Probleem bij aansturen magneten en omdraaien polariteit

Hallo allemaal!
Ik ben nieuw bij circuits online en heb een vraagje voor een project waar ik mee bezig ben.

Ik ben bezig een schaakrobot te maken die als schilderij aan de muur hangt en met een xy-as een electro-magneet naar de vlakken op het bord kan bewegen. De schaakstukken blijven met een paar kleine permanente magneten op het bord zitten.
Als ik een schaakstuk wil oppakken dan activeer ik 2 push-magneten die een electromagneet op het bord drukt. Vervolgens activeer ik de electromagneet zodat hij het stuk pakt en deactiveer ik de 2 push magneten zodat de magneet (met stuk) los van het bord komt zodat ik hem kan verplaatsen en op een andere plek weer kan neerzetten.

Omdat ik geen draden over het bord wil hebben, gebruik ik de x en y-as om de magneten van stroom te voorzien (met grafieten sleepcontacten). Ik wil de push-magneten en de electromagneet kunnen aansturen met 2 contacten (via 2 assen).
Ik had bedacht om dit met diodes te doen zodat:
als ik een positieve spanning tussen de 2 contacten zet: dan worden de push-magneten geactiveerd (en de electro magneet gedeactiveerd).
als ik een negatieve spanning tussen de 2 contacten zet: dan wordt de electro-magneet geactiveerd (en de push magneet gedeactiveerd)
als er geen spanningsverschil is, dan zijn zowel de push-magneet als de electro-magneet gedeactiveerd

Dit werkt prima zolang ik dit met 24V doe. Echter is de weerstand van de sleepcontacten iets te hoog waardoor de magneten niet genoeg kracht meer hebben.
Ik had daardoor de 24V voeding vervangen door 48V voeding, maar dat lijkt niet goed te gaan. De relais waarmee ik de spanning omdraai gaan kapot, en soms wordt ook al mijn andere electronica gereset, terwijl die wel een aparte (5V) voeding heeft. Ze hebben echter wel een gedeelde ground.

Ik heb niet genoeg kennis van spoelen en magneten om goed te snappen wat er nu precies gebeurd, en waarom het mis gaat. Het lijkt vooral mis te gaan als ik direct van +48 naar -48 schakel. Ik heb al 2 relais op die manier kapot gemaakt. Daarna had ik de relais vervangen door 2 tuimelschakelaars zodat ik het met de hand kon schakelen, maar die schakelaars gaan ook kapot als ik van +48 naar -48 schakel.
Aangezien de sleepcontacten toch best wat weerstand geven (zo’n 200 ohm bij elkaar) kan ik me niet goed voorstellen dat de stroom zo hoog wordt dat ze daardoor kapot gaan.

Ik zal hieronder een foto van het schema en het project plaatsen zodat 1 en ander misschien wat duidelijker is.
filmpje over hoe de pull en electromagneet een stuk pakken: https://photos.app.goo.gl/JkdHJwaLfZBnu3kd6
filmpje over hoe de schaakrobot zich verplaatst: https://photos.app.goo.gl/da8b7pbtCCfPUyPS6
schema van de aansturing van de relais: https://photos.app.goo.gl/WNXUinkRsrmwSuS77

Mijn vragen zijn:
klopt mijn schema met de diode’s? Kan ik dit op die manier schakelen?
zou er toch een hoge spanningspiek kunnen ontstaan als ik de spanning van +48V (en daarmee de pull magneten activeer) snel omschakel naar -48V (en daarmee de electromagneet aciveer)?
hoe kan ik dit het beste oplossen?

Ik hoop dat mijn vraag duidelijk is.

Hey wat een leuk project.

Ga niet over de spanning heen waarvoor die elektromagneten gemaakt zijn. Die sleepcontacten geven niet constant 200 Ohm maar soms ook maar enkele ohms. En dan lopen bij 48V de stromen veel te hoog op.

