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201

Samstag, 26. Mai 2018, 09:17

Moin,
hab mich mal angemeldet und schau mal ob ich das später noch gedruckt bekomme :). Ich arbeite fast nur noch mit Autodesk Fusion 360, hat FEM und bringt gleich auch das CAM Programm für die CNC Spielereien mit. In der HS durfte ich noch mit NX und Catia etwas werkeln, alle haben ihre stärken und schwächen und ich will mich da nicht festlegen, finde alle gut, besser als nichts :D... Was nur nervt ist das man sich nicht auf eine gleiche Maus Bedienung festgelegt hat... rotieren schieben zoomen bei jedem anders :D.

Der Plasmaschneider ist gerade aus Platzgründen demontiert, ich kann aber mal in der cncecke fragen ob da jemand was zuschneiden kann... Plasma ist für so filigrane Teile auch etwas ungeeignet, Lasern macht da mehr Sinn... Ich kann damit bis 4mm gut schneiden, aber die Toleranzen gebe ich mal locker mit +- 2mm an. Der Brenner ist nicht der beste, gute können da weit mehr, sind mir aber für meine arbeiten zu teuer.

Grüße Malte

202

Samstag, 26. Mai 2018, 18:36

Ich habs mal gedruckt... könnte man bei den Schaufeln vielleicht noch einen Anschlag konstruieren? Dann haben sie beim einkleben die gleiche länge... Und man könnte sie an der stelle noch verdicken.

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203

Sonntag, 27. Mai 2018, 14:42

@the_muck:

Den Anschlag hast Du, wenn das Kugellager eingelegt ist. Man kann natürlich auch eine Verdickung drankonstruieren. Der Löffel ist aber als Halbprofil konstruiert. Eine Verdickung sieht dann etwas komisch aus. Schau mal links in den Konstruktionsbaum. Da siehst Du wie der Löffel konstruiert ist.

Sind bei Dir die Teile passgenau und lassen sich die Löffel in die Vertiefungen stecken? Bei mir geht das stramm rein und hat kein Spiel mehr. Welchen 3D-Drucker verwendest Du? Kannst Du auch mal ein Foto einstellen?

Norbert

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204

Sonntag, 27. Mai 2018, 22:03

@all:
So, heute habe ich noch einmal die runde Blende mit FEMM simuliert. Es ist zwar die Flusßrichtung nicht ganz korrekt, die grundsätzliche Feldverteilung sollte aber halbwegs richtig sein. Die Feldlinien muss man sich wegdenken. Dabei ist herausgekommen, dass die Blende an den Kanten Probleme bereitet wie vermutet. Die halb geögffnete Blende zieht das Magnetfeld mehr ins Innere als wenn sie vollständig geöffnet ist. Das Magnetfeld will halt im Metall langlaufen, da dort der gringste Widerstand ist. Damit man das besser versteht habe ich mal in 10° Schritten alle Magnetfelder simuliert und als animiertes Gif-Bild zusammengestellt. Da das Bild zu groß ist um es hier in Forum bereitzustellen, müsst ihr es über meinen Onlinespeicher über nachfolgenden Link runterladen.
https://c.web.de/@321555407904446623/Elpp0V_dRnyA6gjjIxo0JQ
Morgen werde ich mir neue Blenden in der Firma anfertigen und dann testen. Ich könnte mir vorstellen, dass größere Blenden mit mehr Umschlingung (>180°) besser sein könnten. Dann ist der Sensor fast vollständig angeschrimt und nur durch einen schmalen Schlitz (ca. 90°...120°) kommt das Magnetfeld. Das könnte durchaus besser funktionieren. Das war auf jeden Fall der Tip beim Peet Bros-Sensor, wenn er Schaltprobleme bereitet hat.
Norbert
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205

Sonntag, 27. Mai 2018, 22:39

Den Anschlag hast Du, wenn das Kugellager eingelegt ist. Man kann natürlich auch eine Verdickung drankonstruieren.


Moin, gerade leider wenig Zeit zum Konstruieren aber eine Verdickung fände ich nicht schlecht, die kann man mit verkleben und dort sind die Kräfte ja auch am größte ;). Die Teile passten alle Super, wobei ich wohl das nächste mal auch ohne "Haftung" Drucken kann, das macht es etwas unschön... Lager und Sensor sind schon bestellt, leider hab ich nur gerade wenig Zeit :(...

Ist ein CR-10 über Octoprint, und Cura.


