Hallo an alle Magnet-Profis, ich würde gerne folgendes Spiel für eine öffentliche Daueraustellung bauen: Eine Kiste (ca. 100x40x70cm) hat 3 runde Öffnungen an denen Handschuhe befestigt sind (ähnlich einer Glove-Box, wie man sie aus Biochemischen Laboren kennt). Der Besucher kann seine Hand durch eine der Öffnungen in den Handschuh und damit in die Box stecken. In der Box ist ein Gummiball (ca. Faustgroß) der einen ferromagnetischen Kern hat. Was nun passieren soll: Der Gummiball soll dauerhaft in der Box hin und herspringen, so dass der Besucher den Ball blind mit seinem Handschuh fangen muss. Der Ball soll gerade so schnell sein, dass man ihn noch fangen kann und dass er beim Auftreffen auf eine Hand keine Schmerzen / Verletzungen verursacht. Mein Ansatz: Durch Elektromagnete auf jeder Seite der Box wird innerhalb der Box ein Feld erzeugt, das durch einen Mikrokontroller in seiner Stärke und "Richtung / Gewichtung" zufällig variiert wird, so dass die Kugel hin und her "fliegt". Sie darf auch gerne auf die Ränder der Box auftreffen, sollte aber keine große Wucht haben und keine lauten Geräusche verursachen. Meine Fragen: 1. Ist das aus magnetischer Sicht möglich? 2. Ist das aus Sicht der Steuerung möglich (da sehe ich eigentlich kein Problem)? 3. Kann man die Box so schirmen, dass das Magnetfeld außerhalb keine Probleme macht (Herzschrittmacher etc.)? 4. Ist soetwas mit einer leichten Kugel und relativ schwachen Magneten ohne jedes Verletzungs- / Sicherheitsrisiko realisierbar, oder braucht man da "mehr Power"? 5. Was bräuchte ich für einen einfachen Prototypen, was würde sowas im Eigenbau kosten? Anbei noch eine erste Visualisierung der Idee. (Die blauen Platten sollen die Elektormagneten symbolisieren; Die rote Kugel gilt es zu fangen; Die Handschuhe haben "Haare", aber das ist für die techn. Umsetzung unerheblich;) Vielen Dank für eure Meinung! Schöne Grüße, Matthias P.S. Bin Designer, kein Techniker, bitte also zunächst nur um eine erste, leicht verständliche Einschätzung der Idee.
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Ein Tischtennisball und ein paar Gebläse würden nicht gehen?
Ich fürchte Tischtennisbälle sind dann doch zu leicht. Es geht bei dieser Station um die haptische Wahrnehmung, das heißt der Besucher soll das Objekt intensiv befühlen, wenn er es gefangen hat. Vermutlich wird die Kugel später auch durch etwas anderes ersetzt (z.B. einen Gummifisch mit Metallkern oder so). Außerdem sind mehrere Gebläse sicher zu laut / im Dauerbetrieb vermutlich teurer / wartungsintensiver als Elektromagnete und der Luftstrom würde von den Handschuhen gestört. Aber Danke für die Idee!
Das Problem ist, dass die magnetische Anziehung stark vom Abstand abhängt. Warum nicht einen Boden, der sich auf- und ab bewegt? (Die Abwärtsbewegung muss dabei schneller als die Erdbeschleunigung sein, damit der Ball zu springen beginnt).
Matthias L. schrieb: > In der Box ist ein Gummiball > (ca. Faustgroß) der einen ferromagnetischen Kern hat. > > Was nun passieren soll: > Der Gummiball soll dauerhaft in der Box hin und herspringen, > Durch Elektromagnete auf jeder Seite der Box wird innerhalb der Box ein > Feld erzeugt, das durch einen Mikrokontroller in seiner Stärke und > "Richtung / Gewichtung" zufällig variiert wird, so dass die Kugel hin > und her "fliegt". Ich halte es für unwahrscheinlich, das Du so starke Magnete zu über- schaubaren Kosten herstellen kannst. Falls die Kosten keine Rolle spielen: Erkundige Dich schon mal, wo Du in der Nähe flüssiges Helium bekommst. Gruss Harald
Was noch hinzu kommt: Magnetfelder lassen sich nicht richten oder bündeln, die haben in etwa eine halbkugelförmige Ausdehnung vom Magneten aus. Will man eine Reichweite von 1 Meter haben, braucht man also einen Magneten mit rund 2 Meter Durchmesser.