Een spanningspiek... zou kunnen. Misschien heb je inmiddels ook de blusdiodes over de elektromagneten opgeblazen? Dat is het doorpiepen wel even waard anders frituur je straks inderdaad nog meer onderdelen.

De grondoorzaak van het probleem zit denk ik in de sleepcontacten.
Heb je al geprobeerd om die laagohmiger te maken?
Heb je misschien foto's van de constructie daar?
Ik denk dat je een paar ohm aan weerstand moet kunnen halen. Dat gebeurt in een DC motortje ook.

Aan het schemaatje zie ik verder niks vreemds. Let er wel op dat je steeds de stroom afschakelt na het verplaatsen van een stuk. Als die magneetstroom continu zou lopen dan is dat wel belastend voor de sleepcontacten. En voor het milieu. ;-)

Lambiek

Special Member

Drukken je sleepcontacten wel goed op de geleiding?

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ok, het lijkt idd dat 1 van de vrijloop diodes kapot is.
Ik had deze gebruikt, maar misschien zijn die te klein?
https://www.bitsandparts.nl/Diode-1N4001-50V-1A-p102040

En hier nog wat foto's van de sleepcontacten.
Ze drukken redelijk goed op de geleiding. Maar mijn multimeter geeft best een hoge weerstand aan.
Zou het kunnen dat die weerstand omlaag gaat bij hogere spanningen?

Lambiek

Special Member

Ik denk dat je diodes te licht zijn, heb je de stroom al eens gemeten van je elektromagneten?

Als je het profiel van je geleiding nu eens in je koolborstels maakt, dan krijg je een groter oppervlak en dus een betere geleiding.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Eigenlijk ook raar, als ik het grafieten blokje meet, dan meet ik 2.6 ohm. Maar als ik hem via een ijzeren staaf meet (die zelf ook bijna geen weerstand heeft), dan meet ik 21 ohm.

De overgang van het grafiet naar de staaf heeft dus een stuk meer weerstand dan het grafiet naar mijn meetpen.

Is dat logisch? In beide gevallen druk ik ze echt goed op elkaar.

Het profiel in de koolborstels maken klinkt wel als een goed idee! Morgen eens kijken of me dat lukt.

Lambiek

Special Member

Misschien komt het door het materiaal van je geleiding. Het is geen koper natuurlijk. Je zou even kunnen meten met een koper plaatje en kijken wat dat doet.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ik heb 1 as die van ijzer is (die heeft wat meer gewicht te verdragen). De andere assen zijn van aluminium. Als ik de weerstand daarvan zelf meet dan meet ik bijna niets.

Zou het de combinatie van grafiet op ijzer kunnen zijn? En dat grafiet op koper beter is?

Lambiek

Special Member

Koper is een goede geleider, ijzer veel minder.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ik ga profiel in het grafiet proberen te maken, zwaardere diode's gebruiken en weer terug naar 24V. Kijken of dat helpt.

Bedankt!

Lambiek

Special Member

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Goed bezig...
De hoge weerstand is een oppervlakte effect.
Misschien kan je de assen op de plekken waar de contacten niet bewegen, ontvetten met alcohol. Eventueel een beetje grafietpoeder toevoegen.

Nog een gedachte. Aluminium heeft een slecht geleidende oxide huid. Daar prik je met een multimeter wel doorheen maar een koolborstel zal het er lastig mee hebben. Kan je de serieweerstand van die ijzeren as eens vergelijken met de aluminium as?

[Bericht gewijzigd door kojazz op 21 januari 2021 00:07:21 (38%)]

Kijk dit is misschien de oplossing: https://www.bitsandparts.nl/Sleepring-Slip-ring-6-draads-12-5mm-240V-2…

[Bericht gewijzigd door kojazz op 21 januari 2021 17:23:13 (18%)]

@robbert, je moet echt nog even de stroom door de spoelen meten: Pas als die stroom bekend is, kan er iets gezegd worden over of de diodes dik genoeg zijn of niet.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Lambiek

Special Member

Inderdaad rew, daar had ik hem ook al op gewezen.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Die assen gaan nooit goed geleiden daar lopen steeds die omloopbussen overheen en die zijn gesmeert (vet of olie), die borstels worden vet vooraan en geleiden niet meer.

