankerl auch gleich (etwa) so stark wie den Mosfet selbst ausgelegt. Diese Typen schimpfen sich dann Avalance-Proof, im Datenblatt stehen die entsprechenden Werte. Die in der Spule gespeicherte Energie wird an dieser Z-Diode in Wärme umgesetzt und heizt das Bauteil auf. Der entscheidende Punkt ist nun die Leistung im Impuls so klein zu halten, dass der Chip nicht schmilzt und im Mittel so klein, dass das Bauteil nicht überhitzt. Bei unseren Aufbauten wird der Mosfet nicht über etwa 50°C warm (ohne Kühlblech), also keine Gefahr.
    Gruß,
    Michael

  8. #268
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Es ist ziehmlich gewagt, für die Eigenschaft Avalance-Proof die "Diode" im Mosfet verantwortlich zu machen. Die Diode ist ein Teil des MOSFETS und kein extra Teil. Es ist also der MOSFET als ganzes der die Induktionsspannung begrenzt und die Pulsenergie Aufnehmen kann. In gewisser Weise hat der MOSFET damit schon die Funktion einer Suppressordiode, nur halt ohne die recht große Kapazität die solche Suppressordioden üblicherweise haben.

    So sehr wichtig ist die Flankensteikheit nicht. Eine Relaisspule als Empfänger kann duch den Eisenkern gar nicht so schnell auf ein sich änderndes Feld reagieren. Wenn es zu schnell geht, sorgen Wirbelströme im Eisen dafür das der Puls ohnehin auf Größenordnungsmäßig 0.1 ms gedehnt wird. Idealerweise sollte das Umschalten auch etwa so lange dauern, um möglicht wenig Funkstörungen zu produzieren. Allerdings vergrößert das die Verlustleistung am MOSFET etwas.
    Je nach Induktivität und Widerstand der Spule kann dann auch die Freilaufdiode wieder Sinnvoll werden.

  9. #269
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von H.A.R.R.Y.
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    Ist durchaus richtig von Zener-Diode zu reden - bei einigen Datenblättern ist die Inversdiode als Zenerdiode dargestellt. Aber das Symbol hat nichts damit zu tun, daß da eine extra Z-Diode "dazugegeben" wurde. Da hat Bersserwessi schon recht. Genauer gesagt sind es parasitäre Strukturen des MOSFETs, die diese normalerweise unerwünschte Funktion darstellen.

    Der entscheidende Punkt dürfte sein, daß die im Spulenfeld eingespeicherte Energie nicht ausreicht den MOSFET zu zerstören. Den Strom führt er auch im Abschaltfall sicher. Sicherlich wird die Impulsenergie an der durchbrechenden Strecke verheizt und erwärmt den Chip. Noch kritischer ist aber die Spannungsspitze und der steile Gradient. Leistungs-MOSFETS für primärseitige Schaltnetzteilanwendungen sind hier sicher angebracht, oder?

    Mal was anderes zum Thema Spannungsspitzen:
    Wie sieht es mit Blitzeinschlägen in der Nähe der Schleife aus? Überlebt das der Impulsgenerator? Gibt es da Erfahrungswerte?

    Gruß H.A.R.R.Y.
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  10. #270
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo,
    natürlich ist die Diode kein extra Bauteil im Mosfet, ich schrieb ja, dass man sie durch die Chipstruktur quasi "geschenkt" bekommt.

    Mit Blitzeinschlägen hatte ich bisher noch keine negativen Erfahrungen, d. h. ich warte noch auf den ersten Ausfall. Bisher gab es bei uns schon mehrere Gewitter. Ich ziehe aber vorsorglich immer den Netzstecker des Ladegeräts aus der Steckdose, um Einkopplungen ins Hausnetz zu vermeiden. Wenn das Ladegerät und der Schleifengenerator kaputt gehen ist das nicht so schlimm, aber um alle anderen Geräte im Haus wäre es schade. Außerdem parkt der Rasenmäher nicht in der Ladestation (ist auch ein Diebstahlproblem), sondern in der Garage. Wenn ein Blitz nur wenige Meter neben der Schleife einschlägt wird die Schleife nebst Elektronik wahrscheinlich hinüber sein. Interessant wäre jetzt die Definition von "[...] nur wenige Meter [...]"...

    Gruß,
    Michael

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