Hi, rechne mal aus, welche magnetische Flußdichte (Biot-Savart-Gesetz) und damit welcher Spulenstrom notwendig ist, um nur die Masse eines Tischtennisballs zu heben (geschweige denn, zu Beschleunigen). Je kleiner das Volumen, um so leichter, aber in der Grösse von drei Handschuhen hilft IMHO tatsächlich nur flüssiges Helium ;-). Und da ist die Kühlung dann doch deutlich lauter als die Gebläsevariante.
Matthias L. schrieb: > Ist das aus magnetischer Sicht möglich? Möglich ja, praktikabel nein Matthias L. schrieb: > 2. Ist das aus Sicht der Steuerung möglich (da sehe ich eigentlich kein > Problem)? Das ist ein Riesenproblem. Du musst die Position des Balles zur Spule kennen. Das Magnetfeld ist ja nicht überall konstant, sondern nimmt mit dem Abstand stark ab. Es gibt einige Projekte bei denen das mit einem µC + MOSFET an Spule gemacht ist. Das komplizierteste ist dabei jeweils die Detektion des Abstandes. Mal abgesehen von deinen anderen Problemen musst du also die Position des Balles störungsfrei erkennen können. Matthias L. schrieb: > 3. Kann man die Box so schirmen, dass das Magnetfeld außerhalb keine > Probleme macht (Herzschrittmacher etc.)? Die Box kann man wohl schlecht schirmen. Eher kannst du versuchen die Feldlinien zu leiten und so wenig wie möglich Streuung zu erreichen. Matthias L. schrieb: > 4. Ist soetwas mit einer leichten Kugel und relativ schwachen Magneten > ohne jedes Verletzungs- / Sicherheitsrisiko realisierbar, oder braucht > man da "mehr Power"? Du brauchst richtig viel Power und ganz viel kühle Temperaturen. Ich würde da über den Daumen gepeilt sich 5kW einplanen. Matthias L. schrieb: > Was bräuchte ich für einen einfachen Prototypen, was würde sowas im > Eigenbau kosten? Ich würde das verwerfen - so wird das nicht funktionieren. Vor allem nicht auf solche Distanzen die du planst. Auf 10cm vll ok: http://www.youtube.com/watch?v=8d8FTadr03g&annotation_id=annotation_887759&feature=iv
Davon abgesehen würde ich als potentieller Spieler meine Hände nicht in diese Handschuhe schieben ;)
Matthias L. schrieb: > ich würde gerne folgendes Spiel für eine öffentliche Daueraustellung > bauen: > > Eine Kiste (ca. 100x40x70cm) hat 3 runde Öffnungen an denen Handschuhe > befestigt sind (ähnlich einer Glove-Box, wie man sie aus Biochemischen > Laboren kennt). Der Besucher kann seine Hand durch eine der Öffnungen in > den Handschuh und damit in die Box stecken. In der Box ist ein Gummiball > (ca. Faustgroß) > Der Gummiball soll dauerhaft in der Box hin und herspringen, so dass der > Besucher den Ball blind mit seinem Handschuh fangen muss. Der m.E. einzig prktikable Ansatz für ein solches Gerät wäre die Verwendung von magnetbetriebenen "Bumpern" aus Flipperautomaten. Gruss Harald
Hi, vielen Dank für eure Antworten! Bernd K. schrieb: > Will man eine Reichweite von 1 Meter haben, braucht man also > einen Magneten mit rund 2 Meter Durchmesser. Ok, das war mir nicht bewusst. Ich hatte das Bild eines Magnetischen Schrottkrans im Kopf, der ja mühelos mehrere Tonnen hebt. (z.B http://fotowettbewerb.hispeed.ch/original/533033/da_wird_entladen/schrott_kran_krananlage_metall_industrieanlage_magnet_magnetkran.jpg ) Hätte deshalb niemals gedacht, dass es so schwer ist, ein