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206

Sonntag, 27. Mai 2018, 22:56

@all:

Ich habe noch einmal den Feldstärkeverlauf am Sensor in Abhängigkeit zur Blendenposition in einem Diagramm aufgetragen. Das ist erhellend. Jetzt weiß ich warum mein Sensor 2x auslöst. Die Kunst besteht darin mit dem Magneten den richtigen Schwellwert für die Auslösung des Sensors zu finden. Das ist ziemlich schwierig, da es drei Minima und zwei Maxima je Umlauf gibt. Damit alles wie gewünscht funktioniert muss die Schaltschwelle des Magnetfeldes unter 2.0 liegen. Ok, jetzt versteh ich was das Problem ist. Die Form der Blende muss verändert werden. Mal sehen, ob ich das hinbekomme.
@the_muck:Vielen Dank für das Bild. Sieht gut aus Dein Druck. Prima, dass es ohne Probleme geklappt hat.
Norbert
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207

Montag, 28. Mai 2018, 17:16

@all:

Ich habe noch einmal verschiedene Blendenumschlingungen simuliert und die Feldstärkeverläufe in einem Diagramm dargestellt. Aus meiner Sicht scheint die 180° Umschlingung am geeignetsten zu sein. An der Abkantschere habe ich neue Blenden in verschiedenen Höhen (6, 8, 10 mm) und geschnitten und für verschieden Umschlingungen (180°, 240°) gebogen. Das werde ich heute Abend mal testen. Wie das Diagramm zeigt muss man im Grunde genommen die Feldstärke am Sensor so einstellen, dass die Schaltschwelle unter den beiden Minima links und rechts bleibt, so dass man nur das mittlere Minima detektiert. Dazu kann ich nur den Magneten in der Nut nach oben und unten schieben. Mal sehen, ob ich eine funktionsfähige Einstellung finde. Zur Not könnte ich noch einen größeren und stärkeren Magneten einsetzen (4 mm Länge anstatt 3 mm Länge)

Als Alternative könnte man auch die Schaltschwelle so setzten, dass die beiden Maxima sicher erkannt werden. Das funktioniert momentan am besten. Dann müsste man per Software jedes zweite Maxima ausblenden. Das sollte gehen, da man ja die Umlaufzeit kennt und weiß wann das übernächste Maxima kommen müsste. Das würde ich dann allerdings erst programmieren, wenn ich kein vernünftiges Setup finden sollte.
Norbert
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208

Dienstag, 29. Mai 2018, 09:04

@all:
Gestern Abend habe ich noch einmal die neuen Blenden getestet. Lieder zeigten alle Blenden mehr oder weniger das selbe Verhalten. Sie schalten immer noch nicht richtig. :( ?( X( Ich glaube der Fehler liegt nicht direkt bei der Blende. Wenn ich langsam die Blende drehe schaltet der Sensor so wie er soll. Mit der Position des Magneten kann auch gut die Schaltschwelle eingestellt werden. Es könnte auch durchaus die Elektronik die Probleme verursachen. Die Hallsensoren haben OpenCollector-Ausgänge die über die internen PullUp-Widerstände vom ESP8266 nach 3.3V gezogen werden. Die PullUps haben einen recht hohen Widerstand von ca. 100k. Es könnte gut sein, dass der hohe Widerstand eine sichere Erkennung des Logikpegels verhindert. Ich werde mir mal die Schaltzustände etwas genauer am Oszi ansehen. Bisher habe ich das nur über die Software gemacht. Vielleicht muss ich die PullUps auch mit externen Widerständen (10k) realisieren. Tja, tut mir echt leid, dass sich das alles so hinzieht. Ich habe extra meinen Mast noch nicht aufgestellt. Langsam will ich auch mal wieder zum Segeln kommen :S.
Norbert

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209

Dienstag, 29. Mai 2018, 10:35

Ich finds toll, daß Du weiter dran bleibst. Die Platinen waren doch schon bestückt? Ärgerlich, daß man dann nochmal mit externen Widerständen ran muß.
Gruß, Jörg!

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210

Dienstag, 29. Mai 2018, 19:37

@artoffelbrei:

Dranbleiben ist für mich selbstverständlich. Ich will ja meine bisher geleisteten Aufwand nicht abschreiben. Der andere Windsensor funktioniert ja. Also muss es auch bei den anderen Sensoren funktionieren. Ich habe heute Nachmittag mal die Sensorleitungen rausgeführt und ans Oszi gehangen. Da sieht man sehr gut wie und wann die Sensoren schalten. Dabei zeigte sich, dass der Sensor in 2 Quadranten nicht richtig schaltet und Doppelimpulse abgibt. In den anderen 2 Quadranten funktioniert alles wie gewünscht. Mit der Position des Magneten kann man das Verhalten nicht sonderlich gut beeinflussen. Jedenfalls bekommt man die Probleme in den 2 Quadranten nicht in den Griff. Parallel hinzugefügte 10k PullUps verändern das Schaltverhalten nicht. Die Platine kann alo bleiben wie sie ist :P . Ich abe jetzt fast den Verdacht, dass der Sensor nicht richtig funktioniert, denn die beiden anderen Sensoren die ich bis jetzt getestet habe funktionierten wie gewünscht. Heute Abend werde ich noch einmal den Quertest mit den Teilen des anderen Windsensors machen und danach einen anderen Sensor einlöten.

