Hallo zusammen, ich stehe gerade vor einem Problem(chen). Ein Roboter soll per elektromagnet Würfel aufnehmen und positionieren. Die Würfel sind Holzwürfel mit 40mm Kantenlänge, bei denen auf allen 6 Seiten eine Stahlscheibe eingeklebt ist (keine U-Scheibe, also kein Loch). Ein Würfel mit Scheiben wiegt etwa 70g. Als Elektromagnet ist der kleinste vom blauen Claus (Best.-Nr.: 502309) mit einer Haltekraft von 20N verbaut. Weil das mehr als genug ist, wird er nicht mit Nennspannung betrieben. (ca. 15V beim 24V Magneten) Das Problem dabei: manchmal lässt der Magnet die Würfel nicht los und dann knallt der Roboter den Würfel auf den nächsten. Der Aufbau lief anfangs 2 Wochen (12 Stunden/Tag), ohne dass ein Würfel verloren oder nicht korrekt abgelegt wurde. Dann fingen die Probleme an... Als Idee habe ich dann (mit einem Controller und 1/2 L298) den Magneten über die H-Brücke so angesteuert, dass beim Ablegen die Spule zunächst für 50ms umgepolt wird und danach abgeschaltet. Die Polarität wird gespeichert und der Magnet beim nächsten Würfel umgekehrt polarisiert um eine dauerhafte Magnetisierung zu vermeiden. Hilft so gut wie nix. Nach dem Abschalten hing gestern ein Würfel für geschlagene 10min am Magneten fest (dann wurde es mir zu blöd). Hat jemand Ideen für mögliche Änderungen? Ich kann den L298 auch per PWM runterregeln oder ein Wechselfeld erzeugen oder oder oder. Was verspicht da Abhilfe? Hat jemand Erfahrung mit Zeiten, Frequenzen, Einschaltdauer? Danke für die Mithilfe Bernhard
Du scheinst die Würfele magnetisiert zu haben. Probier doch mal, die Elektromagnete vor dem entgültigen Ausschalten kurz umzupolen.
Dünne Folie oder Lackfilm auf dem Magneten aufbringen, sonst reicht der remanente Magnetismus nach dem Ausschalten, dass das Objekt kleben bleibt. Hier war zum Beispiel auf der Magnetoberfläche ein dünner Film Öl, Schmutz, Staub oder dergleichen, der zunächst für einen ausreichenden Luftspalt gesorgt hat. Bei zunehmender "Einarbeitung" wurde dann die Oberfläche des Magneten immer besser und der Klebeeffekt setzte ein. Eine andere Lösung wäre, das Abschalten mit einer Impulsfolge auszuführen, deren Impulsdauer von Schwingung zu Schwingung kürzer wird (z.B. jeweils um 30%), bis so der kHz-Bereich erreicht ist.
Ein kurzer Negativimpuls sollte aber helfen. Bei den uralten Haftrelais in Fernmeldeanlagen macht man das auch so, die werden nicht umgepolt. Selbstverständlich magnetisieren sich die bewegten Objekte mit der Zeit auch. Vielleicht solltest du die Magnetisierungsrichtung nicht komplett umpolen, sondern nur einen Abwurfimpuls erzeugen. http://de.wikipedia.org/wiki/Haftrelais
Mit nem Wechselfeld sollte sich der Elektromagnet wieder entmagnetisieren lassen. Möglich wäre natürlich auch, dass sich der zu bewegende Würfel magnetisiert hat. Dies sollte sich auch mit einem Wechselfeld lösen lassen.
