Elektromagnete

[zg_]

Moin,
ich würde gerne über den PC 20 kleine Elektromagnete ansteuern und diese jeweils (einzeln) umpolen, so dass sie einen gegenüberliegenden Magneten an- oder abstoßen.

Mir wurde was mit Adressdekodern usw. empfohlen, da ich das ganze über den Parallel- oder Seriellport steuern würde. Die Nummer des "strom-zu-fliessenden" Magneten kommt vom PC, geht in den Adressdekoder und wird von dort aus entsprechend dem richtigen Magneten bzw. einem Relais zugeleitet welcher dann den Magneten umschaltet.

Aber:
Wie genau funktioniert das?
Die Programmierung am PC ist das kleinste Problem, die Mechanik auch.
Aber die Elektronik - was benötige ich damit ich über einen Port am PC (Seriell oder Parallel) einen von verschiedenen Relais auslöse? Wie funktioniert das mit dem Adressdekoder?

Jemand Tipps für mich?

Grüße
zg_

[derguteweka]

Moin,

"Klassische" Adressdecoder waeren z.b. der 74139, 74138,74154 (Datenblaetter ueber google) . Die waeren wohl am einfachsten direkt an den Parallelport anzuschliessen. Zusaetzlich brauchst du aber noch diverse Treiberstufen (Relais wuerde ich nicht nehmen, die sind so klapperig und brauchen auch wieder Treiberstufen).
Abschliessend noch ein paar Fragen, um den Aufwand besser einschaetzen zu koennen:
* Welche Spannungen und Stroeme braucht denn so einer von diesen Elektromagneten?
*Wie siehts mit der Anzahl aus? 20 ist eine recht krumme Zahl - 2erpotenzen waeren besser; also z.b. 16 oder 32.
*Muss wirklich bei jedem Magnet auch umgepolt werden koennen?
* Reicht es, wenn immer nur ein Magnet gleichzeitig aktiviert sein muss, oder koennens auch mal mehr als einer gleichzeitig sein?
* Wie siehts mit Loet- und elektrotechnischen Grundkennissen aus - z.b. Basteln mit Lochrasterplatinen, etc.?

Gruss
WK

[zg_]

Moin,

danke für die Umfangreiche antwort.

Welche Spannung bzw. welchen Elektromagnet ich genau benutzen werde weis ich noch nicht. Ich habe vor damit Schubladen auszulösen bzw. auszuklappen. Sind mehr als 20, wollte nur mit 20 Stück anfangen. Wenn's mit einer höheren Zahl leichter wird dann um so besser.
Nein, die Magneten müssten nicht umgepolt werden können. Wenn sie so stark sind, dass sie bei normaler Polarisation einen gegenüberliegenden Magneten abstoßen können, dann würde es auch reichen den Magneten einfach zu aktivieren. Dafür bräuchte ich dann im Prinzip auch kein Relais (http://www.linuxforen.de/ubb/icons/icon3.gif).
Es reicht, wenn nur einer kurz impulsartig aktiviert wird - eben so, dass dieser den gegenüberliegenden kurz wegdrückt.
Lötkentnisse sind vorhanden, Elektrokentnisse nicht sehr viel, dafür habe ich aber entsprechend Lektüre zur Hand. Leider nur für Standardbauteile, nichts mit Microcontrollern, VCs, Dekodern usw.

Hoffe die Infos helfen.
Danke für das Interesse.

[derguteweka]

Moin,

danke für die Umfangreiche antwort.

Welche Spannung bzw. welchen Elektromagnet ich genau benutzen werde weis ich noch nicht. Ich habe vor damit Schubladen auszulösen bzw. auszuklappen. Sind mehr als 20, wollte nur mit 20 Stück anfangen. Wenn's mit einer höheren Zahl leichter wird dann um so besser.
Nee, leichter wirds leider nicht, es gibt nur diese Grenzen (z.b. 8,16,32,...) ab denen es dann aufwendiger wird. Sprich: An der Adressdecoderschaltung aendert sich nicht viel, egal ob sie jetzt fuer 20 oder 32 Magnete ausgelegt wird.
Wenn ich genauer drueber nachdenk', waers wahrscheinlich sogar recht praktisch, wenn man immer einen Ausgang weniger haette als die 2^N, also z.b. 15 oder 31. Dann spart man sich am Parallelport eine Leitung, um den ganzen Zauber an- und abschalten zu koennen.