Das Einzige was mir jetzt noch einfällt wäre die Spannungsversorgung des Sensors. Die soll laut Datenblatt von 3 ... 24V arbeiten. Bei meinen anfänglichen Tests habe ich festgestellt, dass der Sensor bei 3,3V nicht richtig funktioniert. Daher habe ich die Versorgungsspannung an die 5V- Eingangsspannung gelegt. Kann gut sein, dass er erst bei höheren Spannungen richtig funktioniert. Das werde ich dann ja mit dem anderen Sensor feststellen können. Alternativ könnte ich auch mal den vorgeschlagenen Hallsensor von Malte testen. Als letzte Möglichkeit könnten es auch die umgeknickten Anschlussbeinchen des ICs sein, da sie eventuell das Magnetfeld beeinflussen. Die Anschlußbeinchen sind sehr kurz und die Lötstellen sehr dicht. Das könnte auch Auswirkungen auf das Magnetfeld haben und würde die Probleme in den Quadranten durchaus erklären können. Beim neuen Sensor knicke ich die Beinchen nicht um und werde sie nur auf der Oberfläche auflöten.

@all:

Die Mechanikteile sind jetzt fertiggestellt worden. Habe heute eine Mail aus China erhalten. Problem ist nur, dass kein Shipment dabei ist. Ich muss mich also selbst um den Versand kümmern ;( . Echt blöd! Im Angebot stand nur ein Kürzel "Exw" = Ex Works. Das heißt so viel wie "ab Werk". Hab ich auch wieder was dazu gelernt. Der Versand ist aber nicht ganz so billig, wenn ich das aus Deutschland organisiere. Das kostet mich dann noch einmal 79 Euro plus Einfuhrzoll. Am Ende ist es dann nicht viel günstiger als wenn ich das in Deutschland hätte fertigen lassen. Na ja, hatte ich mir halt anders vorgestellt. Bei den Platinen ging das echt problemlos.

Norbert

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211

Dienstag, 29. Mai 2018, 23:47

@all:
Nach dem Quertest mit dem schwarzen Sensor kam eine ganz böse Überraschung zum Vorschein. Verwende ich das schwarze Löffelrad und die schwarze Windfahne an der neuen weißen Elektronik, so funktioniert die Windrichtungsmessung. An der Elektronik liegt es also nicht. Benutze ich die weiße Windfahne mit schwarzem Löffelrad an der neuen weißen Elektronik, dann geht nichts mehr. Es liegt also an der weißen Windfahne. Es sieht so aus, dass das Kugellager der Windfahne magnetisiert ist, weil ich im selben Karton die Magneten aufbewahrt habe in dem auch die Kugellager lagen. Die Neodym- Permanentmagneten bilden in der Aufbewahrungstüte Stäbe mit aneinander haftenden Einzelmagneten die als Ganzes einen starken Magneten bilden. Liegt der dann in der Nähe des Kugellagers, so magnetisiert sich das Kugellager (|. Dann spricht also doch Einiges für die POM-Glas-Kugelleager. Die sind auf jeden Fall nicht anfällig auf eine Magnetisierung.
Tja, dann muss ich mir erst mal eine Entmagnetisierungsvorrichtung bauen oder das Kugellager tauschen. Es ist leider schon eingeklebt. Mal sehen, ob ich das wieder rausbekomme. Blöd gelaufen ;(.

Norbert

212

Mittwoch, 30. Mai 2018, 07:21

ich finde gerade nicht welchen µC du verwendest? :D... und welche Magnete?

Ich hab hier gerade einen WeMos D1 auf dem Tisch...

Grüße Malte

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213

Mittwoch, 30. Mai 2018, 07:54

Hallo Malte,

mit dem Wemos D1 hatte ich den ersten Prototypen aufgebaut. Der Wemos verwendet einen ESP8266-E12. Der ist auch auf meiner Platine. Im Grunde genommen habe ich die Schaltung des Wemos D1 übernommen bis auf den Seriell/USB-Wandler. Die Platine ist also zum Wemos D1 kompatibel, wenn Du einen externen Seriell/USB-Wandler benutzt. Die Logik für die Reset und Flashleitungen sind auf meiner Platine enthalten.