Objekt mit - sagen wir mal 150 - 200g - über eine Distanz von - reduzieren wir es mal auf 50cm - magnetisch anzuziehen... _ Ok, wenn das nicht geht, muss ich eine andere Lösung finden. Es gibt da sicher was einfacheres... Stellen wir uns einen 12cm-Gummifisch statt der Kugel vor: Wie schaffe ich es, dass der Gummifisch über Monate bzw. Jahre hinweg (zumindest tagsüber) in dem Kasten herumzappelt und springt? Ohne dass er an einem Kabel / einer Schnur hängt, die abreißen könnte? Der Zappelfisch soll seine Energie also irgendwie von außen bekommen. Und zwar möglichst einfach. ;-) (Verbauter Motor? Induktion?) Man muss bedenken, dass die Besucher blind in der Kiste herumgrapschen und dabei rabiat mit dem Objekt umgehen werden. Es darf also im Inneren nichts verbaut werden, was man durch Biegen, schlagen, ziehen etc. kaputt machen könnte, bzw. muss das Bauteil ggf. entsprechend verkleidet werden. Hat jemand eine Idee? Vielen Dank! Matthias
Ich hab zwar noch nicht begriffen, warum das Ding zappeln muss. Der 'Spieler' greift es sich ja sowieso und hält es zur Untersuchung fest. Lochplatte durch welche ein Gebläse/Kompressor Druckluft stossweise bläst.
Achja, doch nochmal zum Thema Magnet: Ginge es denn mit weniger Energie wenn man nur die Bodenplatte der Box mit einem Elekromagneten versieht, der das Objekt in gepulsten Zeitabständen immer wieder von sich abstößt und dadurch nach oben katapultiert? Oder wäre auch dafür ein Monster-Helium-Magnet nötig? Das Objekt würde dann ja kurz immer wieder direkt auf dem Magneten liegen... Ansonsten bleibt mir wohl nur noch eine mechanische Lösung im Boden (nach unten habe ich genug Platz, über 1,20m), in Richtung Katapult oder Bumper (danke an Harald für den Tipp) ... Eine Gebläse-Lösung erscheint mir noch aufwändiger. Warum es zappeln / springen soll? Stellt euch mal einen Waschbär vor, der im Dunklen nur mit seinem Tastsinn einen Fisch fängt... mehr darf ich aber gerade nicht verraten ;-). Hoffe das führt jetzt nicht zu weit vom Thema des Forums weg... Dankeschön.
Matthias L. schrieb: > Stellen wir uns einen 12cm-Gummifisch statt der Kugel vor: Wie schaffe > ich es, dass der Gummifisch über Monate bzw. Jahre hinweg (zumindest > tagsüber) in dem Kasten herumzappelt und springt? Dieser Ansatz sieht schon besser aus. Dichte den Kasten + Handschuhe wasserdicht ab und fülle ihn mit Wasser. Der Fisch ist innen hohl und gut austariert dann reichen schon kleinste Druck-/Temperaturunterschiede um diesen Fisch auf/abzubewegen. Weiter weiß ich aber auch nicht. Oder so wie diese Thermometer mit den farbigen Kugeln drinnen. Je nach Temperatur der Flüssigkeit schweben diese Kugeln auf und ab. Gruß Hagen
Was mir gerade noch einfällt: Mach es doch so das du große Flummies nimmst, welche z.b. in der rechten oberen ecke herausfallen, den Boden machst du leicht abgeschrägt und am ende dann eine Loch wo die Flummies nach unten rausfallen. ... jetzt mußt du nur irgenwei die Flummies wieder nach oben transportieren ;) Man könte das auch derart variieren die Flummies in der Mitte herausfallen zu lassen und den Boden Pyramiedenförmig zu gestalten. Ich würde gerade wenn es lange laufen soll eine simple Mechanische der Elektronischen Lösung vorziehen.