Nein, die Magneten müssten nicht umgepolt werden können. Wenn sie so stark sind, dass sie bei normaler Polarisation einen gegenüberliegenden Magneten abstoßen können, dann würde es auch reichen den Magneten einfach zu aktivieren. Dafür bräuchte ich dann im Prinzip auch kein Relais (http://www.linuxforen.de/ubb/icons/icon3.gif).
Es reicht, wenn nur einer kurz impulsartig aktiviert wird - eben so, dass dieser den gegenüberliegenden kurz wegdrückt.
Gut, also der Verzicht auf die Umpolbarkeit wuerde die Schaltung stark vereinfachen. So wie ich das sehe, wirds auch ok sein, wenn genau gleichzeitig immer nur eine Schublade aufgeht. Das spart auch wieder Aufwand, nicht zuletzt an der Stromversorgung; die muss ja dann auch nur fuer 1 Elektromagneten ausgelegt sein und nicht fuer 32 (20).

Lötkentnisse sind vorhanden, Elektrokentnisse nicht sehr viel, dafür habe ich aber entsprechend Lektüre zur Hand. Leider nur für Standardbauteile, nichts mit Microcontrollern, VCs, Dekodern usw.
Tja, dann wuerd' ich mal sagen: Guck' mal, was du fuer Elektromagnete nehmen kannst; denn der Spannung und Strombedarf wirkt sich unmittelbar auf die zu verwendenden Treibertransistoren aus. Und guck' dir mal Datenblaetter vom 74138 an (Oder 74LS138).
Imho waere es bei 16-31 Magneten am guenstigsten, wenn du die in einer 8X4 er Matrix ansteuerst, d.h. du stellst dir ein Gitter vor, bestehend aus 8 horizontalen Leitungen und 4 Vertikalen. Das hat dann 32 Kreuzungspunkte; an jedem dieser Punkte (bis auf einen) haengt dann so ein Elektromagnet (evtl. mit eigener Freilaufdiode, muss man noch mal gesondert gruebeln, ob man da nicht auch noch was einsparen koennte :) )
Der eine Kreuzungspunkt, an dem kein Magnet haengt, ist dann der, der durchgeschaltet werden wuerde, wenn kein "echter" Magnet aktiv sein soll. Damit kriegt man dann hin, das die echten Magnete nur Impulse kriegen und keinen Dauerstrom.

Fuer die Ansteuerung dieser 8x4 Matrix brauchst du dann 8 Treiberstufen in die eine Richtung(horiz.) und 4 Treiberstufen in die andere (vertikal). Da wirds dann interessant, mit welchen Spannungen/Stroemen die Magnete arbeiten werden.
An den 4 bzw. 8 Eingaengen der Treiberstufen haengt dann ein 1-aus-4 Decoder bzw. ein 1-aus-8 Decoder (da wuerde sich z.b. 2x der 74138 anbieten (Einfach, damit man nicht zuviele verschiedne Chips braucht; einen 1-aus-8 Decoder kann man natuerlich auch als 1-aus-4 Decoder verwenden)).
Der 1-aus-4 Decoder bekommt als Eingangssignal 2 bits vom Parallelport; der 1-aus-8 Decoder bekommt 3 weitere Bits vom Parport. Damit sind da 5 bits vergeben, d.h. wenn du dafuer z.b. die Dateinleitungen nehmen wuerdest, liefe es drauf raus, dass du z.b. bei dem Wert 00000 den "nicht vorhandenen Magnet" ansteuerst, bei 00001 den ersten; z.b. bei 00111 den siebten usw.
Soweit klar?
Traust du dir zu, eine Stromversorgung (Trafo, Gleichrichter, evtl. Stabilisierung) fuer die Magnetstromversorgung und fuer +5V (paar 100mA) zu entwickeln und aufzubauen?

Gruss
WK

[Noether]

Ich würde es mit Relais-Karten machen:

http://www.true-random.com/homepage/projects/8fa/

Es gibt auch einen Treiber, mit dem man bis zu 64x8 Relais ansteuern kann unter

http://www.relaiskarte.thomas-dohl.de/

Gegen den Öffnungs-Funken sollte man z. B. eine dicke Zener-Diode (5 W oder mehr) antiparallel an den Magneten anbringen um die Relais nicht unnötig zu belasten.
Die Relais-Karte 8fa hat den Vorteil, das alles bestückt ist; ein serielles Kabel kann man sofort anstecken und an die Relais kann man über die integrierte Schraubverbindung (Lüsterklemme) sofort anschließen.