Als Magnete verwende ich Rundmagnete 1x D3mm x L3mm, 1x D3mm x L6mm. Der kleinere Magnet ist für die Windfahne gedacht der größere für die Windgeschwindigkeit.

Norbert

214

Mittwoch, 30. Mai 2018, 07:59

Super, danke... ich schau mal wann ich dazu komme weiter zu basteln :)

chrhartz

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215

Mittwoch, 30. Mai 2018, 09:07

Hallo Norbert,

leider sind Messgeräte für Magnetfelder ziemlich teuer. Wenn man sowas aber erstmal
hat, geht man an die Dinge ganz anders dran.

Überleg mal, wie oft Du das Multimeter oder Oszi ganz selbstverständlich verwendest. Eigentlich
müsste man das beim arbeiten mit Magneten ebenso machen.

Ich hatte damals ein gutes Messgerät angeschafft, nachdem ich bei der Steuerung eines
Brushless-Motors nicht weiterkam. Das hat mir dann gründlich die Augen geöffnet, ich habe
erstmal alle Magnete vermessen, sortiert und die schräg magnetisierten entsorgt.

Sowas (den Vorgänger davon) hatten wir angeschafft:
http://www.wuntronic.de/de/gaussmeter-ga…nittstelle.html

Magnete haben gerne mal 20 % Unterschied bei der Feldstärke, sind bis 10° schräg magnetisiert
und haben je nach Bauform ein anders ausgeformtes Feld.

Und siehe da, der Brushless-Motor ließ sich dann auch besser Kommutieren, lief leiser und
hatte weniger Resonanzen.

Magnetisierte Lager oder Schrauben fallen damit auch sofort auf. ;)

Viele Grüße,
Christian




Neptun 20, Segelnummer 950, Honda 5BFU, Liegeplatz Bernau/Chiemsee

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216

Mittwoch, 30. Mai 2018, 19:45

Hallo Cristian,

dass es auch am Magnet liegen könnte, kam mir gestern auch noch in den Sinn. So ein Magnetfeldmessgerät haben wir in der Firma. Dann werde ich das mal am Freitag testen. Wie hast Du denn die Magnete ausgemessen? Bei meinen kleinen Rundmagneten ist das nicht so einfach. Die müsste ich erst mal irgendwo aufkleben, damit sie nicht wegrollen. Oder hast Du das Fernfeld vermessen? Alternativ kann ich ja auch einen Test mit Metallspänen machen.

Gut möglich, dass der Magnet das Problem ist. Gestern beim Rumtesten habe ich gemerkt, dass das Feld asymmetrisch ist. Entweder der Magnet stimmt nicht oder es wird durch ein Fremdfeld am Kugellager verzogen. Eigentlich dürften die Kugellager sich nur sehr gering magnetisieren lassen, da sie aus Edelstahl sind. Na ja, ich habe noch eine ganze Menge Magnete. Dann teste ich mal mit anderen Magneten.

Vielen Dank für den Tip.

Norbert

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217

Donnerstag, 31. Mai 2018, 17:44

@all:

So, nach langen Tests habe ich jetzt das Problem lokalisieren können. 8o Mein weißer Windsensor funktioniert jetzt. :D Das Problem ist die unterschiedliche Schaltempfindlichkeit des Sensors aus verschiedenen Richtungen. Je nach Windfahnendrehung schaltet der Senser gar nicht, ein mal oder zwei mal. Das deutet darauf hin, dass die Schaltschwelle im Diagramm des Feldsträrkeverlaufs, je nach dem aus welcher Richtung das Feld kommt, unterschiedlich ist. Daher auch das ominöse Schaltverhalten. Dadurch, dass die Blende einen sehr großen Abstand zum Magneten hat, ist die Reduzierung des Magnetfeldes durch die Blende zu gering. Ein Verhältnis von 4:1 ist nicht ausreichend. Die Blende muss näher an den Magneten ran. Testweise habe ich die Blende an der Außenseite des Blendenrings befestigt. Das Magnetfeld wird dann fast volständig in die Blende geleitet. Und siehe da, es funktionierte so wie es soll. Der Magnet möchte dann aber die Blende schon mitziehen. Bei meine Test war die Umschlingung 180°. Das könnte man noch verringern. Ich werde den Blendenring noch einmal modifizieren und die Dicke von 2mm auf 1mm reduzieren. Damit steigt dann wieder etwas der Abstand zwischen Blende und Magnet und das Mitziehen reduziert sich.

