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Pendel mit Lichtschranke

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Pendel mit Lichtschranke

Von trh srth am 22.04.2008 21:56

Vorerst muss ich sagen, dass ich mit der Elektrotechnik nur begrenzt auskenne. Ich versuche mich deshalb so einfach wie möglich zu halten.

Aufgabe in der Schule ist es ein entdämpftes Pendel zu bauen, also ein Pendel, welches durch eine Energiezufuhr vortlaufend in einer konstanten Periode schwingt. Dabei dürfen keine Oszillatoren o.ä. zur Schwingungsstabilisierung verwendet werden.

Ich habe mir nun überleget einen Elektromagneten und zwei Lichtschranken für die Energiezufuhr zu verwenden. Jedesmal wenn das Pendel den Lichtstrahl einer Lichtschranke unterbricht, wird der Elektromagnet eingeschaltet und das Pendel wird durch die magnetische Kraft beschleunigt.

Doch nun zu meiner Frage. Ich habe 2 Lichtschranken gebaut, die mit 12V betrieben werden. Das Problem bei meiner Konstruktion ist, dass jede der Lichtschranken (beide greifen auf den selben Elektromagneten zu) nur jedes zweite mal auslösen, sprich den Magneten aktivieren darf. Da ich wie gesagt nicht so viel Ahnung von Elektrotechnik habe, weis ich nicht, ob es hierfür ein Bauteil o.ä. gibt.

Über Anregungen oder Tipps wäre ich sehr dankbar. Vielen dank im Vorraus, ich hoffe ich konnte es gut genug erklären...

Von loetadmin am 23.04.2008 10:06

Ich kenne deine Schaltung nicht, aber mit einem Binärzähler (FlipFlop) kannst Du die Eingangsfrequenz eines Signals halbieren, d.H. einen Impuls bei jedem zweiten Durchgang erzeugen.
Das setzt natürlich vorraus, das die Signale von dem Zählerbaustein auch verarbeitet werden können (Logik-Pegel).

Eine Weitere Möglichkeit ist hier zu sehen:

http://www.delphi.uni-wuppertal.de/~kind/fcwupelk.html
(Benutzt aber Timer-Bausteine)

Ich hab auch mal einen Schaltplan eines magischen Pendels gesehen, bei dem die Magnetspule gleichzeitig als Sensor für das Pendel diente, das war eine ziemlich einfache Schaltung, wenn ich mich recht erinnere...

Weitere Anregungen findest Du, wenn Du nach Schaltplänen für ein 'Foucault Pendel' suchst.

Von TheBug am 23.04.2008 12:18

Ich würde Doppellichtschranken verwenden um die Bewegungsrichtung zu erkennen, lässt sich mit einem D-FlipFlop ganz einfach machen, die eine Lichtschranke geht an D, die andere an Clk und mit einem Und oder Oder Gatter (das musste ich jetzt so schreiben Smile )stellt man fest wenn beide Lichtschranken nicht unterbrochen sind und macht einen Reset auf das FF.

Von pcprofi am 23.04.2008 13:03

Ich würde es noch anders versuchen:
Du hast unten eine Spule, die das Magnetfeld bildet, was die Kugel wieder beschleunigt. Jetzt ist es ja so, dass das Magnetfeld abgeschaltet werden muss, um die Kugel beim weiterflug nciht zu bremsen. Ich würde also hingehen, und in die mitte der Spule eine Reflex-Lichtschranke einbauen, die beim überfliegen der Kugel ausgelöst wird, und dann das Magnetfeld für eine gewisse Zeit "ausschaltet".

Realisieren ließe sich das relativ einfach mti ein paar Wiederständen, nem passenden Kondensator und evt. sogar nur 1-2 Transistoren.

Gruß Rainer

Von kalledom am 23.04.2008 15:51

Ich würde an dem Pendel einen kurzen Streifen befestigen, womit die Lichtschranke unterbrochen wird (kann evtl. auch das Pendel selber sein).
Mit der (Aus-)Schaltflanke der Lichtschranke würde ich dann ein flankengetriggertes Monoflop (monostabile Kippstufe) ansteuern, welches für einige Millisekunden die Spule erregt.

Damit wird die Spule immer wenige Zentimeter vor der (Spulen-)Mitte ganz kurz erregt und hält den Pendelschwung aufrecht.

Von BellaD am 24.04.2008 13:00

Moin

noch ein Vorschlag Rolling Eyes

2 Spulen auf einen Eisenkern übereinander wickeln und in das Pendel unten einen kleinen Magneten einbauen. Durch die induzierte Spannung bei Annäherung des Magneten wird ein Triggersignal für die Steuerschaltung erzeugt die die Spule mit einem Impuls ansteuert und so für die nötige Beschleunigung sorgt.

Anstatt 2 Spulen wäre es auch möglich einen Hallsensor (alter Diskettenmotor) als Sensor zu benutzen.

hf

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