box mit wasser füllen und mit aquariumpumpen für turbultene Strömungsverhältnisse sorgen. Matthias L. schrieb: > Hätte deshalb niemals gedacht, dass es so schwer ist, ein Objekt mit - > sagen wir mal 150 - 200g - über eine Distanz von - reduzieren wir es mal > auf 50cm - magnetisch anzuziehen... Physik Unterstufe... Nimm zwei etwas stärkere Neodyn-Magnete. Die bekommst du kaum auseinander, aber ab 5cm ist die Kraftwirkung nicht mehr spürbar. Vielleicht genügen auch rotierende Prismen im Kistenboden und dem Gummiball in Bewegung zu halten. Jedenfalls wäre so ein Prototyp schnell gebaut und getestet.
me schrieb: > rotierende Prismen im Kistenboden finde ich eine gute Idee, danke! me schrieb: > Physik Unterstufe... da war ich wohl krank ;-). Ne, den Versuch kannte ich schon, aber hätte ja sein können, dass es irgendwelche kleinen modernen Elektromagnete gibt, die eine entsprechend hohe Reichweite haben. Für jmd. der von Magnetismus keine Ahnung hat, wäre das durchwegs denkbar gewesen... ;-). Hagen Re schrieb: > ichte den Kasten + Handschuhe > wasserdicht ab und fülle ihn mit Wasser. Wasser klappt eher nicht in einer Dauerausstellung. Das ganze ist doch ziemlich in Bewegung und würde sicher schnell undicht werden, an den Handschuhen. Danke soweit für eure Ideen und die fundierte Vernichtung meiner magnetischen Utopien! Wenn jemandem noch was einfällt: jederzeit! Schöne Grüße, Matthias
Hallo,bei mir in der Firma haben wir Magnete (ca.L 120cm,B35cm,H30cm),die heben locker 4 Tonnen.Aber ein 1kg Hammer aus 50cm wird nicht angezogen.Das Feld nimmt enorm im Abstand ab. gruss andy
Wenn dich das wirklich interessiert kannst du mal hier lesen. Da finden sich z.B. Formel (deren Herkunft ich dir auch nicht schlüssig erklären könnte) wie Fdiamagn ~ 1/D^5, also die diamagnetische Kraft ist proportinal zu 1 durch den Abstand in der fünften Potenz (!). http://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/fachbereich_physik/didaktik_physik/publikationen/magnetische_levitation.pdf Auch bei dem von dir erwähnten Schrottkranmangneten ist es so. Diese Anziehung geht vielleich 20 cm weit, danach ist ebenso Schluss. Solche Magneten würden für dich vermutlich noch zu klein sein.
Wenn Du kein Wasser verwenden willst kannst Du ja Ferrofluid verwenden. Das dürfte um einiges zähflüssiger sein als Wassser und somit leichter abzudichten sein. Ausserdem kann ich mir vorstellen, daß Ferrofluid den minimalen Abstand zwischen Spule und Eisenkugel vergrößert, aber ob das so wirklich funktioniert muß mal jemand sagen, der auf diesem Feld mehr Ahnung hat als ich. Frank
Lehrmann Michael schrieb: >> 2. Ist das aus Sicht der Steuerung möglich (da sehe ich eigentlich kein >> Problem)? > > Das ist ein Riesenproblem. Du musst die Position des Balles zur Spule > kennen. Wozu?
