Schlagwort: 3D-Druck

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BLDC oder PMSM? – Motortypbestimmung mittels Oszilloskop

Du möchtest schnell und einfach herausfinden, ob dein Motor ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) oder ein Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) ist, und weißt nicht, wie du es anstellen sollst? Mir ging es genauso.

Ich bin dann einfach auf gut Glück mit meinem Motor zum FabLab der FAU gegangen und bin dort auf sehr freundliche und kreative Leute gestoßen, die mir bei der Motortypbestimmung geholfen haben. Hier habe ich ihre Idee umgesetzt.

By the way: Das FabLab hat echt alles, was man in einer Werkstatt finden kann und braucht. Durch dieses simple Problem konnte ich nicht nur viele coole Leute kennenlernen, sondern auch lernen, wie man ordentlich ein Oszilloskop benutzt, ein 3D-Verbindungsstück in FreeCAD designt und es anschließend am 3D-Drucker realisiert.

Genial war natürlich die Idee, die Motorwelle mit einem Akkuschrauber zu drehen. Aber hier mal die ganze Idee Schritt für Schritt:

Die Idee

Den Motortyp kann man nämlich durch die Messung der induzierten Gegenspannung, der sogenannten Back-EMF des Motors, bestimmen.

Hierfür muss man einfach nur die Motorwelle drehen und schon wird die Back-EMF induziert. Deren Amplitude hängt stark davon ab, wie schnell man die Motorwelle dreht. Um genug Spannung zu induzieren, drehen wir z. B. mit einem Akkuschrauber die Welle.

Je nach Wicklungsaufbau unterscheidet sich deren zeitlicher Verlauf über den Winkel, wie in diesem Bild zu sehen:

  • BLDC: trapezförmige Spannung
  • PMSM: sinusförmige Spannung

So funktioniert die Messung mit dem Oszilloskop im FabLab:

1. Motor und Akkuschrauber verbinden

Ein Akkuschrauber eignet sich hervorragend, um die Motorwelle gleichmäßig zu drehen. Für die Verbindung zwischen Motorwelle und Akkuschrauber kannst du in wenigen Minuten mit FreeCAD einen passenden Adapter konstruieren und anschließend im 3D-Drucker fertigen.

2. Oszilloskop vorbereiten

Schließe einen Tastkopf an einen beliebigen Kanal des Oszilloskops an und schalte es ein.

Stelle unter Acquisition die Mittelwertbildung über 16 Messwerte ein.

3. Motor anschließen

Verbinde eine der drei Motorphasen mit dem Tastkopf und eine andere Motorphase mit der Masse.

4. Motor drehen

Starte den Akkuschrauber langsam und erhöhe die Drehzahl schrittweise. Achte darauf, dass keine Unwucht entsteht. Motorwelle und Akkuschrauber sollten möglichst fluchtend ausgerichtet sein.

5. Signal einstellen und auswerten

Auf dem Oszilloskop sollte nun die induzierte Spannung sichtbar sein.

Für ein stabiles und gut erkennbares Signal folgende Einstellungen am Oszi vornehmen:

  • Trigger: steigende oder fallende Flanke wählen
  • Zeitbasis und Spannungsskala: so einstellen, dass etwa 3–4 Perioden vollständig sichtbar sind und die Signalspitze vom Minimum bis zum Maximum dargestellt wird.

Hier ein Video, wie ich es umgesetzt habe, viel Erfolg 🍀 👍

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Wir haben neue 3D-Drucker

3D Drucker BambooLabs X1C, P1S und X1C

Bei uns sind diese Woche zwei nagelneue BambuLab X1C-Drucker eingetroffen. Beide sind mit dem Materialwechselsystem AMS2 ausgestattet, so dass auch mit mehreren Farben oder Materialtypen gleichzeitig gedruckt werden kann.

Damit stehen jetzt mit dem schon länger vorhandenen und bewährten BambuLab P1S insgesamt drei der schnellen BambuLab-Drucker zur Verfügung. Es können jetzt also noch mehr 3D-Drucke auf aktueller Technik in viel kürzerer Zeit und mit deutlich besserer Qualität als früher realisiert werden.

Ihr könnt die neuen Drucker zu den bekannten Zeiten und zu unveränderten Preisen im Lab nutzen. Viel Spaß dabei!

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Glasfaser-Material für unseren SLA 3D-Drucker

Seit etwas mehr als einem Jahr haben wir nun unseren Formlabs Form2 3D-Drucker. Mit diesem Drucker ist es möglich, sehr präzise Druckteile und Prototypen herzustellen. Dies wurde in den vergangenen Monaten auch ausgiebig genutzt, sodass mit Hilfe des FAU FabLabs mehrere Abschlussarbeiten in den verschiedensten Fachbereichen an der ganzen Universität ermöglicht und unterstützt werden konnten.

Jetzt nach einem Jahr haben wir Zuwachs bekommen. Wir haben unseren Nachbearbeitungsprozess optimiert, dies mit den offiziellen Gerätschaften des Herstellers Formlabs. Dadurch schaffen wir eine saubere und reproduzierbare Nachbearbeitung der Teile. Yippie 😉 weniger Dreck ist immer gut.

Eben weil wir nun diese Maschinen haben, können wir nun weitere Materialien anbieten. So haben wir nun auch Tough, ein Material mit Eigenschaften eines ABS-Kunststoffes, und glasfaserverstärkten Kunststoff im Angebot. So könnt Ihr nun stabilere Teile bauen, ohne auf die CNC-Fräse zurückgreifen zu müssen. Das Tough und Rigid (Glasfaser) sind dabei Harze, die speziell für den technischen Gebrauch entwickelt worden sind und eignen sich deshalb perfekt für Anwendungen, in denen es auf Haltbarkeit und/oder Langlebigkeit ankommt. Weitere Details dazu findet man in der Einweisung zu dem Form2.

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Neuvermessung des weltweiten Gletschervolumens

Forschung zum Anfassen: Ein Gletschermodell aus dem 3D-Drucker

Das Volumen des globalen Gletschervorkommens wurde in einem groß angelegten Projekt unter der Leitung der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Universitäten Fribourg, Innsbruck, der Indischen TH Mumbai und der FAU Erlangen-Nürnberg neu vermessen. Die Resultate könnt ihr unter folgendem Link nachlesen: https://www.fau.de/2019/02/news/wissenschaft/eisvolumen-neu-berechnet/

Um die Ergebnisse zu visualisieren, nutzte Dr. Johannes Fürst das FAU FabLab. Ein Modell des Gletschers druckte er mit Hilfe des Form2-3D-Druckers (ca. 75ml). Das darunter liegende 250g schwere Modell des Gebirges ist mit dem Ultimaker2+ erstellt worden.

Das ist ein Paradebeispiel dafür, aktuelle Forschung greifbar zu machen. Aber auch einfachere Ideen lassen sich hier im FabLab eindrucksvoll umsetzen.