Danke für die vielen Ideen. Die zwischengelegte Folie hatte ich probiert, aber noch vor der Umpolschaltung (die war evtl. auch etwas dick). Zur Zeit pole ich den Magneten um. Der Controller erkennt das Abschalten aus der Robotersteuerung und polt dann den Magneten um. Nach 50ms wird dann abgeschaltet. (eventuel versuche ich auch mal die Folge "positiv Magnetisieren - abschalten - umkehren zum Abwerfen - abschalten" aus) Ein Wechselfeld mit verändernder Frequenz werde ich mal über's Wochenende programmieren. Dürfte mit einem Timer kaum Aufwand sein. Die Würfel sind nicht magnetisiert. Das habe ich mit kleinen Blechstücken getestet. Die Annahme, dass ein Öl- oder Schmutzfilm anfangs die Haftung verringert hat könnte die Tatsaches, dass es 2 Wochen lief untermauern. Als nächstes kommt also erstmal eine schöne Lage Gaffer-Tape auf den Magneten, danach ein Update des (Quick'n'Dirty) Programms auf dem Controller. Ist es hier geschickter das Umschalten der Polung (Erinnerung L298, Signale IN1 und IN2) über den Zustand 0-0 (Freilauf) oder 1-1 (Motorbremse - würde hier evtl. die Selbstinduktion des Magneten zügeln) oder mit AND/OR-Verknüpfung einen gleichzeitigen 10->01 Wechsel der Steuersignale zu realisieren? Eventuell mit zusätzlichen Wartezeiten (5xTau?)? tschuessle Bernhard
Am Anfang deines Thread dachte ich auch, das eine gegenpolige Ansteuerung das Problem lösen könnte. Beim Lesen der Folgebeiträge wurde mir aber klar, dass es nicht helfen wird. Wenn du negativ polarisierst hebt es den Restmagnetismus auf und erzeugt ein Gegenmagnetfeld. Ich erinnere mich aber an die grosse Entmagnetisierungsspule führ Röhrenfersehgeräte. Da hat man ein 50hz Wechselfeld auf die Bildröhre einwirken lassen. Der war aber , dies in kreisenden Bewegungen zu tun und sich dabei immer weiter zu entfernen. Du musst allo ein wechselfeld erzeugen welches in der Amplitude immer schwächer wird. Sozusagen eine Abklingende Schwingung. Vielleicht wäre es Pfiffig einen Saugkreis daneben zu installieren der die Schwingung aufnimmt bis die Energie verloren ist. K.
Nur ein einziger, etwas schwächerer Gegenimpuls stellt auch sowas wie ein abnehmendes Wechselfeld dar, nur eben sehr grob. Um den Würfel loszuwerden dürfte es wohl reichen.
Dann mach PWM zum laden des Elektromagneten. Du kennst die Anzahl der Pulse bis es das Objekt greift. Nun kennst du auch die Anzahl der Pulse um das Aufgreifen rückgängig zu machen. Ein klitzekleiner Extrapuls sollte dann reichen. k.
50ms-Gegenimpuls könnten evtl. auch etwas knapp sein. Hast Du es mal mit 100ms versucht? Oder ggf. noch etwas mehr?
Bernhard Spitzer schrieb: > Die Würfel sind > Holzwürfel mit 40mm Kantenlänge, bei denen auf allen 6 Seiten eine > Stahlscheibe eingeklebt ist (keine U-Scheibe, also kein Loch). Ein > Würfel mit Scheiben wiegt etwa 70g. Die Stahlscheibe könnte ein hartmagnetischer Werkstoff mit hoher Remanenz sein, d.h., die Hysterese ist auch sehr hoch, und damit eben der Restmagnetismus. Bei Relais, zumindest Fernmelderelais, wie ich sie kannte, hat man einen weichmagnetischen Werkstoff mit geringer Remanenz. Sonst hätte man da wohl auch Anzugs- und Abfallprobleme. Wir nannten es Weicheisen, was sich allerdings nur auf die magnetischen Eigenschaften bezieht. Das Flachrelais 48 z.B. hatte aber auch natürliche Abfallverzögerungen im Bereich 10..100ms. Zwischen Anker und Kern befand sich ein dünnes Trennblech (ca. 0,1mm) aus Kupfer, damit der Anker auch trotz Rückstellkraft