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Hallo an alle! Vielen Dank für eure Tipps. Der Supermagnet (gepostet von Vlad Tepesch) ist ja echt crazy, und Ferrofluid hört scih spannend an, aber ich habe nach eurem Input nun die Magnetlösung verworfen und suche eine mechanische Geschichte. Rolf Magnus schrieb: >> Das ist ein Riesenproblem. Du musst die Position des Balles zur Spule >> kennen. > > Wozu? Stimmt, ansich ist mir die Position / Flugbahn des Balles total egal, hauptsache er fliegt wild in der Box herum. Für die mechanische Lösung brauche ich also einen "Bumper", eine kleine Schleuder, ein Minikatapult, eine sich selbst wieder spannende Magnet-Feder, einen sehr schnellen Zylinder, ... oder ähnliches, der bei Kontakt des Fisches (=Kugel) selbigen wieder nach oben schleudert. Die Richtung ist dabei egal, sie sollte halt so stark wie möglich variieren... ich würde ggf. die Decke der Box mit mehreren Schrägen versehen, damit der Gummifisch jedesmal anders daran abprallt. Jemand eine Idee, wo ich ein solches Katapult-Bumper-Bauteil herbekomme, das bei Kontakt auslöst? Und das vorallem kein Prblem damit hat, am Tag 10.000 mal auszulösen und das über Jahre hinweg, ohne große Wartungsprobleme? Wie gesagt, das zu schleudernde Objekt wiegt nur ein paar 100g aber schnell fliegen sollte es... Anbei zwei Skizzen, die den neuen Aufbau grob zeigen: Im unteren Bereich (rote Fläche) würde die Schleuder-Mechanik eingebaut werden, den Rest erledigt die Schwerkraft. Vielen Dank für Vorschläge hierzu! LG, Matthias P.S. Falls jemand ein Mechanik- / Erfinder-Forum kennt, in dem ich mit solchen Fragen besser aufgehoben wäre, und das eine ebensocoole Community wie mikrocontroller.net hat, bitte ich um Info.
Matthias L. schrieb: > Für die mechanische Lösung brauche ich also > einen "Bumper", Du weisst, wie die Bumper beim Flipper funktionieren? Sie köönen die Metallkugel nicht hochschleudern, sondern nur waagerecht wieder wegstossen; sie sind aber rundherum (360°) empfindlich. Es muss Metall sein, weil dieses den Kontakt schliesst > eine kleine Schleuder, Ja, sowas könnte man mit einer Feder lösen, die über einen Exenter bzw. eine kreisförmige schiefe Ebene gespannt wird und die Feder nach einer Umdrehung freigeben. Das könnte entweder dauernd durch- laufen, oder... > bei Kontakt des Fisches (=Kugel) selbigen wieder > nach oben schleudert. Kontakt ist schwierig; einfacher wäre eine Lichtschranke. > Jemand eine Idee, wo ich ein solches Katapult-Bumper-Bauteil herbekomme, > das bei Kontakt auslöst? Der Bau ist sicerlich auch mit Hobbymitteln zu machen; fertig wirst Du das aber wohl nicht bekommen. > Und das vorallem kein Prblem damit hat, am Tag 10.000 mal auszulösen und > das über Jahre hinweg, ohne große Wartungsprobleme? Einen Tropfen Öl sollte man einer solchen Mechanik ab und zu schon gönnen... Gruss Harald
Komm doch mal von dem Magneten weg, der macht durch die extreme Schwächung über die Entfernung viel Probleme. Nimmst du die "mordernen" super-mega-extrem starken Dinger, hast du GROSSE Probleme diesen vernünftig zu handhaben. Ich würde die Wände des Kastens mit 10Hz und 1 cm Hub schwingen lassen. Das reicht vermutlich um ein herumfliegendes Dingen in Bewegung zu halten... Alternativ an jeder beweglich aufgehängten Seitenwand einen Beschleunigungssensor der dir das auftreffende Objekt detektiert und eine Gegenmaßnahme (bumb) auslöst. Anselm
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Rolf Magnus schrieb: > Lehrmann Michael schrieb: >>> 2. Ist das aus Sicht der Steuerung möglich (da sehe ich eigentlich kein >>> Problem)? >> >> Das ist ein Riesenproblem. Du musst die Position des Balles zur Spule >> kennen. > > Wozu? Die Magnetlösung ist sowas wie Levitation für Fortgeschrittene. Warum man eine Regelung braucht, kannst du dir ganz einfach vorstellen. Nimm einen Magneten und ein ferromagnetisches Stück und führe die aufeinander zu und denk dir mal die Kurve "Kraft über Abstand". Sollte man den Formeln trauen, die ich (s.o.) gefunden habe, dann kannst du im Anhang mal eine Funktion die der Kraft proportional ist sehen. Das ist übrigens noch im Vakuum - wird also noch schlimmer. Dann zeigt sich die Problematik - während die Kugel noch weit weg ist, brauchen wir heftigen Magneteinsatz, um sie kontrollieren zu können, während wir die Kräfte massiv reduzieren müssen wenn die Kugel in Magnetnähe kommt. Ansonsten knallts die Hand des Ausstellungsbesuchers samt Kugel gegen die Wand der Box.