Lambiek

Special Member

Ligt eraan wat het is, als het van die sinterbussen zijn valt het misschien mee. En ook die omloop geleiders hoeven niet echt gesmeerd te worden.

Maar alleen de TS weet hoe dat zit. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ik heb de aluminium assen vervangen door metalen assen en heb een profiel gemaakt in de grafieten sleepcontacten. Er zijn in totaal 4 sleepcontacten, als ik dat in z’n geheel doormeet met mijn multimeter, dan hebben die contacten bij elkaar 60 ohm weerstand. De metalen assen geven idd een stuk minder weerstand dan de aluminium assen.

De push-magneten zijn de boosdoeners voor de hoge stromen. Per stuk meet ik 12.5 ohm weerstand, maar ik heb er dus 2 parallel staan. Als ik nu 48V op het systeem zet, dan meet ik 4A.

Als ik dat terugreken, dan zou dat dus een weerstand van 12 ohm moeten zijn van het gehele systeem. De helft van die weerstand komt dan uit de magneten en de andere helft uit mijn sleepcontacten. Dat zou dus 6 ohm bij elkaar zijn. Dat is een stuk minder dan de 60 ohm dat ik met mijn multimeter meet. Zou het kunnen dat die weerstand minder wordt bij hogere stromen?

Ik heb mijn diode-printje ondertussen aangepast. Per magneet heb ik nu 2 vrijloop diodes parallel gezet. Die zouden dus net de 4A aan moeten kunnen denk ik. Maar die stroom is maar heel kort, ik weet niet of dat uitmaakt. Ik moet even op zoek naar zwaardere diode’s, die heb ik niet zelf op voorraad. Tot nu toe lijkt dat printje goed te werken.

Ik schakel de magneten nu even met de hand met 2 tuimelschakelaars. Die kunnen maar 3A aan en branden ook direct door als ik ze schakel.
Ik heb ondertussen een relais binnen die hopelijk zwaar genoeg is om het geheel te schakelen: https://www.conrad.nl/p/finder-405290480000-printrelais-48-vdc-8-a-2x-…. De aansturing hiervan hoop ik vandaag te kunnen maken.

De pushmagneten zit ik echter zwaar te overbelasten. Ze zijn gemaakt voor 12V en zouden dan 1A trekken. Die belast ik nu met het dubbele (in elke magneet loopt nu 2A), maar anders zijn ze niet sterk genoeg voor mijn mechanisme. Ik bekrachtig ze echter maar 100msec per keer, dus ik hoop eigenlijk dat ik daar wel mee weg kan komen.

@Kojazz: Die sleepring is voor draaiende assen toch? Dat heb ik niet, ze schuiven alleen over elkaar.
@rwk: met de omloopbussen bedoel je een lager toch? Ik heb geen lagers meer. De geleiders aan de zijkanten heb ik geprint, en ze glijden op een randje plastic dat ik uitgeboord. Dat lijkt wel goed te werken. In het oppak blok (waar die magneten in zitten) heb ik dat ook zo gedaan, maar die loopt iets minder soepel. Dat blijft een onderdeel waar ik mee aan het stoeien ben. Maar er komt geen olie aan de pas in elk geval. Misschien ga ik wel kijken of ik een grafieten lager kan vinden/maken.

Lambiek

Special Member

Op 22 januari 2021 10:58:35 schreef Robbert vd Zon:
De push-magneten zijn de boosdoeners voor de hoge stromen. Per stuk meet ik 12.5 ohm weerstand, maar ik heb er dus 2 parallel staan. Als ik nu 48V op het systeem zet, dan meet ik 4A.

Je zou er een weerstand van een paar Ohm tussen kunnen zetten, wel een vermogens weerstand nemen.