nicht kleben bleibt. Dioden zur Überspannungsbegrenzung bei Abschaltung hatte man in den Relaisschaltungen früher nicht. Allenfalls Funkenlöschkreise aus RC-Gliedern an den schaltenden Kontakten. Eine Diode parallel zur Spule verwendete man, wenn man eine starke Abfallverzögerung brauchte. Sie diente also nicht der Überspannungsabführung. Daher könnte ich mir noch vorstellen, daß der Abwurfimpuls (magnetische Feldstärke) schon sehr exakt definiert sein muß, um gerade eben nicht vollständig umzumagnetisieren. Vielleicht in der Stärke der Remanenz des Würfelbleches. Ich glaube, das nennt sich Koerzitivfeldstärke. Denn völlig ummagnetisiert hat man das gleiche Problem ja wieder. Womöglich brauchte der Hubmagnet noch eine exakte Stromdosierung, um da exakte Feldstärken zu erzeugen. Denn mit festen Rechteckimpulsen voller Höhe stelle ich es mir doch ein wenig schwierig vor. Der Eisenkern des Anzugsmagneten für die Würfel ist sicher auch weichmagnetisch. Dennnoch: Schrottmagneten schaffen es ja auch, mit allerlei unterschiedlichen Materialien. Ich kenne aber deren Stromregelmechanismus nicht wirklich. Ich persönlich würde mit dem Hubmagneten und einem Würfel und einem einstellbaren (umpolbaren) Stromregler (zur Dosierung der Feldstärke) experimentieren, um zu schauen, was da bei verschiedenen Feldstärken und Umpolung genau passiert. Das sind jetzt einfach nur mal ein paar Überlegungen meinerseits, zur Anregung.
> 50ms-Gegenimpuls könnten evtl. auch etwas knapp sein. Hast Du es mal mit > 100ms versucht? Oder ggf. noch etwas mehr? Ich verstehe diese ganze Diskussion mit dem Umpolen nicht......der Stahlplattre ist doch die magnetische Polung voellig wurscht.....sie wird immer angezogen. Das einzige waere das Demagnetisieren durch ein abnehmendes Wechselfeld, wie bereits beschrieben, aber recht aufwaendig wenn nicht bereits hardwaremaessig vorgesehen. Warum nicht einfach eine gegenkraft erzeugen, die geringer als die Anzugskraft aber hoeher als die Remanenzkraft ist? Kunststoff- oder Edelstahfeder z.B. Gruss Michael
Das Stichwort heißt Remanenz. In der Praxis wird Restmagnetismus zum Teil so entfernt, dass eben ein entgegengesetztes Magnetfeld erzeugt wird und sich somit beide Felder aufheben.
Beim Umpolen "klackt" der Würfel hörbar an den Magneten. Vermutlich muss ich sowohl mit den Zeiten spielen, als auch die Umpolung mit PWM anpassen. Wird also mal wieder "Jugend Forscht"... Danke für die vielen Beiträge Bernhard
@ Michael Roek (mexman) >Ich verstehe diese ganze Diskussion mit dem Umpolen nicht......der >Stahlplattre ist doch die magnetische Polung voellig wurscht.....sie >wird immer angezogen. Jain. Bei der Umpolung arbeitet man mit reduziertem Strom. Beitrag "Re: Ist es möglich diese Paltine mit nur einem Layer (Botton) herzustellen?"
Falk Brunner schrieb: > wird immer angezogen. Das liegt wahrscheinlich daran, dass Eisen neben Kupfer, Nickel und Platin, zu den magetischen Elementen gehört. Edelstahl ist übrigens weniger gut magnetisierbar wie Magnetlegierungseisen, V4A-Stahl ist so gut wie garnicht magnetisierbar, weil es nicht magenresisten ist wie die Darmscheidewand.
@ TheBeginner (Gast) >Das liegt wahrscheinlich daran, dass Eisen neben Kupfer, Nickel und >Platin, zu den magetischen Elementen gehört. Wäre mir neu, dass Kupfer und Platin ferromagnetisch sind. http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Permeabilit%C3%A4t
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