Lehrmann Michael schrieb: > Ansonsten knallts die Hand des Ausstellungsbesuchers > samt Kugel gegen die Wand der Box. Ok, das hab ich jetzt verstanden ;-). Danke für die Hintergrundinfos! Anselm schrieb: > Komm doch mal von dem Magneten weg Bin ich doch schon längst, dank eurer Einschätzungen. :-) -> Matthias L. schrieb: > habe > nach eurem Input nun die Magnetlösung verworfen und suche eine > mechanische Geschichte @ Harald: Danke für den Input zu den Bumper und der Idee mit der schiefen Scheibe, die eine Feder spannt. Lichtschranke ist natürlich auch ok, wenn das einfacher ist als Kontakt. Und ein regelmäßiger Tropfen Öl sollte machbar sein. Anselm schrieb: > Ich würde die Wände des Kastens mit 10Hz und 1 cm Hub schwingen lassen. Hört sich im Vergleich zu Haralds Idee ziemlich aufwändig an.... Aber danke. Vielleicht kennt jemand doch noch ein geeignetes Schleuderbauteil (Gibt es z.B. Gasdruckfedern mit elektrischer Rückspannfunktion?), das ich verwenden könnte. Danke, Matthias
@ Matthias L. Wer soll den denn da seine Hand in diese Kiste rein stecken, das kann doch nur schmerzhaft sein, wenn da ein 100g schweres Teil umher geschossen wird. Mein Tipp die Gegenstände erheblich leichter machen (Tischtennisball), am Boden viele kleine Trichter mit je einer Luftdüse und Steuerventil, dann den entsprechenden Trichter in den der Gegenstand fällt aus pusten. Es können so auch mehrere Gegenstände gleichzeitig in der Kiste umher fliegen. Gruss Ralf
@ Matthias L. als Antrieb für so einen "Bumper" würde auch ein Motor mit einer Scheibe ähnlich wie eine Schnecke, "Bumper + Feder" wir dann über den Motor und der Schnecken-Scheibe gespannt und zum auslösen nur noch ein Stück weiter gedreht, der Bumper schnellt dann vor und kann danach wieder gespannt werden. Gruss Ralf
old-school_offline schrieb: > das kann > doch nur schmerzhaft sein, wenn da ein 100g schweres Teil umher > geschossen wird. Das Objekt wird aus Gummi sein und vielleicht hat es auch nur 50g... Es muss aber stabil sein und sollte billig verfügbar sein um es leicht austauschne zu können. In Verbindung mit den Bürsten / Haaren an den Handschuhen, sollte so ein rumfliegender Gummifisch (natürlich OHNE Haken! g) niemandem weh tun! http://i2h.de/b064z Für Luftdruck ist das trotzdem zu schwer. Mehrere Gegenstände in die Box kommt in Frage und ist sicher sinnvoll! LG, Matthias
Hallo, für deinen "Bumper" könnstest du nen grossen alten Lautsprecher verwenden. Die Membran gegen ein Stück Sperrholz austauschen. Mit nem kurzen starken Stromimpuls auf den Lautsprecher kannst du kleine, leichte Gegenstände leicht durch deinen Kasten schiessen. Gruss, Stephan
Wenn man den Boden Trichterförmig ausgestaltet, evtl. auch mit mehreren
Trichtern, dann könnte man am Boden der Trichter jeweils Hubmagneten
unterbringen, die einen Stift schnell herausschieben und damit das
Objekt wieder in die Luft bringen. Ich bin nicht ganz sicher, wie groß
die dann sein müssten, evtl. ist das auch wieder unpraktikabel, aber
evtl. lohnt sich da mal ein Versuch.
Viele Grüße,
Simon
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