Dann habe ich die Magnete untersucht. Und siehe da, sie sind auch nicht identisch. Ich hatte zwei mal Magnete bestellt. Bei der erste Lieferung ist das Magnetfeld geringer und bei der zweiten größer. Das fühte dann dazu, dass die Blende das Magnetfeld nicht mehr richtig abschirmen konnte. Die kleine Aussparung für den Magneten der Windfahne ist zu kurz geraten. Der Schlitz muss durchgängig sein, damit man die volle Höhe zur Justage des Magnetfeldes nutzen kann. Das ist für die stärkeren Magnete notwendig.

Den Hallsensor hatte ich auch noch getauscht. Das Verhalten war kein anderes. Das kuriose ist, dass die Blende des schwarzen Senors und der Magnet der schwarzen Windfahne durch Zufall extrem gut zusammen passten. Hätte der Prototyp nicht so gut funktioniert, ich glaube ich hätte das Projekt beendet.

Hier eine kurze Zusammenfassung der Erkenntnisse:
  • Die Elektronik ist ok, die PullUps des ESP8266 funktionieren
  • 5V Versorgungsspannung ist ausreichend zum sicheren Betrieb der Hallsensoren
  • Der onmipolare Hallsensor für die Windrichtungsbestimmung hat unterschiedliche Schaltempfindlichkeiten, je nach dem aus welcher Richtung das Magnetfeld kommt
  • Die Magnete haben ein unterschiedlich starkes Magnetfeld trotz gleicher Abmessungen
  • Der Reduzierungsgrad des Magnetfeldes durch die Blende ist zu gering
  • Die Blende muss näher an den Magneten
  • Ferrofolie bringt keine Vorteile gegenüber Blenden aus Weißblech
  • Dickere Blenden (>0,2 mm) bringen keinen Vorteil, da das Magnetfeld auch bei dünneren Blenden (0,15 mm) vollständig im Metall läuft
  • Die korrekte Justage der Schaltschwelle erfolgt über die Höhe des Magneten zur Blende
  • Der Rotor und der Magnethalter müssen noch einmal überarbeitet werden
Am Ende wird alles gut. Und wenn es noch nicht gut ist, dass ist es noch nicht das Ende! :)


Norbert
PS: Die Schaltschwelle im Diagramm ist nur simuliert und entspricht nicht der tatsächlichen Schaltschwelle. Aber so ähnlich verhält es sich. Wenn die blaue Kurve unter die orange kommt, dann schaltet der Sensor. Durch Variation des Magneten in der Höhe lässt sich die blaue LInie vertikal verschieben (hoch/runter). Dreht die Windfahne, so verschiebt sich die blaue Linie horizontal (links/rechts).
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218

Freitag, 1. Juni 2018, 15:07

@all:

Hi, heute habe ich Fotos meiner in China getertigten Teile bekommen. Die sehen ganz ok aus. Ich hoffe mal, dass sie maßhaltig sind. Der Versand geht dann nächste Woche los.
Mein weißer Sensor ist jetzt vollständig zusammengebaut. Morgen gehts nach Lemmer. Dann kommt das Ding an den Mast. Bin schon ganz gespannt drauf.

Norbert

PS: Die Aluteile (Base, Stator) sind aus Salzwasserbeständigem Aluminium. Das Gegengewicht für die Spitze ist aus V4A. Das sollte dann allen Bedingungen standhalten.
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  • Package.png (647,4 kB - 7 mal heruntergeladen - zuletzt: 15. Juni 2018, 10:30)
  • Stator.png (655,46 kB - 7 mal heruntergeladen - zuletzt: 7. Juni 2018, 07:47)
  • Base.png (434,03 kB - 7 mal heruntergeladen - zuletzt: 7. Juni 2018, 07:47)
  • Top.png (825,42 kB - 7 mal heruntergeladen - zuletzt: 7. Juni 2018, 07:47)

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219

Samstag, 2. Juni 2018, 23:17

@all:

So, der Windsensor ist jetzt am Mast und der Mast aufgestellt. Der Windsensor tut was er soll. Meine Daten kommen in OpenPlotter an. Leider ist heute Abend kein Wind mehr da. Nur ab und zu kommt mal ein Windhauch. Mal sehen wie es morgen aussieht. Bilder kann ich erst morgen Abend einstellen. Auf meinem Laptop kann ich die Bilder nicht sinnvoll verkleinern.

Norbert

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Sonntag, 3. Juni 2018, 10:47

Bitte berichten. Bin schon sehr gespannt.
Gruß, Jörg!

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