Ik heb mijn diode-printje ondertussen aangepast. Per magneet heb ik nu 2 vrijloop diodes parallel gezet. Die zouden dus net de 4A aan moeten kunnen denk ik.

Je zou deze kunnen nemen.

https://nl.rs-online.com/web/p/switching-diodes/8119884/

Misschien ga ik wel kijken of ik een grafieten lager kan vinden/maken.

Eerlijk gezegd denk ik dat er maar één goede oplossing is en dat is gewoon met bedrading. Ik weet dat je dat niet wil, maar je kunt het gewoon mee laten lopen in bijvoorbeeld een sleeve. Dat spul is in allerlei maten te koop, zelf gebruik ik dat ook. Ik vind het fijn werken.

https://nl.rs-online.com/web/p/cable-sleeves/0408198/

Bedrading erin en klaar. Kun je mooi met je magneet mee laten lopen langs de geleiding.

Ik ben bang dat je het niet goed werkend gaat krijgen met die koolborstels op staal.

Met de bedrading er langs krijg je zoiets.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ik snap wat je bedoelt. Dat zou kunnen in plaats van de 2 sleepcontacten aan de buitenkant (bij de 2 rode pijlen op de foto).
Maar voor de sleepcontacten in de oppakker (bij de groene pijlen) wordt dat lastiger. Dan kan ik geen gootje maken waar de bedrading in valt.

Als het echt niet lukt met die sleepcontacten dan zal ik wel zoiets moeten gaan doen. Maar ik blijf het nu nog even zo proberen.

Lambiek

Special Member

Op 22 januari 2021 15:05:20 schreef Robbert vd Zon:
Ik snap wat je bedoelt. Dat zou kunnen in plaats van de 2 sleepcontacten aan de buitenkant (bij de 2 rode pijlen op de foto).

Er is vast wel iets op te verzinnen denk. :)

Wat je ook nog zou kunnen overwegen is voor de geleiding een koperen buis nemen. Bijvoorbeeld 12mm waterleiding buis, ik zou er een testje mee doen. Even een stukje buis nemen en kijken wat het doet qua weerstaand in combinatie met een koolborstel.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Mijn materiaal kennis is niet zo best, maar ik dacht dat koperen buizen voornamelijk flexibel zijn omdat koper zacht is. En dat die waterleiding buizen voornamelijk van messing zijn. Of is messing ook beter dan ijzer? Ik gebruik nu 8mm buizen, maar ik zou wel naar 12mm kunnen overstappen als dat nodig is.
Maar nu heb ik 6 ohm als weerstand, dat is niet zo verkeerd toch? Of denk je dat dat met ijzer onbetrouwbaarder is?

Lambiek

Special Member

Op 22 januari 2021 15:57:35 schreef Robbert vd Zon:
Mijn materiaal kennis is niet zo best, maar ik dacht dat koperen buizen voornamelijk flexibel zijn omdat koper zacht is.

Dat heb je ook, maar dat is uitgegloeid koper.

En dat die waterleiding buizen voornamelijk van messing zijn. Of is messing ook beter dan ijzer?

Waterleiding buis is van koper zover ik weet.

Ik gebruik nu 8mm buizen, maar ik zou wel naar 12mm kunnen overstappen als dat nodig is.

Misschien zijn er ook andere diameters te koop, je zou eens bij een modelbouw zaak kunnen kijken of bij Conrad op de site.

Maar nu heb ik 6 ohm als weerstand, dat is niet zo verkeerd toch?

Nou ja, hoe lager hoe beter natuurlijk. het moet toch gewoon op 12VDC kunnen werken.

Koperen buis is er ook in 8mm zie ik.

https://www.mattech.nl/producten/welt71/5000-10000/vpel5-koperen-buis-…

Maar doe nu eerst eens dat testje met een stukje koper en een koolborstel, dan weet je wat meer. :)

Of denk je dat dat met ijzer onbetrouwbaarder is?

Ijzer is sowieso een slecht plan.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.